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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf implantierbare
Herztherapiegeräte und
Wege, um Informationen, die von den implantierbaren Therapiegeräten gewonnen
werden, darzustellen.
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Implantierbare
Herztherapiegeräte
(ICTDs) werden in den Körper
eines Patienten implantiert, um die Herzfunktion zu überwachen,
zu regulieren und/oder zu korrigieren. ICTDs beeinhalten implantierbare
Herzstimulationsgeräte,
d. h. implantierbare Herzschrittmacher, implantierbare Defibrillatoren,
die Stimulationstherapie auf das Herz anwenden und auch implantierbare
Herzmonitore, welche die Herzaktivität überwachen.
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ICTDs
beinhalten typischerweise eine Steuereinheit, die in einem Gehäuse angeordnet
ist, das in den Körper
implantiert wird, und einem Satz von Leitungen, die angebracht werden,
um Stimulation zu übermitteln
und/oder Herzaktivität
zu überwachen. Mit
verbesserten Prozessor- und Speichertechnologien sind die Steuereinheiten
verfeinert worden, so dass sie viele Arten von Bedingungen überwachen und
maßgeschneiderte
Stimulationstherapien in Reaktion auf diese Bedingungen anbringen
können.
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ICTDs
sind typischerweise geeignet, durch ein externes Programmiergerät, dass
oft „Programmierer" genannt wird, von
außen
programmiert zu werden. Heutzutage sind einzelne ICTDs mit Telemetrie-Schaltkreisen
ausgestattet, die mit dem Programmierer kommunizieren. Eine Art
eines Programmierers benutzt einen elektromagnetischen Stift, der in
die Nähe
des implantierten Herzgerätes
gebracht wird, um mit dem implantierten Gerät zu kommunizieren. Wenn er
in steriler Umgebung benutzt wird, kann der Stift in einer sterilen
Hülse eingeschlossen
werden. Der Stift beinhaltet eine Spule, die einen Umwandler bildet,
der mit dem ICTD-Telemetrie-Schaltkreis koppelt. Der Stift überträgt Niederfrequenz-Signale
durch Verändern
der Spulenimpedanz.
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Frühe Telemetrie-Systeme
waren passiv, d. h., dass die Kommunikation uni-direktional von
dem Programmierer zu dem implantierten Gerät verlief. Passive Telemetrie
erlaubte einem behandelnden Arzt nach der Implantation Befehle an
das implantierte Gerät
zu überspielen.
Aufgrund von Energie- und Größenbeschränkungen
waren früher
kommerzielle Versionen der implantierten Geräte nicht in der Lage, Informationen
an den Programmierer zurück
zu übertragen.
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Nachdem
sich die Energiefähigkeiten
verbessert haben, wurde aktive Telemetrie möglich, welche eine synchrone
bi-direktionale Kommunikation zwischen dem implantierten Gerät und dem
Programmierer erlaubte. Aktive Telemetrie benutzt einen Halb-Duplex-Kommunikationsmodus,
bei dem der Programmierer Befehle in einem vorgegebenen Rahmenformat
sendet, und nach der Beendigung dieser Übertragung das implantierte
Gerät Daten
unter Benutzung des Rahmenformates zurückgibt. Mit aktiver Telemetrie
ist der behandelnde Arzt in der Lage, nicht nur das implantierbare
Gerät zu
programmieren, sondern auch Informationen von dem implantierten
Gerät zu
erhalten, um die Herzaktivität
und die Leistung des Geräte
zu beurteilen. Möglicherweise
möchte der
behandelnde Arzt regelmäßig die
Leistung des Gerätes
oder Herzaktivitätsdaten
für vorgegebene Zeiträume überwachen,
um sicherzustellen, dass das Gerät
Therapie in gewünschter
Art und Weise zur Verfügung
stellt. Dementsprechend umfassen implantierbare Herztherapiegeräte der aktuellen
Generation Speicher und die Prozessoren prüfen regelmäßig verschiedene Leistungsparametermessungen und
speichern diese in den Speichern.
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Daten,
die zum Herzzustand eines Patienten gehören, werden gesammelt, und
durch den Programmierer während
der Programmierungsphasen der ICTDs gespeichert. Die Analyse der
Herzzustandes wird lokal durch die Programmierungssoftware durchgeführt. Programmierer
bieten umfangreiche diagnostische Möglichkeiten, Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
und einfachen Betrieb, und vereinfachen dadurch eine effiziente
Programmierung und eine rechtzeitige Nachbehandlung des Patienten.
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Zusätzlich zur
lokalen Analyse werden Trans-Telephonic-Monitoring (TTM) Systeme
eingesetzt, um aktuelle Herzdaten von Patienten zu sammeln, die
von dem Gesundheitsversorgungsanbieter entfernt sind. TTM-Systeme
werden beim Patienten zu Hause angebracht. Sie beinhalten typischerweise eine
Basiseinheit, die Informationen von dem ICTD im Wesentlichen so
sammelt, wie es ein Programmierer tun würde. Die Basiseinheit ist mit
einer Telefonleitung verbunden, so dass Daten an das für diesen
Patienten verantwortliche medizinische Personal übertragen werden können. Ein
Beispiel für
ein ICTD-TTM-System ist ein Dienst von St. Jude Medical und Raytel
Cardiac Services, der „Housecall" genannt wird. Dieser
Dienst stellt aktuell programmierte Parameter und Anfallsdiagnoseinformationen
für eine
Vielzahl von Vorfällen
zu Verfügung
und beinhaltet gespeicherte Elektrogramme (EGMs). Auch Echtzeit-EGMs
mit angehängter
Zustandsinformation können übertragen
werden.
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Unter
Benutzung eines Telefons und eines Übertragers stellt das TTM-System
sowohl dem medizinischen Personal als auch dem Patienten die Annehmlichkeit
einer sofortigen Analyse der Therapie zu Verfügung, ohne das der Patient
die Annehmlichkeit seines Zuhauses verlassen muss. Typischerweise
werden Echtzeit-Messungen nur in Minuten übertragen. Patienten können eng überwacht
werden und das medizinische Personal hat größere Kontrolle über die
Behandlung seiner Patienten und trägt somit zu einer besseren
Verwaltung der Patienten bei.
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Eine
Herausforderung, die jedoch immer noch verbleibt, ist, wie Patienteninformation
und Herzdaten effizient und effektiv medizinischem Personal und
anderen Fachleuten, die ein Interesse an den Gerätedaten haben können, präsentiert
werden können.
Es werden verschiedene Arten von Rechengeräten benutzt, um Daten zum empfangen
und anzuzeigen, wie z. B. Computer, tragbare Computer, persönliche Digital-Assistenten,
Faxgeräte
usw. Diese Rechengeräte
haben verschiedene Fähigkeiten und
Eigenschaften der Benutzerschnittstellen. Dementsprechend besteht
das Bedürfnis
nach einem System, das Daten an eine breite Variation von Rechengeräten liefert.
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US-B1-6,250,309 offenbart
ein System, das ein implantierbares Herztherapiegerät und ein
Computernetzwerk umfasst, das eingerichtet ist, um mit dem implantierbaren Herztherapiegerät zu kommunizieren
und Daten zu empfangen, die von diesem ausgegeben werden, und die
Daten an die Rechengeräte
zu verteilen, die Fachleuten zugeordnet sind, die an den Daten interessiert
sind. In diesem System werden die Daten des implantierten Gerätes nur
an einen Computer übertragen,
d. h. entweder an einen konventionellen Computer oder an einen „Programmierer/Computer" der „die grundlegenden
Eigenschaften eines Personalcomputers" hat.
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US-A-6,104,392 offenbart
eine Netzwerkarchitektur, die Daten von einem Server an verschieden Clients
entsprechend verschiedenen Formaten und Protokollen, die von den
Rechengeräten
unterstützt werden,
verteilt. Somit bezieht sich diese Referenz nur auf die Übertragung
von Daten über
ein Computernetzwerk an verschiedene Arten von Klienten, die verschiedene
Protokolle verwenden, und behandelt auf keine Weise die Übertragung
von Daten von einem implantierten Gerät.
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Erfindungsgemäß wird ein
System zur Verfügung
gestellt, dass ein implantierbares Herztherapiegerät und ein
Computernetzwerk umfasst, welches ausgestaltet ist, mit einem implantierbaren
Herztherapiegerät
zu kommunizieren und Daten zu empfangen, die von diesem ausgegeben
werden, und die Daten an Rechengeräte zu verteilen, die Fachleuten zugeordnet
sind, die an den Daten interessiert sind, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Darstellungsstruktur, die durch das Rechennetzwerk dargestellt wird,
die Daten an die Rechengeräte
gemäß verschiedener
Formate und Protokolle verteilt, die von den Rechengeräten unterstützt werden;
und die Darstellungsstruktur einer Verarbeitungsschicht, um die Daten,
die von dem implantierbaren Herztherapiegerät empfangen werden, zu verarbeiten,
und um verschiedene Datenpakete zu Lieferung an die verschiedenen
Fachleute in Abhängigkeit
der Bedürfnisse
der Fachleute zu erzeugen, und eine von der Verarbeitungsschicht
getrennte Präsentationsschicht
umfasst, um die Daten entsprechend den Formaten und Protokollen,
die von den Rechengeräten
unterstützt werden,
zu formatieren und zu codieren.
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Vorzugsweise
umfasst die Präsentationsstruktur
ein oder mehrere Datenfelder, welche die Rechengeräte, die
von den Fachleuten benutzt werden, bezeichnen, und einen Bezeichnungsspeicher, um
Benutzerschnittstellendefinitionen und Stilblätter zu halten, die spezifizieren,
wie die Daten auf einem bestimmten Rechengerät dargestellt werden sollten. Vorzugsweise
umfasst die Darstellungsstruktur einen Inhaltsformatierer, um die
Daten in verschiedenen Formaten zur Darstellung auf den Rechengeräten zu formatieren,
und einen Protokollcodierer, um die Daten gemäß verschiedener Protokolle,
die von den Rechengeräten
unterstützt
werden, zu codieren.
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Vorzugsweise
umfasst das implantierbare Herztherapiegerät ein Herzstimulationsgerät. Vorzugsweise
ist das Rechennetzwerk ausgestaltet, die Daten an Rechengeräte zu verteilen,
die aus einem Computer, einem tragbaren Computer, einem persönlichen
digitalen Assistenten, einem schnurlosen Telefon, einem Faxgerät und einer
Datenbank ausgewählt
sind. Vorzugsweise umfasst die Darstellungsstruktur eine Informationsquellschicht,
um die Daten von dem implantierbaren Herztherapiegerät zu sammeln,
und die Datenverarbeitungsschicht verarbeitet die von der Informationsquellschicht
gesammelten Daten. Es kann auch einen Inhaltsselektor geben, um zu
wählen,
welche Abschnitte der Daten für
die Darstellung auf den Rechengeräten formatiert und codiert
werden, wobei der Inhaltsselektor die Wahl entsprechend den Fähigkeiten
der Rechengeräte
trifft, und es kann auch ein Ermitteln der Fähigkeiten der Rechenmittel,
die den Fachleuten zur Verfügung
stehen, geben, wobei verschiedene Fachleute verschiedene Arten von
Rechengeräten
mit verschiedenen Fähigkeiten
benutzen.
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Die
Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zum Verarbeiten
von Daten in einem Netzwerksystem zum Sammeln von Daten von einem
implantierbaren Herztherapiegerät
und Verarbeiten der Daten zu Verteilung an verschiedene Fachleute,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst:
Ermitteln
der Fähigkeiten
von Rechenmittel, die den Fachleuten zur Verfügung stehen, wobei verschiedene
Fachleute verschiedene Arten von Rechengeräten mit verschiedenen Fähigkeiten
benutzen; Verarbeiten der von dem implantierbaren Herztherapiegerät empfangenen
Daten und Erzeugen verschiedener Datenpakete zur Lieferung an die
verschiedenen Fachleute in Abhängigkeit
von den Bedürfnissen
der Fachleute; Formatieren der Daten von dem implantierbaren Herztherapiegerät gemäß den Fähigkeiten der
Rechenmittel; Codieren der Daten von dem implantierbaren Herztherapiegerät gemäß den Protokollen,
die von den Rechenmitteln unterstützt werden; und Verteilen der
Daten an die Rechengeräte.
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Vorzugsweise
beinhaltet das Verfahren das Auswählen verschiedener Datenabschnitte
zum Formatieren und Codieren, basierend auf den Fähigkeiten
der Rechengeräte
und das Verwalten der Benutzerschnittstellen und Layout-Kriterien
für die
Rechenmittel.
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Das
Ergebnis der Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden:
Eine
Herztherapienetzwerkstruktur sammelt Daten, die von einem oder mehreren
implantierbaren Herztherapiegeräten
ausgegeben worden sind, verarbeitet diese Daten und verteilt sie
an verschiedene Fachleute. Das Herztherapienetzwerk verwirklicht eine
Darstellungsstruktur, welche die Daten unter Benutzung verschiedener
Formate und Protokolle formatiert und codiert, um die Verteilung
an und die Darstellung auf verschiedenen Rechengeräten mit
verschiedenen Fähigkeiten
der Benutzerschnittstelle zu erleichtern.
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1 ist
eine Diagrammdarstellung von einer Herztherapienetzwerkstruktur
mit einem implantierbaren Herztherapiegerät (ICTD), das mit einem Netzwerk
von Rechensystemen verbunden ist, die von verschiedenen Fachleuten
benutzt werden.
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2 ist
ein Funktionsdiagramm, welches den Informationsfluss von dem ICTD
zu den Rechensystemen, die den Fachleuten zugeordnet sind, darstellt.
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3 ist
ein Funktionsdiagramm, das zeigt, wie die verschiedenen Rechensysteme
sich Teile der Information teilen, um die dem Patienten gegebene Behandlung
zu verbessern.
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4 ist
ein Funktionsdiagramm, das den Informationsfluss von den Rechensystemen
zurück zu
den ICTD zeigt.
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5 ist
eine vereinfachte Darstellung von einem ICTD in elektrischer Verbindung
mit dem Herz eines Patienten zum Überwachen der Herzaktivität und/oder
zur Lieferung von Stimulationstherapie.
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6 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften implantierbaren
Herztherapiegerätes.
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7 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Rechengerätes, das
in den Rechensystemen der Herztherapienetzwerkstruktur benutzt werden
kann.
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8 zeigt
eine Darstellungsstruktur, die von der Netzwerkstruktur verwirklicht
ist, um die Verteilung und Darstellung von Information von dem ICTD
an die Fachleute zu erleichtern.
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9 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Darstellungssystems,
um Inhalt zur Verteilung an die Fachleute zu formatieren und zu
codieren.
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10 ist
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Darstellung von Inhalt an
die Fachleute.
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In
der folgenden Beschreibung werden gleiche Ziffern oder Referenzzeichen
benutzt, um gleiche Teile oder Elemente zu bezeichnen.
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Die
folgende Beschreibung legt eine Herztherapienetzwerkstruktur dar,
in der Daten, die von einem implantierbaren Herztherapiegerät gesammelt werden,
verarbeitet und an verschiedene Fachleute verteilt werden. Es wird
angenommen, dass die Fachleute verschiedene Rechengeräte zum Empfangen
und Betrachten der Daten verwenden. Diese Rechengeräte weisen
eine breite Schwankungsbreite im Bezug auf die Fähigkeiten ihrer Benutzeroberfläche (UI)
auf. Dementsprechend verwirklicht die Netzwerkstruktur eine Darstellungsstruktur,
die Inhalt formatiert und an verschiedene Rechengerate mit verschiedenen
Fähigkeiten
der Benutzeroberfläche
verteilt.
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Herztherapienetzwerk
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1 zeigt
eine beispielhafte Herztherapienetzwerkstruktur 100, die
ein implantierbares Herztherapiegerät (ICTD) 102 beinhaltet,
das mit einem Netzwerk von Rechensystemen verbunden ist, die verschiedenen
Fachleuten zugeordnet sind, die ein Interesse an Herztherapie haben.
Das ICTD ist als in einen menschlichen Patienten 104 implantiert
gezeigt. Das ICTD 102 steht durch mehrere Leitungen 108,
die geeignet sind, um die Herzaktivität zu überwachen und/oder Vielkammerstimulation
und Schocktherapie zu liefern, in elektrischer Verbindung mit dem
Herz 106 eines Patienten.
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Das
ICTD 102 kann mit einem selbstständigen oder nicht mit einem
Netz verbundenen Programmierer 110 über eine kurzreichweitige Telemetrietechnologie
kommunizieren. Der nicht mit einem Netz verbundene Programmierer 110 ist
mit einem Stift ausgestattet, der, wenn er in die Nähe des ICTD 102 gebracht
wird, durch magnetische Kopplung mit dem ICTD 102 kommuniziert.
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Der
ICTD 102 kann alternativ oder zusätzlich mit einem lokalen Transceiver 112 kommunizieren. Der
lokale Transceiver 112 kann ein Gerät sein, dass sich auf oder
in der Nähe
des Patienten befindet, wie z. B. ein elektronisches Kommunikationsgerät, das von
dem Patienten getragen wird, oder auf einem Aufbau in dem Raum oder
der Wohnung des Patienten angeordnet ist. Der lokale Transceiver 112 kommuniziert
mit dem ICTD 102 unter Benutzung von kurzreichweitiger
Telemetrie oder langreichweitiger, auf Hochfrequenz basierender
Telemetrie, wie z. B. RF (Radiofrequenz) Übertragungen. Alternativ kann der
lokale Transceiver 112 in den ICTD 102 eingebaut
sein, wie durch die gestrichelte Linie 111 gezeigt. In
diesem Fall beeinhaltet der ICTD einen getrennten und isolierten
Paketbereich, der Hochfrequenzübertragungen
beherbergt, ohne den Betrieb des Überwachens und des Stimulationsschaltkreises zu
stören.
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In
Abhängigkeit
der Ausführung
und des Übertragungsbereiches
kann der lokale Transceiver 112 in Verbindung mit verschiedenen
anderen Geräten
der Netzwerkstruktur 100 stehen. Eine mögliche Ausführung ist, dass der lokale
Transceiver 112 die Information, die er von dem ICTD 102 empfängt, an einen
mit einem Netzwerk verbundenen Programmierer 114 überträgt, der
mit dem Netzwerk 120 verbunden ist. Der mit einem Netzwerk
verbundene Programmierer 114 ist im Betrieb ähnlich einem
selbstständigen
Programmierer 110, aber unterscheidet sich dadurch, dass
er mit einem Netzwerk 120 verbunden ist. Der mit einem
Netzwerk verbundene Programmierer 114 kann lokal zu oder
entfernt von dem lokalen Transceiver 112 sein; oder alternativ
kann der lokale Transceiver 112 in den mit einem Netzwerk verbundenen
Programmierer 114 eingebaut sein, wie durch die gestrichelte
Linie 116 gezeigt.
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Eine
andere mögliche
Ausführung
ist, dass der lokale Transceiver direkt mit dem Netzwerk 120 verbunden
ist, um mit entfernten Rechengeräten und/oder
Programmierern zu kommunizieren. Noch eine andere Möglichkeit
ist es, dass der lokale Transceiver 112 mit dem Netzwerk 120 über eine
drahtlose Verbindung kommuniziert, wie z. B. über ein Satellitensystem 122.
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Das
Netzwerk 120 kann durch einen oder mehrere verschiedene
Arten von Netzwerken verwirklicht sein (z. B. Internet, LAN, WLAN,
Telefon, Kabel, Satellit usw.), einschließlich drahtbasierter Technologien
(z. B. Telefonleitung, Kabel, Fieberoptik, usw.) und/oder drahtloser
Technologien (z. B. RF, Mobilfunk, Mikrowelle, IR, drahtloses persönliches Netzwerk,
usw.). Das Netzwerk 120 kann ausgestattet sein, jede beliebige
Anzahl von verschiedenen Protokollen zu unterstützen, einschließlich HTTP (Hyper
Text Transport Protocol), TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet
Protocol), WAP (Wireless Application Protocol), Bluetooth, usw.
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Eine
Anzahl von Fachleuten ist an den von dem implantierbaren Herztheapiegerät 102 gesammelten
Daten interessiert. Repräsentative
Fachleute beinhalten Anbieter der Gesundheitsfürsorge 130, Gerätehersteller 132,
Forschnungsgruppen 134 und Regierungsstellen 134.
Die Fachleute sind an verschiedenen Abschnitten der Daten interessiert.
Zum Beispiel sind die Anbieter der Gesundheitsfürsorge 130 an Informationen
interessiert, die den Zustand eines speziellen Patienten betreffen.
Den Hersteller 132 interessiert, wie das Gerät funktioniert.
Die Forschungsgruppen 134 möchten bestimmte Daten zur Aufnahme
in Patientenpopulationen, die studiert und analysiert werden können. Die
Regierungsbehörden 136 interessiert,
ob die Geräte
und verschiedene Behandlungen, die mit Ihnen ausgeführt werden,
sicher sind oder ein Gesundheitsrisiko beinhalten. Die Netzwerkstruktur 100 vereinfacht
die Verteilung der Daten des Gerätes
an die verschiedenen Fachleute. Von dem Gerät gesammelte. Information wird
aufgenommen, verarbeitet und dann an die Fachleute verteilt. Computersysteme
halten und speichern die Daten von dem Gerät und bereiten die Daten für eine effiziente
Darstellung an die Fachleute vor. Die Computersysteme sind in 1 bildlich
als Datenbanken dargestellt. Solch ein System kann jedoch unter
Benutzung einer großen
Bandbreite von Rechengeräten verwirklicht
werden, die von kleinen tragbaren Computer oder tragbaren digitalen
Assistenten (PDAs), die von Ärzten
getragen werden, bis zu Workstations oder Mainframe Computer mit
großen
Speicherkapazitäten
reichen. Die Anbieter der Gesundheitsfürsorge 130 sind mit
Computersystemen ausgestattet, welche die Datensätze 142 der Patienten
speichern und verarbeiten. Der Hersteller 132 hat ein Computersystem 144,
das Gerätedaten 146,
die von den ICTDs 102 zurückgesandt werden, verfolgt.
Die Forschungsgruppen 134 haben Computersysteme 148, die
Daten über
Patientenpopulationen speichern und analysieren, wie durch ein Histogramm 150 dargestellt.
Die Regierungsbehörden 136 unterhalten Computersysteme 152,
die Daten 144 des Gesundheitsrisikos für ICTDs registrieren und verfolgen.
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Die
Netzwerkstruktur 100 unterstützt 2-Wege-Kommunikation. Es
werden nicht nur Daten von dem ICTD 102 gesammelt und an
verschiedene Computersysteme der Fachleute verteilt, sondern Information
kann auch von diesen Computersystemen an den mit einem Netzwerk
verbundenen Programmierer 114 und/oder den lokalen Transceiver 112 zurückgegeben
werden, um sie zurück
an den ICTD 102 zu kommunizieren. Die an den ICTD 102 zurückgegebene
Information kann benutzt werden, um den Betrieb des Gerätes anzupassen
oder um Therapien, die von dem Gerät angewandt werden, zu modifizieren.
Solche Information kann automatisch, ohne das Wissen des Patienten,
an den ICTD 102 übertragen werden.
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Zusätzlich kann
Information an ein Patientenmitteilungsgerät 160 übertragen
werden, um den Patienten über
ein Ereignis oder eine Sache zu informieren. Das Patientemnitteilungssystem 160 kann auf
verschiedene Wege verwirklicht sein, beinhaltend z. B. ein Telefon,
ein Mobiltelefon, einen Pager, ein PDA (Persönlicher digitaler Assistent),
ein zugeordnetes Patientenkommunikationsgerät, ein Computer, eine Alarmeinrichtung
usw. Mitteilungen können
so einfach sein, wie ein Befehl, einen Alarm ertönen zu lassen, um den Patienten
zu informieren, den Anbieter der Gesundheitsfürsorge anzurufen, oder so komplex
wie auf HTML-basierenden Seiten mit Graphik und Textdaten, um den
Patienten zu unterrichten. Mitteilungsnachrichten, die an das Patienteninformationsgerät 160 geschickt
werden, können
im Wesentlichen jede Art von Information enthalten, die mit herzmedizinischen
Absichten oder dem Betrieb des Gerätes verbunden ist. Solche Information
kann neue Studien, die von Forschungsgruppen veröffentlich worden sind, enthalten,
die sich auf den Betrieb des Gerätes
und die Aktivität
des Patienten (z. B. Angewohnheiten, Diäten, Übungen, usw.) beziehen, Rückrufnachrichten
oder Betriebsdaten von dem Hersteller, patientenspezifische Anweisungen,
die von dem Anbieter der Gesundheitsfürsorge gesandt werden, oder
Warnungen, die von Regierungsbehörden
veröffentlicht
worden sind.
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Mitteilungen
können
direkt von dem Fachmann an den Patienten gesandt werden. Zusätzlich, kann
die Netzwerkarchitektur 100 ein Benachrichtigungssystem 170 beinhalten,
welches das Computersystem 172 betreibt, das ausgestaltet
ist, um Mitteilungsnachrichten 174 anstelle der Fachleute
zu erzeugen und zu liefern. Das Mitteilungssystem 140 liefert
die Nachrichten in Formaten, die von den verschiedenen Arten von
Patientenmitteilungsgeräten 160 unterstützt werden.
Wenn der Patient z. B. einen Pager trägt, kann eine Benachrichtigungsnachricht aus
einer einfachen Textaussage in einem Pagerprotokoll bestehen. Für einen
technisch weiterentwickelten drahtlosen PDA oder ein am Internet
orientiertes Mobiltelefon können
Nachrichten mehr als Textdaten enthalten und können unter Benutzung von WAP Formaten
formatiert sein.
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2 zeigt
den Datenfluss von dem implantierbaren Herztherapiegerät 102 an
die verschiedenen Computersysteme, die von den Fachleuten benutzt
werden. Daten werden von dem ICTD als digitale Daten ausgegeben,
wie durch die Abfolge von Nullen und Einsen dargestellt. Die Daten
können
aus jeder beliebigen Anzahl von Elementen bestehen, beinhaltend
die Herzaktivität
(z. B. IEDM), Patienteninformation, Gerätebetrieb, Analyseergebnisse
von Diagnosen auf dem Gerat, usw.
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Ein
Datenintegrator 200 sammelt die Daten und speichert sie
in einem Speicher 202. Ein Verarbeitungssystem 202 verarbeitet
Teile der Daten gemäß verschiedenen
Anwendungen 206, die spezifisch zugeschnitten sind, um
die Daten in eine Bedingung für
verschiedene Fachleute zu bringen. Zum Beispiel können Arbeiter
im Gesundheitswesen an bestimmten Abschnitten der Daten interessiert
sein, wie z. B. den IEGM Daten und der Patienteninformation. Klinische
Wissenschaftler können
an den Herzdaten interessiert sein, aber möchten keinerlei Patienteninformationen
sehen. Hersteller können
an dem Rohdatenstrom selbst interessiert sein, als Mittel, um zu
erkennen, wie das Gerät
arbeitet. In Abhängigkeit der
Bedürfnisse
des Endbenutzers nimmt das Verarbeitungssystem 204 die
rohen Gerätedaten,
ermittelt ihre Genauigkeit und Vollständigkeit und erzeugt verschiedene
Datenpakete zur Lieferung an die verschiedenen Fachleute. Die verarbeiteten
Datenpakete können
auch im Speicher 202 gespeichert werden. Wenn die Daten
fertig zum Liefern sind, verteilt ein Verteilungs-/Darstellungssystem 208 die
verschiedenen Pakete an die geeigneten Computersysteme 140, 144, 148, 152 und 172.
Das Verteilungs-/Darstellungssystem 208 ist eingerichtet,
die Pakete gemäß den Protokollen
und Formaten, wie sie von den Computersystemen gewünscht werden,
zu liefern. Auf diese Weise ermöglicht
die Netzwerkstruktur 100, dass die wichtigen Abschnitte
der Daten der Gerätes,
die von dem ICTD gesammelt worden sind, an die geeigneten Fachleute
an der von ihnen gewünschten
Form verteilt werden.
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Sobald
die ICTD Daten geliefert sind, speichern die Computersysteme 140, 144, 148, 152 und 162 die
Daten und/oder präsentieren
die Daten dem Fachmann. Die Computersysteme können eine weitere für ihre Nutzung
der Daten spezifische Verarbeitung vornehmen. Durch diese Prozesse
erzeugen die Fachleute zusätzliche
Informationen, die für
den Patienten oder andere Fachleute mit Interesse an ICTDs nützlich ist.
Zum Beispiel können
die Fachleute von den ICTD-Daten verbesserte Therapien für einen
gegebenen Patienten entwickeln oder Anweisungen erzeugen, um den
Betrieb eines spezifischen ICTD zu modifizieren oder ein besseres
Verständnis davon
erwerben, wie implantierbare Herzgeräte im Allgemeinen arbeiten
oder bessere Technologien für zukünftige Generationen
von ICTDs entwickeln. Viel von diesem erzeugten Wissen kann zwischen
den verschiedenen Fachleuten geteilt werden.
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3 zeigt,
wie die verschiedenen Computersysteme 140, 144, 148, 152 und 172 zusammenarbeiten
und Teile von Informationen teilen können, um die einem Patienten
gegebene Versorgung zu verbessern. Wenn es angemessen und rechtlich
akzeptabel ist, können
die Computersysteme konfiguriert werden, nicht vertrauliche Informationen
an die verschiedenen Fachleute weiterzugeben, um ihr Verständnis des
medizinischen Gebietes der Implantate zu verbessern. Klinische Resultate 150,
die von den klinischen Computersystemen 148 erzeugt werden, können mit
Anbietern der Gesundheitsfürsorge
geteilt werden, um die Versorgung des Patienten zu verbessern, oder
mit Herstellern, um ihnen bei dem Entwurf von Geräten der
nächsten
Generation zu helfen. Das Teilen von Informationen kann außerdem zu
einer besseren und frühzeitigeren
Gesundheitsversorgung für
die Patientin führen.
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Wenn
die kollektive Wissensdatenbank Informationen erzeugt, die sich
als hilfreich für
den Patienten erweisen, kann diese Information an das Mitteilungssystem 172 weitergegeben
werden, um an einen oder weitere Patienten verteilt zu werden. Ebenso
kann jeder beliebige der Fachleute wünschen, das Mitteilungssystem 172 einzusetzen,
um Mitteilungen an den oder die Patienten zu liefern.
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4 zeigt
in größerem Detail
den Rückfluss von
Informationen von den verschiedenen Computersystemen, die von den
Fachleuten benutzt werden können,
an das implantierbare Herztherapiegeräte 102 oder das Patienten-Mitteilungssystem 160.
Informationen von jedem beliebigen der Computersysteme – Gesundheitsversorgungscomputersystem(e), Herstellercomputersystem(e) 144,
Klinische Computersystem(e), reguläre Computersystem(e) 152 – oder das
Mitteilungssystem 172 können
an ein Patientenrückmeldesystem 400 geliefert
werden. Das Patientenrückmeldesystem 400 erleichtert
die Lieferung der Information zurück an den Patienten. Dies kann
ein unabhängiges
System sein, oder in einen oder mehrere der Computer integriert
sein. Alternativ kann es in das Mitteilungssystem 172 integriert
sein.
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Das
Patientenrückmeldesystem 400 kann auf
viele Arten ausgeführt
sein. Als eine beispielhafte Ausführung ist das Patientenrückmeldesystem 400 als
ein Server ausgeführt,
der Inhalt zurück
an den vernetzten Programmierer 114 liefert, der dann die Information
benutzt, um den ICTD 102 durch einen eingebauten Transceiver 116,
einen lokalen Transceiver 112 oder auf einem Stab basierender
Telemetrie zu programmieren. Als eine weitere mögliche Ausführungsform kann das Patientenrückmeldesystem
ein Mobil- oder RF-Übertragungssystem
sein, welches Informationen zurück
an das Patientenrückmeldesystem 160 sendet.
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Die
Netzwerkarchitektur 100 erlaubt eine durchgehende Versorgung
rund um die Uhr, unabhängig
davon, wo sich der Patient befindet. Zum Beispiel sei angenommen,
dass der Patient gerade ein Auto fährt, wenn ein Herzanfall auftritt.
Das ICTD 102 entdeckt den Zustand und überträgt eine Alarmmitteilung über den
Zustand an den lokalen Transceiver 112. Die Mitteilung
wird verarbeitet und über
das Netzwerk 120 an den Computer PDA eines Arztes geliefert.
Der Arzt kann eine Diagnose durchführen und seine Anweisungen
zurück
an den ICDT des Patienten schicken. Der Arzt kann ebenso eine Mitteilungsnachricht
haben, welche den Patienten zur weiteren Behandlung zum nächstliegenden
Krankenhaus führt
und über
das Mitteilungssystem 170 an das Patiententiberwachungsgerät 160 gesendet wird.
Gleichzeitig kann der Arzt die Akten des Patienten online mit einem
behandelnden Arzt in der Gesundheitseinrichtung teilen, so dass
der behandelnde Arzt sich die Daten vor Ankunft des Patienten ansehen
kann.
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Beispielhafter ICTD
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5 zeigt
einen beispielhaften ICTD 102 in elektrischer Verbindung
mit dem Herz 106 eines Patienten zum Überwachen der Herzaktivität und/oder Liefern
von Stimulationstherapie wie z. B. Schrittmach- oder Defibrillationstherapie.
Der ICTD 102 ist über
die drei Leitungen 108(1)–(3) in elektrischer Verbindung
mit dem Herz eines Patienten. Um arterielle Herzsignale wahrzunehmen
und die rechte arterielle Kammer mit Stimulationstherapie zu versorgen,
ist der ICTD 102 mit einer implantierbaren rechten arteriellen
Leitung 108(1) verbunden, die wenigstens eine arterielle
Spitzenelektrode 102 hat, die typischerweise in den rechten
arteriellen Anhang des Patienten implantiert ist. Um linke arterielle
und ventrikuläre
Herzsignale wahrzunehmen und Schrittmachtherapie für die linke
Kammer zur Verfügung
zu stellen, ist der ICTD 102 mit einer koronaren Sinusleitung 108(2) verbunden,
die zur Anordnung in der koronaren Sinusregion über den koronaren Sinus ausgestaltet
ist. Die koronare Sinusleitung 108 (2) positioniert eine
distale Elektrode in der Nähe
der linken Herzkammer und/oder zusätzliche Elektrode(n) in der
Nähe der
linken Vorkammer. Eine beispielhafte koronare Sinusleitung 108(2) ist
ausgestaltet, um arterielle und ventrikuläre Herzsignale zu empfangen und
linke ventrikuläre
Schrittmachtherapien unter Benutzung von wenigstens einer linken
ventrikulären Spitzenelektrode 504,
linke arterielle Schrittmachtherapie unter Benutzung von wenigstens
einer linken arteriellen Ringelektrode 506 und Schocktherapie unter
Benutzung von wenigstens einer linken arteriellen Spulenelektrode 508 zu
liefern.
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Der
ICTD 102 wird auch gezeigt in elektrischer Verbindung mit
dem Herz 106 des Patienten durch eine implantierbare rechte
ventrikuläre
Leitung 108(3), die in dieser Ausführung eine rechte ventrikuläre Spitzenelektrode 510,
eine rechte ventrikuläre Ringelektrode 512,
eine rechte ventrikuläre
(RV) Spulenelektrode 514 und eine SVC Spulenelektrode 516 hat.
Typischerweise wird die rechte ventrikuläre Leitung 108(3) durch
eine Vene in das Herz 102 eingeführt, um die rechte ventrikuläre Spitzenelektrode 510 in
dem rechten ventrikulären
Anhang so zu platzieren, dass die RV Spulenelektrode 514 in
der rechten Herzkammer angeordnet ist und die SVC Spulenelektrode 516 in
der oberen Hohlvene angeordnet ist. Dementsprechend ist die rechte
ventrikuläre
Leitung 108(3) geeignet, Herzsignale zu empfangen und Stimulation
in Form von Schrittmach- und Schocktherapie an die rechte Herzkammer
zu liefern. 6 zeigt ein beispielhaftes,
vereinfachtes Blockdiagramm, welches verschiedene Komponenten des
ICTD 102 zeigt. Der ICTD 102 kann eingerichtet
werden, eine oder mehrere von einer Vielzahl von Funktionen auszuführen, unter
anderem z. B. Überwachen
der Herzaktivitat, Überwachen
der Aktivität
des Patienten, und Behandeln schneller und langsamer Arythmien mit
Stimulationstherapie, die Kardioversion, Defibrillation und Schrittmachstimulation
beinhalten. Während
ein spezielles Vielkammergerät
gezeigt ist, wird anerkannt und verstanden, dass dies nur zum Zwecke
der Veranschaulichung getan wird.
-
Der
Schaltkreis ist in ein Gehäuse 600 aufgenommen,
welches häufig
als „Dose", „Büchse", „Gehäuse" oder „Gehäuseelektrode" bezeichnet wird und
welches programmierbar ausgewählt
werden kann, als Rücklaufelektrode
für ein-polare
Betriebsarten zu dienen. Das Gehäuse 600 kann
weiterhin allein oder in Kombination mit einer oder mehreren der Spulenelektrode
als Rücklaufelektrode
für Schockzwecke
benutzt werden. Das Gehäuse 600 beinhaltet
weiterhin einen (nicht gezeigten) Verbinder, der eine Vielzahl von
Anschlüssen 602, 604, 606, 608, 612, 614, 616 und 618 hat
(die schematisch gezeigt sind und der Einfachheit halber sind die
Namen der Elektroden, mit denen sie verbunden sind, neben den Anschlüssen gezeigt).
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Um
das rechte arterielle Wahrnehmen und Schrittmachen zu erreichen,
beinhaltet der Verbinder wenigstens einen rechten arteriellen Spitzenanschluss
(AR TIP), der für eine Verbindung mit der arteriellen
Spitzelektrode 502 eingerichtet ist. Um Wahrnehmen, Schrittmachen
und Schocken der linken Kammer zu erreichen, beinhaltet der Verbinder wenigstens
einen ventrikulären
Spitzenanschluss (VL TIP) 604,
einen linken arteriellen Ringanschluss (AL Ring) 606 und
einen linken arteriellen Schockanschluss (AL COIL) 608,
die jeweils zur Verbindung mit der linken ventrikulären Ringelektrode,
der linken arteriellen Ringelektrode 506 und der linken
arteriellen Spulenelektrode 508 eingerichtet sind. Um das Wahrnehmen,
Schrittmachen und Schocken der rechten Kammer zu unterstützen, beinhaltet
der Verbinder einen rechten ventrikulären Spitzenanschluss (VR TIP) 612,
einen rechten ventrikulären
Ringanschluss (VR Ring) 614, einen
rechten ventrikulären Schockanschluss
(RV COIL) 161 und einen SVC Schockanschluss (SVC COIL) 618,
die jeweils zur Verbindung mit der rechten ventrikulären Spitzenelektrode 510,
der rechten ventrikulären
Ringelektrode 512, der RV Spulenelektrode 514 und
der SVC Spulenelektrode 516 eingerichtet sind.
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Im
Kern des ICTD 102 ist ein programmierbarer Mikrocontroller 620,
der verschiedenen Funktionen des ICTD steuert, unter anderem Herzüberwachung
und Stimulationstherapien. Der Mikrocontroller 620 beinhaltet
einen Mikroprozessor (oder einen equivalenten Steuerschaltkreis),
RAM und/oder ROM Speicher, logische und Zeitschaltkreise, Maschinenzustandschaltkreise
und I/O Schaltkreise. Der Mikrocontroller 620 beinhaltet
die Fähigkeit,
Einganssignale (Daten) so zu verarbeiten oder zu überwa chen,
wie es von einem Programmcode, der in einem zugewiesenen Abschnitt
des Speichers gespeichert ist, gesteuert wird. Jeder geeignete Mikrocontroller 620 kann
benutzt werden. Die Benutzung von auf Mikroprozessoren basierenden
Steuerschaltkreisen zum Durchführen
von Zeit- und Datenanalysefunktionen ist im Stand der Technik wohl
bekannt.
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Zum
Zwecke der Diskussion ist der Mikrocontroller 620 als einen
Zeitsteuerschaltkreis 632 beinhaltend gezeigt, um den Zeitablauf
der Stimulationsimpulse (d. h. Schrittmachrate), Artri-Ventrikulärer (AV)
Verzögerung,
arterieller Zwischenleitungs (A-A Verzögerung) oder ventrikulärer Zwischenleitungs
(V-V Verzögerung
usw.) ebenso zu steuern, wie auch Buch über den Zeitablauf refraktorischer Perioden,
Aussetzintervalle, Rauscherkennungsfenster, Fenster evozierter Reaktion,
Alarmintervalle, Markierungskanalabläufe usw. zu führen. Der
Mirkocontroller 220 kann weiterhin verschiedene Arten von Herzzustandsdetektoren 634 (z.
B. einen Arythmiedetektor, einen Morphologiedetektor usw.) und verschiedene
Arten von Kompensatoren 636 (z. B. orthostatischer Kompensator,
Synkropen-Reaktionsmodul, usw.) enthalten. Diese Komponenten können von
dem Gerät 102 benutzt
werden, um gewünschte Zeitpunkte
zum Verabreichen verschiedener Therapien zu bestimmen. Die Komponenten 632–636 können in
Hardware als Teil des Mikrocontrollers 620 oder als Software/Firmware
ausgeführt
sein, die in das Gerät
programmiert sind und während
bestimmter Betriebszustände
auf dem Mikrocontroller 620 ausgeführt werden.
-
Der
ICTD 102 beinhaltet weiter einen arteriellen Pulsgenerator 622 und
einen ventrikulären Pulsgenerator 624,
die Schrittmachstimulationsimpulse zur Lieferung durch die rechte
arterielle Leitung 108(1), die koronare Sinusleitung 108(2) und/oder die
rechte ventrikuläre
Leitung 108(3) über
den Elektrodenkonfigurationsschalter 626 erzeugen. Es ist
zu verstehen, dass um Stimulationstherapie in jeder der vier Kammern
des Herzens zur Verfügung
zu stellen, die atrikulären
und ventrikulären
Pulsgeneratoren 622 und 624 zugewiesene, unabhängige Impulsgeneratoren,
multigeplexte Pulsgeneratoren oder geteilte Pulsgeneratoren enthalten
können.
Die Pulsgeneratoren 622 und 624 werden von dem
Mikrocontroller 620 jeweils über geeignete Kontrollsignale 628 und 630 gesteuert,
um die Stimulationsimpulse auszulösen oder zu hemmen.
-
Der
elektronische Konfigurationsschalter 626 beinhaltet eine
Vielzahl von Schaltern, um die gewünschten Elektroden mit den
geeigneten I/O Schaltkreisen zu verbinden und dadurch vollständige Programmierbarkeit
der Elektroden zur Verfügung
zu stellen. Dementsprechend bestimmt der Schalter 626 in
Reaktion auf ein Steuersignal von dem Mirkocontroller 620 durch
selektives Schließen
der geeigneten Schalterkombination (nicht gezeigt) die Polarität der Stimulationsimpulse
(d. h. unipolar, bipolar, kombipolar, usw.).
-
Arterielle
Wahrnehmungsschaltkreise 644 und ventrikuläre Wahrnehmungsschaltkreise 646 können auch
selektiv mit der rechten arteriellen Leitung 108(1) der
koronaren Sinusleitung 108(2) und der rechten ventrikulären Leitung 108(3) über den Schalter 602 verbunden
werden, um das Vorhandensein von Herzaktivität in jeder der vier Herzkammern
zu erkennen. Dementsprechend können
die arteriellen (ATR SENSE) und ventrikulären (VTR SENSE) Wahrnehmungsschaltkreise 644 und 646 zugewiesene
Wahrnehmungsverstärker,
gemultiplexte Verstärker,
oder geteilte Verstärker
enthalten. Jeder Wahrnehmungsschaltkreis 644 und 646 kann
weiterhin einen oder mehrere Niedrigenergiepräzisionsverstärker mit
programmierbarer Verstärkung
und/oder automatischer Verstärkungssteuerung,
Bandbreitenfilterung und einem Schwellwerterkennungsschaltkreis
anwenden, um selektiv das interessierende Herzsignal wahrzunehmen.
Die automatische Verstärkungssteuerung
ermöglicht
es dem ICTD 102, effektiv mit dem schwierigen Problem der
Signalcharakteristik mit geringer Amplitude der arteriellen oder ventrikulären Fibrillation
umzugehen. Schalter 602 bestimmt „Wahrnehmungspolarität" des Herzsignales
durch selektives Schließen
der geeigneten Schalter. Auf diese Art und Weise kann der Arzt die
Wahrnehmungspolarität
unabhängig
von der Stimulationspolarität
programmieren.
-
Die
Ausgänge
der arteriellen und ventrikulären
Wahrnehmungsschaltkreise 644 und 646 sind mit dem
Mikrocontroller 620 verbunden, der wiederum in der Lage
ist, jeweils die arteriellen und ventrikulären Pulsgeneratoren 622 und 624 auf
eine gewünschte Art
und Weise in Reaktion auf das Vorhanden- oder Nichtvorhandensein
von Herzaktivität
in den geeigneten Herzkammern auszulösen oder zu hemmen. Die Wahrnehmungsschaltkreise 644 und 646 empfangen
Steuersignale über
die Signalleitungen 648 und 650 von dem Mirkocontroller 620,
um die Verstärkung,
Schwelle, den Polarisationsladungsenfernungsschaltkreis (nicht gezeigt)
und den Zeitablauf jedes Blockschaltkreises (nicht gezeigt), der
mit den Eingängen
der Wahrnehmungsschaltkreise 644 und 646 verbunden
ist, zu steuern.
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Herzsignale
werden auch auf die Eingänge eines
analog-zu-digital (A/D) Datenerfassungssystems 652 angebracht.
Das Datenerfassungssystem 652 ist eingerichtet, um interkardische
Elektrogrammsignale zu erfassen, die rohen Analogdaten in ein digitales
Signal umzuwandeln und die digitalen Signale zu späteren Verarbeitung
und/oder elemetrischen Übertragungen
an ein externes Gerät 654 zu speichern.
Das Datenerfassungssystem 652 ist über den Schalter 626 mit
der rechten arteriellen Leitung 108(1), der koronaren Sinusleitung 108(2) und
der rechten ventrikulären
Leitung 108(3) verbunden, um Herzsignale über jedes
beliebige Paar von gewünschten
Elektroden abzufragen.
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Das
Datenerfassungssystem 625 kann mit dem Mikrocontroller 620 oder
einem anderen Erkennungsschaltkreis verbunden werden, um eine evozierte
Reaktion des Herzens in Reaktion auf eine angebrachte Stimulation
zu erkennen und dadurch bei der Erkennung bei der „Erfassung" zu helfen. Erfassung
tritt auf, wenn eine auf das Herz angewandte elektrische Stimulation
eine, ausreichende Energie hat, um das Herzgewebe zu depolarisieren
und dadurch bewirkt, dass der Herzmuskel sich zusammenzieht. Der
Mikrocontroller 620 erkennt das Depolarisationssignal während eines
Fensters, das einem Stimulationsimpuls folgt, dessen Anwesenheit
anzeigt, dass ein Erfassen aufgetreten ist. Der Mikrocontroller 620 ermöglicht das
Erkennen der Erfassung durch Auslösen des ventrikulären Pulsgenerators 624,
um einen Stimulationsimpuls zu erzeugen, Starten eines Erfassungserkennungsfensters
unter Benutzung des Zeitablaufssteuerschaltkreises 632 innerhalb
des Mikrocontrollers 620 und Aktivieren des Datenerfassungssystems 652 über das
Steuersignal, 656, um das Herzsignal, das in das Erfassungserkennungsfenster
fällt,
abzutasten und basierend auf der Amplitude zu bestimmen, ob ein
Erfassen aufgetreten ist.
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Der
Mikrocontroller 620 ist weiterhin mit einem Speicher 660 über einen
geeigneten Daten-/Adressbus 662 verbunden, worin die programmierbaren
Betriebsparameter, die von dem Mikrocontroller 620 benutzt
werden, gespeichert und wenn nötig
modifiziert werden, um den Betrieb des implantierbaren Gerätes 102 so
anzupassen, dass es den Bedürfnissen
eines speziellen Patienten gerecht wird.
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Solche
Betriebsparameter definieren, z. B. die Schrittmachimpulsamplitude,
die Pulsdauer, die Elektrodenpolarität, die Rate, die Empfindlichkeit,
automatische Merkmale, Kriterien der Arythmieerkennung und die Amplitude,
Wellenform und den Vektor von jedem Schockimpuls, der auf der jeweiligen
Stufe der Therapie an das Herz des Patienten geliefert wird. Mit
dem Speicher 606 ist der ICTD 102 in der Lage,
eine relativ große
Datenmenge, z. B. vom Datenerfassungssystem 652 wahrzunehmen
und speichern, die zur folgenden Analyse an das externe Netzwerk
von Fachleuten übertragen
werden kann.
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Betriebsparameter
des ICTD 102 können über einen
Telemetrie-Schaltkreis 664, der in telemetrischer Verbindung
mit einem externen Gerät,
wie z. B. einem Programmierer 110 oder einem lokalen Transceiver 112 steht,
nicht invasiv in den Speicher 660 programmiert werden.
Der Telemetrie-Schaltkreis 664 erlaubt vorteilhafterweise
interkardische Elektrogramme und Zustandsinformationen, die sich auf
den Betrieb des Gerätes
bezieht, wie sie im Mikrokontroller 620 oder dem Speicher 660 enthalten ist,
an externe Geräte
zu senden.
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Der
ICTD 102 kann weiterhin einen oder mehrere physikalische
Sensoren 670 enthalten, die üblicherweise als „frequenzabhängige Sensoren" bezeichnet werden,
da sie typischerweise benutzt werden, um die Schrittmachstimulationsrate
gemäß dem Übungszustand
des Patienten anzupassen. Die physiologischen Sensoren 670 können jedoch
weiterhin benutzt werden, um Änderungen
in der Herzleistung, Änderungen
im physiologischen Zustand des Herzens oder tägliche Änderungen in der Aktivität zu erkennen
(d. h. erkennen von Schlaf- und Wachzuständen, Erkennen von Positions- oder Haltungsänderungen,
usw.). Dementsprechend reagiert der Mikrocontroller 620 durch
Anpassen der verschiedenen Schrittmachparameter, wie z. B. AV Verzögerung V-V Verzögerung usw.
in denen die arteriellen und ventrikulären Impulsgeneratoren 622 und 624 Stimulationsimpulse
erzeugen. Während
gezeigt wird, dass sie in dem Gerät 102 enthalten sind,
sollte verstanden werden, dass der physiologische Sensor 670 auch
außerhalb
des Gerätes 102 aber
immer noch in den Patienten implantiert oder von diesem getragen werden
kann. Beispiele von physiologischen Sensoren, die in das Gerät 102 eingebaut
sein können,
beinhalten bekannte Sensoren, die z. B. die Atemfrequenz und/oder
die exakte Atmung im pH Wert des Blutes, ventrikuläre Gradienten
usw. wahrnehmen.
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Der
ICTD 102 beinhaltet weiter ein Batterie 676, die
alle in 2 gezeigten Schaltkreise mit
Betriebsenergie versorgt. Wenn das Gerät 102 eingerichtet
ist, um Schrittmach oder Schocktherapie zu liefern, ist die Batterie
geeignet, für
lange Zeiträume bei
geringem Stromfluss zu arbeiten (d. h. vorzugsweise weniger als
10 μA),
und ist geeignet, Hochstromimpulse (zum Kondensator laden) zur Verfügung zu stellen,
wenn der Patient einen Schockimpuls benötigt (d. h. vorzugsweise mehr
als 2 A bei Spannungen von mehr als 2 V für Zeiträume von 10 Sekunden oder mehr.
Die Batterie 676 hat wünschenswerterweise
auch eine vorhersagbare Entladungscharakteristik, so dass eine gewünschte Ersetzungszeit
erkannt werden kann. Als ein Beispiel umfasst das Gerät 102 Lithium/Silber-Vanadiumoxidbatterien.
-
Der
ICTD 102 kann weiterhin einen (nicht gezeigten) magnetischen
Detektionsschaltkreis beinhalten, der mit dem Mirkocontroller 620 verbunden ist,
um zu erkennen, wenn ein Magnet über
dem Gerät 102 angeordnet
ist. Ein Magnet kann von einem Arzt benutzt werden, um verschiedene
Testfunktionen des Gerätes 102 durchzuführen und/oder
dem Mikrocontroller zu signalisieren, dass der externe Programmierer
am Ort ist, um Daten von dem Mikrocontroller 620 über die
Telemetrie-Schaltkreise 664 zu empfangen oder an diesen
zu übertragen.
-
Der
ICTD 102 beinhaltet weiterhin einen Impedanzmessschaltkreis 608,
der von dem Mikrocontroller 620 über ein Steuersignal 680 aktiviert
wird. Anwendungen für
einen Impedanzmessschaltkreis 678 beinhalten sind aber
nicht beschränkt
auf die Überwachung
der Leitungsimpedanz während
akuter und chronischer Phasen zu geeigneten Positionierung oder
Entfernung der Leitungen, Erkennen von Betriebselektroden und automatisches
Schalten auf ein betriebsbereites Paar, wenn eine Verschiebung auftritt,
Messen von Atmung oder geringer Atmung, Messen der Impedanz des
Brustkorbes zum Bestimmen von Schockschwellen, Erkennen, wenn das
Gerät implantiert
worden ist, Messen des Schlagvolumens und Erkennen des Öffnens der
Herzklappen usw. Der Impedanzschaltkreis 678 ist vorteilhafterweise
mit dem Schalter 626 verbunden, so dass jede gewünschte Elektrode
benutzt werden kann.
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In
dem Fall, in dem das Gerät 102 vorgesehen
ist, als implantierbares Kardioverter/Defibrillator (ICD) Gerät betrieben
zu werden, erkennt es das Auftreten einer Arrhythmie und wendet
automatisch eine geeignete elektrische Schocktherapie auf das Herz an,
die darauf zielt, die erkannte Arrhythmie zu beenden. Dazu steuert
der Mikrocontroller 620 durch ein Steuersignal 684 zusätzlich einen
Schockschaltkreis 682. Der Schockschaltkreis 682 erzeugt
Schockimpulse von niedriger (bis zu 0,5 Joule), mittlerer (0,5–10 Joule)
oder hoher (11–40
Joule) Energie, so wie er von dem Mikrocontroller 620 gesteuert
wird. Die Schockimpulse werden durch wenigstens zwei Schockelektroden
auf das Herz 106 des Patienten angewandt, die, wie in diesem
Ausführungsbeispiel gezeigt,
aus der linken arteriellen Spulenelektrode 508, der RV
Spulenelektrode 514 und/der SVC Spulenelektrode 516 ausgewählt werden.
Wie zuvor beschrieben kann das Gehäuse 600 als eine Aktivelektrode
in Kombination mit der RV Spulenelektrode 514 dienen, oder,
unter Benutzung der SVC Spulenelektrode 516 oder der linken
arteriellen Spulenelektrode 508 (d. h. unter Benutzung
der RV Elektrode als einer gemeinsamen Elektrode), als Teil eines
geteilten elektrischen Vektors.
-
Kardioversionsschocks
werden im Allgemeinen angesehen, auf einem geringen bis mittleren
Energielevel zu sein (um so den vom Patienten gefühlten Schmerz
zu minimieren) und/oder sind mit einer R-Welle synchronisiert und/oder
betreffen die Behandlung von Herzrasen. Defibrillationsschocks sind im
allgemeinen von mittlerer bis hoher Energie (d. h. entsprechen einer
Schwelle im Bereich von 5–40 Joule),
werden asynchron angewandt (da die R-Wellen zu ungeordnet sein können) und
betreffen ausschließlich
die Behandlung von Flimmern. Dementsprechend ist der Mikrocontroller 120 geeignet,
die synchrone oder asynchrone Lieferung von Schockimpulsen zu steuern.
-
Der
ICTD 102 kann weiterhin mit der Fähigkeit ausgestattet sein,
hochfrequente drahtlose Kommunikation zu unterstützen, typischerweise im Radiofrequenz
(RF) Bereich. Wie in 2 gezeigt, kann die Dose 600 mit
einem zweiten, isolierten Gehäuse 690 ausgestattet
sein, das Schaltkreise zur Verarbeitung der Hochfrequenzsignale
beinhaltet. In diesem Gehäuse
sind ein Hochfrequenztransceiver 692 und ein Diplexer 694.
Hochfrequenzsignale, die von einer zugeordneten Antenne oder über Leitungen 108 empfangen
werden, werden an den Transceiver 692 weitergeleitet. Durch
den Bereich des getrennten Gehäuses 690 behandelt
der Transceiver die Hochfrequenzsignale isoliert von den Schaltkreisen
zur Herztherapie. Auf diese Weise können die Hochfrequenzsignale
sicher behandelt werden, wodurch die telemetrische Kommunikation
verbessert wird, ohne den Betrieb der anderen Schaltkreise in dem
Gerät nachteilig
zu stören.
-
Beispielhaftes Rechengerät
-
7 zeigt
ein beispielhaftes Rechengerät 700,
dass in den Rechensystemen der Herztherapienetzwerkstruktur 100 ausgeführt ist.
Es beinhaltet eine Bearbeitungseinheit 702 und Speicher 704.
Der Speicher 704 beinhaltet sowohl flüchtigen Speicher 702 (z.
B. RAM) und nicht flüchtigen
Speicher 708 (z.B. ROM, EEPROM, Flash, Diskette, optische Scheiben,
dauerhaften Speicher usw.). Ein Betriebssystem und verschiedene
Anwendungsprogramme 710 sind in dem nicht flüchtigen
Speicher 108 gespeichert. Wenn ein Programm läuft, werden
verschiedene Instruktionen in den flüchtigen Speicher 706 geladen
und von der Verarbeitungseinheit 702 ausgeführt. Beispiele
für mögliche Anwendungen,
die in dem Rechengerät
gespeichert und von diesem ausgeführt werden können, beinhalten
die für
die Fachleute spezifischen Anwendungen 206, die in 2 gezeigt
sind.
-
Das
Rechengerät 700 kann
weiterhin mit einer Netzwerk I/O-Verbindung 720 ausgestattet
sein, um die Kommunikation mit einem Netzwerk zu erleichtern. Die
Netzwerk I/O- Verbindung 270 kann eine
auf Kabeln basierende Verbindung d. h. Netzwerkkarte, Modem usw.
oder eine drahtlose Verbindung (d. h. RF-Transceiver, Bluetoothgerät usw.) sein.
Das Rechengerät 700 kann
auch ein Nutzereingabegerät 722 (d.
h. Tastatur, Maus, Taststift, Touchpad, Touchscreen, Spracherkennungssystem
usw.) und ein Ausgabegerät 724 (d.
h. Monitor, LCD, Lautsprecher, Drucker usw.) beinhalten.
-
Verschiedene
Aspekte der Verfahren und Systeme, die in dieser Offenbarung beschrieben
werden, können
als Computersoftware oder Firmenware als vom Computer ausführbare Anweisungen
implementiert werden. Wenn sie ausgeführt werden, steuern die Befehle
das Rechengerät
allein oder zusammen mit anderen Rechengeräten des Systems, um verschiedene
Funktionen und Aufgaben auszuführen,
welche die Herztherapienetzwerkstruktur 100 ermöglicht.
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Darstellungsstruktur
-
Ein
Merkmal der Netzwerkstruktur ist eine Darstellungsstruktur, welche
es erlaubt, die Daten, die von dem implantierbaren Herztherapiegerät erhalten
werden, verschiedenen Fachleute zu präsentieren. Die Präsentationsstruktur
bringt die Daten in ein geeignetes Format und Protokoll, um sich
verschiedenen Typen von Rechengeräten mit verschiedenen UI-Fähigkeiten
anzupassen. Die Darstellungsstruktur trennt die Verarbeitungs- und Darstellungsfunktionen,
so dass die Entscheidungen im Bezug darauf, wie der Inhalt dargestellt
wird, unabhängig von
dem Sammeln und Verarbeiten der Daten gemacht werden.
-
8 zeigt
die Darstellungsstruktur 800, die durch die Netzwerkstruktur
realisiert ist. Die Darstellungsstruktur 800 hat drei Schichten.
Eine Informationsquellschicht 802, eine Verarbeitungsschicht 804 und
eine Darstellungsschicht 806. Die Informationsquellschicht 802 stellt
die Daten und Informationen, die verarbeitet und dem Fachmann präsentiert
werden sollen, zur Verfügung.
Diese Schicht beinhaltet die Ausgangsdaten des ICTD, z. B. die Herzaktivität (d. h.
IEGM), Patienteninformationen, Geräte, Betriebsdaten, Analyse,
Resultate von Diagnostik auf dem Gerät usw. Es kann weiter hin eine
Information enthalten, die zum Zwecke der Verarbeitung oder besseren
Verständnis
der ICTD Daten zu Verfügung gestellt
wird.
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Die
Verarbeitungsschicht 804 führt die Datenbehandlung und
elektrische Bearbeitung durch. Die Schicht umfasst die Anwendungen
und Verfahren, welche die Daten in Inhalt umwandeln, der letztendlich
den Fachleuten präsentiert
wird. Die Verarbeitungsschicht 104 kann zum Beispiel das
Verarbeitungssystem 204 und Anwendungen 206 beinhalten, die
den Inhalt erzeugen, der von den Fachleuten gewünscht wird.
-
Die
Präsentationsschicht 106 ist
dafür verantwortlich,
den Inhalt in einer Form an die Fachleute zu bringen, die sie bevorzugen.
Diese Schicht 806 beinhaltet die Anwendungen und Prozesse,
die bestimmen, welcher Inhalt wem zu präsentieren ist, das Format des
Inhaltes und das Protokoll, durch das der Inhalt zu senden ist.
-
9 zeigt
eine beispielhafte Umsetzung der Darstellungsschicht 806,
die als Verteilungs-/Präsentationssystem 208 konfiguriert
ist. Die Präsentationsschicht 806 ermöglicht eine
effektive Verteilung und Präsentation
von Inhalt an viele verschiedene Arten von Rechengeräten, wie
sie von den beispielhaften Geräten 900(1)–(8) repräsentiert
werden. Es wird vorausgesetzt, dass die Fachleute viele verschiedene
Typen von Rechengeräten
benutzen, unter anderem Pager 900(1), persönliche digitale
Assistenten (PDAs) 900(2), webbasierte oder „smarte" Telefone 900(3),
tragbare Computer 900(4), Faxgeräte 900(5), Mobiltelefone 900(6),
Datenbanken 900(7) und Schreibtisch computer 900(8).
Diese Geräte
können unter
der Benutzung von offener Standardsoftware und Protokollen oder
proprietärer
Software und Protokollen eingerichtet sein.
-
Die
Darstellungsschicht 806 beinhaltet einen Inhaltskomponentenspeicher 902,
um Schnipsel von Inhalt zu speichern, die fertig sind, um dem Fachmann
präsentiert
zu werden. Der Inhalt kann Rohdaten, verarbeitete Daten, zusätzliche
Information, die während
der Verarbeitung hinzugefügt
worden ist, usw. enthalten. Obwohl in 9 gezeigt
ist, dass der Inhaltsspeicher 902 bei dem Verteilungs-/Darstellungs-System
sitzt, kann er auch in dem Speicher 202 sitzen.
-
Die
Präsentationsschicht 806 kann
weiterhin einen Inhaltsselektor 904 beinhalten, um die
Inhaltskomponenten vom Speicher 902 zur Präsentation
an die verschiedenen Fachleute auszuwählen. Zum Beispiel kann der
Inhaltsselektor 904 patientenbezogene Daten (d. h. IEGM,
Therapieparameter, Patienteninformation usw.) zur Auswahl an die
Fachleute auswählen.
Er kann weiterhin auf das Gerät
bezogene Informationen (d. h. rohe IEGM Daten) zur Darstellung an
den Hersteller auswählen.
-
Der
Inhaltsselektor 904 verwaltet einen Satz von Datensätzen 900 von
Fachleuten in einer Datenbank oder Speichereinheit. Die Datensätze 906 der Fachleute
spezifizieren die Kontaktinformation, Informationsvorlieben und
Computerresourcen der Fachleute. Die Datenfelder 906 führen z.
B. Buch über
die E-mail-Adresse des Fachmanns, Telefonnummern und Pagernummern.
Die Felder 906 können
weiterhin den Typ von Information spezifizieren, der von dem Fachmann
gewünscht
wird und die Art(en) der Computergeräte, die der Fachmann benutzt.
Als ein Beispiel, kann ein Datensatz 906 für einen
Kardiologen die Kontaktinformation, die Vorliebe des Arztes, IEGM
Daten, die von dem ICTD ausgegeben werden, und dass das bevorzugte
Rechengerät
ein Palm Pilot PDA 900(2) mit Fähigkeiten zur drahtlosen Kommunikation
aber beschränkten
UI-Merkmalen ist, spezifizieren.
-
Ein
Benutzeroberflächen
(UI) Spezifikationsspeicher 910 enthält die Regeln, die bestimmen,
wie der Inhalt auf verschiedenen Rechengeräten und Softwareplattformen
zu präsentieren
ist. Die Rechengeräte 900(1)–(7) haben
eine breite Vielfalt von UI Merkmalen und Fähigkeiten, die von hochauflösenden Farbmonitoren
bis zu einzeiligen LCD-Anzeigen oder Tonsignalen, zu Datenbankstrukturen
und Faxmaschinen reichen.
-
Der
UI Spezifikationsspeicher 920 enthält eine oder mehrere UI Definitionen 912,
die die Anforderungen der Geräte
für eine
optische/akustische Ausgabe spezifizieren. Die UI Definitionen 912 beinhalten
solche Parameter wie, ob Geräte
eine Anzeige haben und wenn ja, die Anzeigengröße (d. h. LCD, CAT, LED, usw.),
ob die Anzeige geeignet ist, Graphiken und/oder Farben zu zeigen,
ob eine akustische Ausgabe möglich
ist, usw. Diese UI Definitionen 912 helfen dem Inhaltsselektor 904,
festzustellen, welche Schnipsel der Information in den Inhaltsspeicher 902 für ein gegebenes
Gerät,
das in dem Datensatz 906 des Fachmannes spezifiziert ist,
auszuwählen
sind.
-
Der
UI-Spezifikationsspeicher 910 beinhaltet auch ein oder
mehrere Stilblätter 914,
die spezifizieren, wie der Inhalt für ein gegebenes Rechengerät anzuordnen
ist. Die Stylesheets 914 spezifizieren das Format der Information,
wie z. B. HTML, XML, SNMP (Simple Network Management Protocol) usw. Die
Blätter
bestimmen auch die Art des Inhaltes, der eingefügt werden kann, wie z. B. graphische
Komponenten, Text, Audio, Video usw. Die Darstellungsschicht 806 kann
auch einen Inhaltsformatierer 920 beinhalten, um den Inhalt
in eine geeignete Form zu bringen, die von dem UI Spezifikationsspeicher 910 für ein Zielrechengerät spezifiziert
wird. Wenn zum Beispiel ein geschulter Fachmann einen Laptop-Computer
benutzt, der geeignet ist, HTML-Dokumente
zu empfangen, formatiert der Inhaltsformatierer 920 den
Inhalt für
eine effektive Präsentation
in HTML. Wenn ein anderer Fachmann ein Mobiltelefon hat, kann der
Inhaltsformatierer 920 den Inhaltstext so formatieren,
dass er sofort auf einer beschränkten Anzeige
angezeigt werden kann.
-
Ein
Auslieferungsprotokollcodierer 922 codiert den formatierten
Inhalt gemäß den Protokollen, die
von den Rechengeräten
und Netzwerken, die von dem Fachmann verwendet werden, unterstützt werden.
Es gibt viele mögliche
Protokolle, unter anderem HTTP, TCP/IP, WAP, Bluetooth, usw. In
Abhängigkeit von
den Präferenzen,
die in den Datensätzen
der Fachleute spezifiziert sind, codiert der Auslieferungsprotokollcodierer 922 den
Inhalt zu dem geeigneten Auslieferungsprotokoll zur folgenden Verbreitung
an die von den Fachleuten betriebenen Geräte.
-
Das
Trennen der Präsentations-
und Verarbeitungsschichten und Einführen von UI-Definitionen und Stylesheets ermöglicht es
der Struktur, Inhalt, der von vielen Anwendungen erzeugt worden
ist, an eine breite Mischung von Rechengeräten zu verteilen, ohne einheitliche
UIs für
jedes Rechengerät
zu fordern. Angenommen, es gibt drei Anwendungen, die Inhalt erzeugen,
die an vier verschiedene Rechengeräte von Fachleuten zu verteilen
sind. Wenn die Darstellungsschicht in die Verarbeitungsschicht integriert
wäre, müsste der
Anwendungsentwickler eine spezifische UI für jedes Gerät schreiben, was zu zwölf verschiedenen
Versionen des UI-Codes führen würde, (d.
h. die Anzahl der Anwendungen mal die Anzahl der Geräte).
-
Durch
Trennen der Darstellungschicht können
jedoch unabhängige
UI-Definitionen 912(1)–(3) entwickelt
werden, um UI-Anforderungen zu spezifizieren, die von den individuellen
Anwendungen auferlegt werden. Stilblätter 910(1)–(4) können erzeugt werden,
um zu beschreiben, welche Merkmale einzelne Geräte unterstützen können. Kombinieren der UI-Definition
mit einem Stilblatt bestimmt, welcher Inhalt gezeigt wird, und wie
er für
ein gegebenes Rechengerät
gezeigt wird. In diesem Beispiel erlaubt die Struktur höchstens
die Erzeugung von sieben Definitionen/Blättem, um die Darstellung des
Inhalts von drei Anwendungen auf vier Geräten zu erleichtern, (d. h.
die Anzahl der Anwendungen plus die Anzahl der Geräte), herunter
von zwölf
verschiedenen Versionen.
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Diese
Struktur ist einfach anzupassen, um neue Rechengeräte zu unterstützen. Ein
Entwickler definiert eine neue UI-Definition und/oder ein Stilblatt,
um die Darstellung von Inhalt auf dem neuen Gerät zu ermöglichen. Dies spart Zeit und
Geld dadurch, dass die Entwickler nicht gezwungen sind, Anwendungen
zu modifizieren, wenn die UI-Fähigkeiten der
Rechengeräte
des Endbenutzers sich ändern.
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Darstellungsbetrieb
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10 zeigt
einen Prozess 1000 zur Darstellung von Inhalt an die Fachleute.
Aspekte dieses Prozesses können
in Hardware, Firmware oder Software oder einer Kombination daraus
ausgeführt
werden. Im Block 1002 bestimmt das Verteilungs-/Darstellungssystem 200,
welche Rechenresourcen für den
Fachmann verfügbar
sind, der vorgesehen ist, die Information zu erhalten. Das System
befragt die Datensätze 906 des
Fachmanns, um die Arten von Rechengeräten zu bestimmen, die von dem
Fachmann spezifiziert sind. Im Block 1006 bestimmt das System
die Merkmale und Fähigkeiten
der Rechenresourcen des vorgesehenen Fachmanns. Solche Merkmale
können
Anzeigeart, Anzeigegröße, graphische
Fähigkeiten,
Farbfähigkeiten
usw. beinhalten.
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Im
Block 1000 wählt
der Inhaltsselektor 904 zum Teil basierend auf den Fähigkeiten
der Rechenressourcen den Inhalt aus, der an den Fachmann geliefert
wird. Wenn der Fachmann z. B. ein PDA oder ein Telefon mit begrenzter
Anzeigengröße trägt, entnimmt
der Inhaltsselektor 904 zusammenfassende Aussagen oder
Sätze aus
dem Inhaltskomponentenspeicher 902, die auf dem Gerät angezeigt
werden können.
Z. B. kann der Inhaltsselektor eine Aussage „IEGM für Patient X ist fertig zum
Betrachten" auswählen. Solch
eine Nachricht würde
den Fachmann informieren, das passende Patientendaten fertig zum Herunterladen
sind, wenn der Fachmann das nächste
mal an einem Gerät
ist, das geeignet ist, IEGM Bilder zu betrachten und zu analysieren.
Für Geräte mit höheren Fähigkeiten
(d. h. tragbare oder Schreibtisch-Computer) kann der Inhaltsselektor
Volldatengraphiken und/oder Kommentare auswählen, um sie dem Fachmann zu
präsentieren.
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Im
Block 1008 formatiert der Inhaltsformatierer 920 den
ausgewählten
Inhalt in geeignete Formate für
die Präsentation
auf dem Rechengerät
des Fachmanns. Mögliche
Formate beinhalten HTML, XML und SNMP. Im Block 1010 codiert
der Auslieferungsprotokollcodierer 922 den Inhalt gemäß einem Protokoll,
das von dem Ziel-Netzwerk
und -Computergerät
unterstützt
wird. Beispiele von möglichen Protokollen
beinhalten HTTP, TCP/IP, WAP, Bluetooth usw. Im Block 1012 liefert
das System 208 den Inhalt an das Rechengerät des Fachmannes,
wo es zur Durchsicht und Analyse durch den Fachmann präsentiert
wird.