DE3701947A1 - Verfahren zur erfassung eines elektrokardiogramms (ekg) - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung eines Elektrokardiogramms (EKG), bei dem die über Elektroden vom Patienten abgegriffenen Herzaktionssignale nach einem vorgegeben Programm und unter Beachtung der Möglichkeit ver­ arbeitet werden, daß diese Herzaktionssignale durch einen Herz­ schrittmacher ausgelöste Stimulationsimpulse enthalten.

EKG-Erfassungseinrichtungen, die von dem eingangs genannten Verfahren Gebrauch machen, sind in vielfältiger Form bekannt. Sie werden beispielsweise bei der EKG-Überwachung von Patienten mit Hilfe von Überwachungsmonitoren, bei der Aufzeichnung von Langzeit-Elektrokardiogrammen, bei der Ansteuerung von Ballon­ pumpen, bei der Triggerung von Defibrillatoren zur Kardio­ version, bei der Herzphasensteuerung mittels einer Kontrast­ mittelspritze und bei der Triggerung eines Lithotriptors in Abhängigkeit von der Herzbewegung eingesetzt. In all diesen Fällen stößt man bei der Verarbeitung der Herzaktionssignale und Erfassung des Elektrokardiogramms immer wieder dann auf Schwierigkeiten, wenn das Herz des Patienten von einem Herz­ schrittmacher stimuliert wird und gleichzeitig Arrhythmien und äußere Störungen wie Artefakte vorliegen. Dann nämlich ergeben sich gegenüber dem Normalfall Veränderungen im Elektro­ kardiogramm, die nur schwer mit einschlägigen Schaltungen und/oder Softwaremaßnahmen zu identifizieren, zu erfassen und/oder zu eliminieren sind.

Ein Grund für die Komplexität des Problems ist darin zu sehen, daß es eine Vielfalt an Charakteristika der zur Stimulation verwendeten Herzschrittmacher-Impulse gibt. Herzschrittmacher verschiedener Hersteller arbeiten unterschiedlich, und auch die im Herzschrittmacher eingestellten Parameter, wie beispiels­ weise Impuls-Amplitude, -Wiederholfrequenz oder -Impulsbreite, sind von Patient zu Patient unterschiedlich. Eine weitere Ursache für die Schwierigkeiten, denen man bei der EKG-Aus­ wertung begegnet, ist darin zu sehen, daß die EKG-Signalver­ arbeitungs-Algorithmen nicht universell genug faßbar sind. Die EKG-Erfassungseinrichtung müßte bei vorgegebener Hardware eine umfangreiche und flexible Software besitzen, um allen Möglich­ keiten der Veränderungen im EKG durch Einflußnahme des Herz­ schrittmachers gerecht werden zu können. Die Unterscheidung zwischen zulässigen Abweichungen, die durch den Herzschritt­ macher bedingt sein können, und solchen, die von Arrhythmien oder Störungen herrühren, ist daher mit schier unüberwindlichen Schwierigkeiten verbunden.

Bisher werden zur Erkennung von Herzschrittmacher-Impulsen spezielle Hardware-Schaltungen eingesetzt. Dabei ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß die nach dem eingangs genannten Verfahren arbeitende EKG-Signalverarbeitungseinrichtung Herz­ aktionen oft überhaupt nicht oder aber nur unzuverlässig erkennt. Es gibt also Fälle, bei denen diese Einrichtungen zwischen einer Herzschrittmacheraktion und einer Herzaktion nicht sicher differenzieren können.

Bekannte Geräte, beispielsweise der Siemens-EKG-Modul (Data­ blatt E 331 der Siemens AG, Bestell-Nr. A 91001-M 3331-G 027-02, vom Sept. 1984 mit dem Titel "System Sirecust 400"), sehen eine Impulsunterdrückung von Herzschrittmacher-Impulsen vor. Diese Impulserkennung und -unterdrückung ist jedoch auf eine Impulsbreite von 0,1 bis 2 ms und eine Amplitude zwischen 10 mV und 500 mV beschränkt.

Es besteht somit bei einer EKG-Signalverarbeitungs-Einrichtung der Wunsch, daß diese nach einem Verfahren arbeitet, das auch bei Herzschrittmacher-Patienten Herzaktionen zuverlässig er­ kennt. Zweifel an der Zuverlässigkeit könnten bei Patient, Arzt, Pflege- und Hilfspersonal ein erhebliches Unbehagen entstehen lassen. Andererseits ist aber auch die Komplexität des Problems zu beachten. Selbst einem erfahrenen Kardiologen macht es manchmal Schwierigkeiten, aus einer EKG-Aufzeichnung, die sogar mit mehreren Ableitungen vorliegen kann, die Art des bei dem betreffenden Patienten verwendeten Herzschrittmachers einwandfrei zu erkennen. Da Schrittmacher, je nach Typ, das EKG-Bild, insbesondere bei Vorliegen von Arrhythmien, häufig verändern können, kommt es zu den genannten Interpretations­ schwierigkeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß Herzschrittmacher-Signale oder durch Herzschrittmacher hervor­ gerufene Modifikationen von EKG-Signalen mit erhöhter Zuver­ lässigkeit diskriminiert werden können.

Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß seit einiger Zeit auf dem Markt sogenannte Dialog-Geräte verfügbar sind, die es mit Hilfe eines drahtlosen Signal-Übertragungsverfahrens er­ lauben, die Parameter sogenannter dialogfähiger implantierter Herzschrittmacher von außen auszulesen oder einzustellen. Diese Signalübertragungsverfahren haben sich inzwischen in der Herz­ schrittmacher-Technologie durchgesetzt und dienen dort unter anderem auch zur Identifizierung des implantierten Schritt­ machertyps.

Die genannte Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß durch folgende Schritte gelöst:

• a) Es werden die im implantierten Herzschrittmacher eingestell­ ten Parameter mit Hilfe einer drahtlosen Signalübertragungsein­ richtung ausgelesen, und
• b) es werden diese Parameter bei der Verarbeitung der Herz­ aktionssignale berücksichtigt.

Diese Berücksichtigung geschieht im Sinne einer Identifizierung der Schrittmacher-Impulssignale oder einer Identifizierung von Modifikationen der Herzaktionssignale, die von der Tätigkeit des speziell eingesetzten Herzschrittmachers herrühren.

Nach einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, daß für jeden Satz von Herzschrittmacher-Parametern ein eigenes Verarbeitungsprogramm zur Verarbeitung der Herzaktions­ signale vorgesehen ist. Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist jedoch vorgesehen, daß ein vorgegebenes Verarbeitungs­ programm zur Verarbeitung der Herzaktionssignale in Abhängig­ keit der Herzschrittmacher-Parameter modifiziert wird.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht also darin, bei der notwendigen Behandlung oder Überwachung eines Patienten, der einen implantierten dialogfähigen Schrittmacher besitzt, auf der Grundlage der Verarbeitung von EKG-Herzaktionssignalen die tatsächlich eingestellten Herzschrittmacher-Daten mit Hilfe der oben beschriebenen Einrichtung für nicht-galvanische Signal­ übertragung der EKG-Signalverarbeitungseinrichtung mitzuteilen. Der zugehörige, speziell für diese Aufgabe eingerichtete Ver­ arbeitungs-Algorithmus wird dann gemäß den übertragenen Parametern automatisch entsprechend eingestellt; somit lassen sich die vom Patienten stammenden und für die Behandlung oder Überwachung kritischen Herzaktionen wesentlich sicherer erken­ nen. Bei der Verarbeitung können die Herzschrittmacher-Parameter insbesondere zum Erkennen von Auffälligkeiten, die charakteri­ stisch für den betreffenden Herzschrittmacher sind, herange­ zogen werden. Beispielsweise wird bei Herzschrittmachern mit vorgegebenen Parametern im EKG gegenüber dem Normalfall ein zeitlich verlängerter QRS-Komplex hervorgerufen. Wird also ein solcher spezieller Herzschrittmacher mit eben diesen charak­ teristischen Parametern eingesetzt und werden dessen Impulse sicherer erkannt, so wird die Auswertung der Herzaktionssignale im Hinblick auf die zu erwartenden Auffälligkeiten im QRS-Komplex und Arrhythmien ebenfalls sicherer vorgenommen werden.

Man kann dies auch so ausdrücken: Durch die Eingabe der Herz­ schrittmacher-Parameter wird das Verarbeitungsprogramm so ge­ wählt oder so eingestellt, daß es die charakteristischen Ver­ änderungen des EKG-Signals, die für den betreffenden Herz­ schrittmacher typisch sind, "kennt". Damit können sicherere Aussagen über Veränderungen anderen Ursprungs im EKG gemacht werden.

Speziell können die Herzschrittmacher-Parameter auch zur besseren Erkennung von Störimpulsen (Artefakten) in den Herz­ aktionssignalen vorgesehen sein. Dabei kann dann so vorgegangen werden, daß die bei der Verarbeitung erkannten Störimpulse (Artefakte) in den Herzaktionssignalen für die Weiterverarbei­ tung unterdrückt werden.

Eine weitere Ausgestaltung des hier beschriebenen Verfahrens zur Beeinflussung oder Steuerung von EKG-Erfassungssein­ richtungen besteht darin, daß die vom dialogfähigen Schritt­ macher stammenden Signale direkt verwendet werden. Die zur Stimulation verwendeten Signale werden also (in analoger Form) über die Übertragungseinrichtung aufgenommen und dann nach vor­ gegebenen Kriterien, wie z.B. Impulsdauer, Impulsfolgefrequenz, Impulshöhe, etc., analysiert. Die analysierten Werte gehen so­ dann in die EKG-Signalverarbeitung ein.

Es soll abschließend noch angemerkt werden, daß die aus dem Herzschrittmacher abgeleiteten oder ausgelesenen Parameter bzw. Signale bei der Verarbeitung der Herzaktionssignale zu einem EKG-Anzeigesignal, bei der Bestimmung der Herzfrequenz und/oder bei der Überwachung eingestellter EKG-Grenzwerte berücksichtigt werden können. In all diesen Fällen läßt sich somit die Existenz und Wirkung des Herzschrittmachers berücksichtigen. Dies ist für die eingangs genannten EKG-Anwendungen von Bedeutung.

Claims (8)

1. Verfahrung zur Erfassung eines Elektrokardiogramms (EKG), bei dem die über Elektroden vom Patienten abgegriffenen Herz­ aktionssignale nach einem vorgegebenen Programm und unter Be­ achtung der Möglichkeit verarbeitet werden, daß diese Herz­ aktionssignale durch einen Herzschrittmacher ausgelöste Stimu­ lationsimpulse enthalten, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) es werden die im implantierten Herzschrittmacher einge­ stellten Parameter mit Hilfe einer drahtlosen Signalüber­ tragungseinrichtung ausgelesen, und
• b) es werden diese Parameter bei der Verarbeitung der Herz­ aktionssignale berücksichtigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für jeden auslesbaren Satz von Herz­ schrittmacher-Parametern ein eigenes Verarbeitungsprogramm zur Verarbeitung der Herzaktionssignale vorgesehen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein vorgegebenes Verarbeitungsprogramm zur Verarbeitung der Herzaktionssignale vorgesehen ist, und daß dieses Vorbereitungsprogramm jeweils in Abhängigkeit der Herzschrittmacher-Parameter modifiziert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Herzschrittmacher-Para­ meter zur Erkennung von Auffälligkeiten im EKG, die charak­ teristisch für den betreffenden Herzschrittmacher sind, heran­ gezogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Herzschrittmacher-Parameter zur Er­ kennung von Störimpulsen in den Herzaktionssignalen vorgesehen sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in den Herzaktionssignalen erkannten Störimpulse bei der weiteren Verarbeitung unterdrückt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Herzschrittmacher-Para­ meter bei der Verarbeitung der Herzaktionssignale zu einem EKG- Anzeigesignal, bei der Bestimmung der Herzfrequenz und/oder bei der Überwachung eingestellter EKG-Grenzwerte berücksichtigt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter des Herz­ schrittmachers aus den vom Herzschrittmacher abgegebenen Sig­ nalen ermittelt und direkt weiterverarbeitet werden.