DE3927990A1 - Verfahren und vorrichtung zur korrektur von arteriendruck-messsystemen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur korrektur von arteriendruck-messsystemenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Korrektur von Arteriendruckmessungen, die
mittels eines auf flüssigkeitsgefüllten Katheter basieren
den Meßsystems durchgeführt werden, wobei der vom Herz oder
vom Gefäß auf den Katheter übertragene Druckverlauf in
ein elektrisches Meßsignal umgewandelt, korrigiert und
ausgewertet wird.
Bei intravaskulären Blutdruckmessungen wird ein flüssig
keitsgefüllter Katheter mit einem Ende in ein Blutgefäß
eingeführt. Die vom Herz erzeugten Druckwellen werden von
einer am anderen Ende des Katheters befindlichen Signal
erfassung aufgenommen und in elektrische Meßsignale umge
wandelt und schließlich als eine Druckkurve ausgegeben. Auf
grund der dynamischen Daten des Meßsystems - Eigenschwingung
und Dämpfung - erfahren derartige Kurven dynamische Verzer
rungen.
Eine bekannte Methode, derartige Messungen zu korrigieren,
besteht in der Zwischenschaltung einer Drossel in den
Katheterschlauch, mit der eine Verfälschung der Druckwerte
durch Eigenschwingung des Meßsystems unterdrückt werden
soll. Das bekannte Verfahren erfordert jedoch bei jedem
Druckmeßprozeß eine komplizierte und zeitraubende Handhabung
beim Anordnen der Drossel, wobei das Problem der Sterili
sation und der Entlüftung des mit beispielsweise gekochtem
oder destilliertem Wasser gefüllten Katheters zusätzlich zu
beachten ist. Außerdem ist für jede Katheterart eine
gesonderte Drossel erforderlich, oder - wie es üblich ist -
ist man darauf angewiesen, eine Standardkorrektor zu ver
wenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem eine Korrektur
der Arterien- bzw. Blutdruckmessungen sehr einfach und mög
lichst universell, d. h. unabhängig von der Katheterart
durchführbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Hierbei wird der die Messungen verfälschende Faktor, nämlich
die nicht idealen dynamischen Daten des gesamten Druckmeß
systems in einem Korrekturkreis eliminiert, so daß die aus
gedruckten Meßkurven dem tatsächlichen Arteriendruck ent
sprechen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß man es mit
ein und demselben Gerät für unterschiedliche Arteriendruck
messsungen und unabhängig vom Kathetertyp anwenden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird zur Ermittlung
der Eigenschwingung des Katheters bzw. des Meßsystems
während des Meßvorganges ein Druckstoß auf den Katheter
ausgeübt. Die dabei erzeugte Schwingung dient zur Berech
nung der Korrekturparameter, die für die Signalkorrektur
einheit angewandt werden. Damit werden durch Analyse der
Dynamik des Systems die nicht idealen dynamischen Daten des
Systems eliminiert und das verzerrte Drucksignal entsprechend
korrigiert.
Die Erfassung und Verarbeitung der Meß- und Eigenschwin
gungssignale erfolgt vorzugsweise elektronisch, indem die
Meßsignale sowie die Korrektursignale einem Rechner zuge
führt werden, der die Eigenschwingungssignale zu Korrektur
signalen verarbeitet und zur Korrektur der Meßsignale ver
wendet.
Ein Meßvorgang wird in der Weise durchgeführt, daß nach dem
üblichen Installieren des Meßsystems der Meßvorgang in der
üblichen Weise gestartet wird. Dabei entstehen die üblichen
dynamischen verzerrten Druckkurven. Dann wird die Korrektur
eingeleitet, indem der Druckstoß auf den Katheter ausgeübt
wird und dieses simultan dem Rechner gemeldet wird. Durch
den gezielten Druckstoß, der so groß sein muß, daß der
Katheter mit ausreichender Amplitude schwingt, erhält der
Rechner das Eigenschwingungssignal des Meßsystems, das nach
kurzer Dauer gedämpft wird. Der Rechner verarbeitet diese
Signale zu Korrekturwerten und wendet sie bei den darauf
nachfolgenden Meßsignalen des Arteriendruckes als Korrektur
faktoren an.
Mit dem Druckstoß wird die Korrekturphase eingeleitet. Es
ist daher zweckmäßig, diesen Druckstoß zu Beginn des Meßvor
ganges, nachdem die Meßeinrichtung steht, d. h. der Katheter
an die richtige Stelle eingeführt und entlüftet wurde, aus
zuüben, damit die danach - mit beispielsweise einem
Schreiber - aufgenommenen Druckkurven bereits die Korrektur
enthalten. Es ist natürlich möglich, den Druckstoß bei
Unregelmäßigkeiten, z. B. bei Verlagerung des Meßsystems
während der Messung, erneut einzuleiten, um die auf die
Eigenschwingung des Systems zurückzuführenden Korrektur
werte zu aktualisieren.
Die Erfindung erstreckt sich auf eine Vorrichtung zur Durch
führung des Verfahrens, die durch die Merkmale des
Anspruchs 5 gekennzeichnet sind.
Diese Vorrichtung ist eine von den verschiedenen Druckmeß
systemen unabhängige Baueinheit, im folgenden Korrekturein
heit genannt, die bei jeder Arteriendruckmessung mittels
flüssigkeitsgefülltem Katheter mitverwendet wird. Für einen
Arzt in der Klinik oder in der Forschung bedeutet das eine
einmalige Anschaffung, während die Druckmeßeinrichtungen
bzw. die Katheter in der Regel Einwegteile sind.
Die Korrektureinheit greift das Meßsystem lediglich von
außen an, d. h., es wird kein Kontakt zwischen Bauteilen der
Korrektureinheit und der Flüssigkeit im Katheter herge
stellt. Die Korrektureinheit wird am Signalausgang des Druck
meßsystems angeschlossen, während die Druckstoßvorrichtung
auf die Außenseite des Katheters einwirkt. Damit sind keine
besonderen Vorkehrungen für eine Sterilisation der Korrek
tureinheit notwendig.
Eine weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung ist die sehr
einfache Handhabung der Korrektureinheit bzw. Durchführung
einer Korrektur. Nach dem üblichen Installieren des Druck
meßsystems wird die Auswerteelektronik der Korrektureinheit
an den Signalausgang des Meßsystems angeschlossen und die
Druckstoßvorrichtung am Druckgeberende des Katheters ange
bracht. Schließlich braucht zur Durchführung der Korrektur
nur eine Drucktaste ausgelöst zu werden, mit der ein Druck
stoß auf den Katheter abgegeben und die Elektronik zur
entsprechenden Berechnung und Ausgabe der korrigierten
Meßsignale angesteuert wird.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
In Fig. 1 ist eine Meßanlage gezeigt, die aus dem konven
tionellen Meßsystem, bestehend aus dem Katheter 10, der mit
einer Flüssigkeit, zum Beispiel Kochsalzwasser, gefüllt ist
und aus einem Druckgeber 11 zur Umwandlung der Drucksignale
in elektrische Meßsignale 12 besteht.
Zur entsprechenden Messung des Blutdruckes eines Patienten 13
wird der Katheter 10 mit dem freien Ende 14 zur gewählten
Meßstelle geführt und sorgfältig entlüftet. Der vom Herz
des Patienten 13 erzeugte Druckverlauf in der Blutbahn
wird über die Flüssigkeit des Katheters 10 auf den Druck
geber 11 übertragen, der diese in ein elektrisches Signal 12
umwandelt. Mit dem Ausgang des Druckgebers 11 bzw. den Meß
signalen 12 wird der Schreibkopf 15 eines Schreibers 16
angesteuert und die Druckkurve 17 aufgezeichnet. Gegenüber
der fehlerlosen Arteriendruckkurve ist diese Kurve 17, wie
bekannt, wegen der dynamischen Daten, insbesondere des
Katheters 10, verzerrt.
Zur Behebung dieses Problems ist eine Korrektureinheit 20, 21
vorgesehen, mit der die auf die dynamischen Daten des Meß
systems 10, 11 zurückzuführende Verzerrungskomponente von
dem Meßsignal 12 eliminiert wird.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Korrektureinheit gezeigt, die aus einem elektro
magnetischen Druckstoßgeber 20 und einer Auswerteelektronik 21
besteht. Die Auswerteelektronik 21 ist an den Ausgang des
Druckgebers 11 bzw. des Meßsystems angeschlossen, um das
Ausgangssignal 12 aufzunehmen. Es ist kein Umbau bzw. keine
Anpassung des konventionellen Meßsystems notwendig. Das
Meßsignal 12 wird über einen A/D-Wandler 22 und gegebenen
falls einen vorgeschalteten Anpassungsverstärker 23 einem
Mikroprozessor 24 zugeführt. Dem Mikroprozessor 24 ist eine
Bedienungstaste 25 zugeordnet, mit der ein Startimpuls für
den gesamten Korrekturvorgang abgegeben wird. Der Startim
puls beeinflußt einerseits den Rechenprozeß des Mikroprozes
sors 24 und löst gleichzeitig ein Ansteuersignal 26 für das
elektromagnetische Druckimpulsgerät 20 aus. Dabei wird ein
Stift oder Keil 27 aktiviert, derart, daß der Stift 27
einen heftigen, kurzzeitigen Druckstoß auf den Katheter
schlauch 10 ausübt. Dieser Vorgang löst eine gedämpfte
Schwingung im Meßsystem 10, 11 aus, die ebenfalls über den
Eingang vom Mikroprozessor 24 aufgenommen und zur Verarbei
tung von Korrekturwerten 28 der Korrekturelektronik ver
arbeitet wird.
Über den Schreiber 15, der die direkten vom Druckgeber 11
erzeugten Meßsignale aufzeichnet, erhält man eine gedämpfte
Schwingungskurve 30, wie sie in Fig. 2b dargestellt ist.
Der mit der Taste 25 ausgelöste Druckstoß wird zweckmäßiger
weise in der Diastole, d. h. bei einem Zeitpunkt ts
(Fig. 2a) abgegeben, bei dem die Blutdruckkurve einen
niedrigen Frequenzinhalt hat. Die Druckkurve mit der ge
dämpften Schwingung wird digital gespeichert. Die nächste
Periode der Druckkurve wird dann ebenfalls gespeichert und
von der ersten Druckkurve subtrahiert, wobei die gedämpfte
Schwingung 30 (Fig. 2b) allein herausgeholt wird.
Nach dem Abklingen der Eigenfrequenzsignale 30 erhält der
Mikroprozessors 24 sowie der Schreiber 15 die üblichen ver
zerrten Druckmeßsignale 12 entsprechend der Kurve 17.
Anhand der gespeicherten gedämpften Schwingung 30 wird der
Mikroprozessor entsprechend der nachfolgend erhaltenen
Meßsignale 12, 17 den dynamischen Eigenfrequenzanteil, der
in Fig. 2c mit der Kurve 31 für die Kurve 17 dargestellt
ist, errechnen und einem Korrekturbaustein 35 weitergibt.
Der Korrekturbaustein 35 kann ein Multiplex, ein elektro
nisch verstimmter Filter, Hochpaßfilter oder dergleichen
sein, der über einen Eingang 36 die unkorrigierten Meß
signale 12 erhält und diese entsprechend den vom Mikro
prozessor 24 erhaltenen, auf den gewählten Korrekturbaustein
abgestimmten Korrektursignalen 28 derart verändert, daß die
Ausgangssignale 12′ nahezu unverfälscht den vom Kreislauf
des Patienten erzeugen Druck wiedergeben. Mit dem Ausgangs
signal 12′ wird ein zweiter Schreiber 37 angesteuert, der
die gewünschte, unverzerrte Arteriendruckkurve 17′ aufzeich
net. Wie in Fig. 2 angedeutet, ergibt sich die korrigierte
Kurve 17′ aus dem dynamisch verzerrten Meßsignal 12 durch
frequenzabhängige Multiplikation mit dem Korrektursignal 28.
Die Korrektur kann nach irgendeiner bekannten Signalver
arbeitungsmethode erfolgen, wobei sie entweder direkt im
Rechner softwaremäßig durchgeführt oder über gesonderte
Korrekturbausteine hardwaremäßig beeinflußt wird.
In Fig. 1 ist zur Verdeutlichung neben dem Ausgang mit
den korrigierten Signalen 12′ der Auswerteelektronik 21
der direkte Ausgang aus dem Meßsystem 10, 11 mit dem ver
zerrten Signalen 12 gezeigt. In der Regel wird man sich
lediglich des Ausgangssignales der Auswerteelektronik 21
bedienen, d. h. nur dieses Signal 12′ aufzeichnen lassen.
Soll zur Kontrolle auch eine Aufnahme der unkorrigierten
Signale erfolgen, so kann dieses dadurch geschehen, daß der
Korrekturstart mit dem Druckknopf 25 erst nach Aufnahme
einiger verzerrter Druckkurven 17 eingeleitet wird. Außerdem
ist es möglich, während des Meßprozesses die Bedienungs
taste 25 erneut zu bedienen, wodurch ein erneuter Druckstoß
mit dem Stift 27 auf den Katheter 10 ausgeübt wird und die
dabei neu erzeugte Eigenschwingungskurve 30 zur Grundlage
der weiteren Korrektur verwendet wird.
Für die Erzeugung des Druckstoßes kann jede andere Methode
verwendet werden, die entweder direkt oder über die Aus
werteelektronik betätigbar ist. Wichtig ist nur, daß die
Auswerteelektronik einen simultanen Impuls erhält.
Im übrigen kann die Auswerteelektronik 21 zur Anzeige oder
Ausgabe von Daten, die im Zusammenhang mit den Messungen
stehen, ausgelegt werden. Fig. 1 zeigt beispielsweise einen
Display 40 zur Anzeige der gedämpften Schwingung des Meß
systems 10, 11 und einen Display 41 für die Anzeige der
Dämpfung des Systems. Diese Werte sind zugleich über
Schnittstellen 42 bzw. 43 für andere Zwecke verfügbar,
z. B. für zusätzliche digitale Displays oder einen Rechner
für klinische oder wissenschaftliche Dokumentation.
Claims (10)
1. Verfahren zur Korrektur von Arteriendruckmessungen, die
mittels eines auf einen flüssigkeitsgefüllten Katheter
basierenden Meßsystems durchgeführt werden, wobei die
vom Herz oder vom Gefäß auf den Katheter übertragenen
Druckwellen in elektrische Meßsignale umgewandelt,
korrigiert und ausgewertet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dynamischen Eigenschaften bzw. Daten des
Kathetermeßsystems (10, 11) im Meßvorgang ermittelt
und zur Korrektur des Meßsignals (12) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Ermittlung der dynamischen Daten des Kathetermeß
systems (10, 11) während des Meßvorganges ein Druckstoß
auf den Katheter ausgeübt wird und daß die dabei er
zeugten Schwingungen (30) aufgenommen und zur Bildung
von Korrekturwerten (28) verarbeitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Meßsignale (12) einem Rechner (21) zuge
führt werden, daß zu Beginn des Meßvorganges ein Druck
stoß auf den Katheter (10) ausgeübt wird und die dabei
erzeugten, auf die Eigenschwingung des Meßsystems (10, 11)
zurückzuführenden Signale (30) im Rechner zur Bildung
von Korrekturwerten (28) verarbeitet werden und daß
das Drucksignal (12) anschließend mit den Korrektur
werten korrigiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckstoß während des Arteriendruckmeßvorganges
wiederholt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
Mittel (20) zur Ausübung eines Druckstoßes auf den
Katheter (10) eines Arteriendruck-Meßsystemes (10, 11)
sowie eine Auswerteelektronik (21) mit einem Eingang
für die Meßsignale (12) des Meßsystems hat, daß die
Auswerteelektronik so ausgelegt ist, daß sie die vom
Druckstoß erzeugten Signale (30) zu Korrekturwerten (28)
auswerten und zur Korrektur der Meßsignale des Arterien
druckes zu verarbeiten vermag.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (20) zum Ausüben eines Druckstoßes von
der Auswerteelektronik (21) ansteuerbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein elektromagnetisch betätigbarer Stift (27) zur
Ausübung des Druckstoßes verwendet wird.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (21)
einen Rechner (24) aufweist, der einen Eingang für die
Meßsignale (12) hat und der so programmiert ist, daß
er nach Einleitung des Korrekturvorganges die Druck
kurve mit der gedämpften Schwingung (30) speichert und
davon die nächste Periode der Druckkurve subtrahiert,
um die gedämpfte Schwingung allein als Korrektur
werte (28) herauszuholen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (21) einen
Mikroprozessor (24) aufweist, der einen Eingang für die
Meßsignale (12) bzw. dynamischen Daten (30) hat, daß
der Mikroprozessor die Eigenschwingungssignale zu
Korrektursignalen (28) verarbeitet und an einen Korrek
turbaustein (35) weitergibt, der unter Anwendung der
Korrektursignale die Meßwerte (12) beeinflußt und als
korrigierte Meßsignale (12′) ausgibt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (21) eine
Bedienungstaste (25) zur Einleitung des Druckstoßes
sowie des Korrekturvorganges aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893927990 DE3927990A1 (de) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | Verfahren und vorrichtung zur korrektur von arteriendruck-messsystemen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893927990 DE3927990A1 (de) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | Verfahren und vorrichtung zur korrektur von arteriendruck-messsystemen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3927990A1 true DE3927990A1 (de) | 1991-02-28 |
Family
ID=6387793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893927990 Withdrawn DE3927990A1 (de) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | Verfahren und vorrichtung zur korrektur von arteriendruck-messsystemen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3927990A1 (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SEHESTED, JENS, DR., 1000 BERLIN, DE GORMSEN, JOER |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: LINK, G., RECHTSANW., 1000 BERLIN |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |