DE69119608T2

DE69119608T2 - Verfahren und vorrichtung zum auswerten von fetalzuständen

Info

Publication number: DE69119608T2
Application number: DE69119608T
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Herrmann; Guenter Hornung; Herbert Secker; Zoltan Takacs; Friedemann Ulmer
Original assignee: Hewlett Packard GmbH Germany
Current assignee: Agilent Technologies Deutschland GmbH
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2011-10-25
Also published as: DE69119608D1; EP0564459B1; EP0564459A1; US5442940A; WO1993008534A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswerten von Fetalzuständen vor oder während der Geburt mit einem ersten Erfassungsmittel, das die Herzfrequenz des Fetus aus einem ersten Signal, das für diese Herzfrequenz kennzeichnend ist, erfaßt und eine Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz erzeugt, einem zweiten Erfassungsmittel, das die Wehen der Mutter aus einem zweiten Signal, das kennzeichnend für die Wehen der Mutter ist, erfaßt und eine Tokoaufzeichung erzeugt, aus einem Verarbeitungsmittel, das die Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz und die Tokoaufzeichnung auswertet, wobei die Verarbeitungsmittel Daten liefern, die möglicherweise diagnostische Informationen enthalten, einem auf Regeln basierenden Betriebsmittel zum Gewinnen, Validieren, Klassifizieren oder Bewerten der gewonnen Daten oder der abgeleiteten Parameter oder der Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz oder der Tokoaufzeichnung und aus einem Regelspeichermittel, das funktionional mit dem auf Regeln basierenden Betriebsmittel verbunden ist, wobei die Erfindung sich auch auf ein entsprechendes Verfahren zum Auswerten von Fetalzuständen bezieht.
Im Bereich der Gynäkologie und der Geburtshilfe sind zwei medizinische Parameter zur Bewertung von Fetalzuständen wichtig. Hierbei handelt es sich um die Fetalherzfrequenz (Herzschlag zu Herzschlag) und die Uterustätigkeit (oder Wehentätigkeit). Durch die gleichzeitige Bewertung der Fetalherzfrequenz (FHF) und der Uterustätigkeit (TOKO) kann auf die Fetalzustände geschlossen werden. Monitore zur Messung und zur Registrierung beider Parameter heißen Fetalmonitore oder Cardiotokographen (CTG-Überwachungsgeräte).
Mittels einer Fetalkopfhautelektrode, die auf die Fetalepidermis angebracht wird, kann ein Signal erhalten werden, welches die Fetalherzfrequenz anzeigt. Bei diesen Elektroden handelt es sich üblicherweise um Spiralelektroden, welche in die Fetalepidermis geschraubt werden. Siehe hierzu US 3,827,428. Aufgrund ihrer ausgezeichneten Signalqualität ermöglichen diese direkten Elektroden sehr präzise Messungen. Diese interne oder direkte Messung kann leider nur im Anschluß an eine Membranruptur durchgeführt werden. Zu einem früheren Zeitpunkt (vor allem während der Schwangerschaft) müssen indirekte Verfahren verwendet werden. Diese indirekten Messungen erfolgen abdominal, d. h. durch Abhören der fetalen Herztöne oder durch Messen der Dopplerverschiebung einer Ultraschallwelle, welche von den sich bewegenden fetalen Herzteilen, besonders von den Herzwänden und/oder den Herzklappen reflektiert wird. Zu den weiteren Verfahren einer Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz zählt das Abdominalelektrokardiogramm (Registrierung mittels Elektrokardiogramm-Elektroden, die auf das Abdomen der Mutter gelegt werden), die Aufzeichnung der fetalen Herztöne mittels eines Mikrophons ("Phonokardiography") und dergleichen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf alle diese Signale.
Weder das Elektokardiogramm (im Falle einer Spiralelektrode), noch das empfangene Ultraschallsignal (bei einem Ultraschall-Transducer), noch jedes andere Signal, das für den fetalen Herzschlag kennzeichnend ist, sind allerdings besonders diagnoserelevant. Zur Bewertung des Fetalzustandes ist die Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag entscheidend. Das bedeutet, daß bei den obengenannten Signalen die Herzschläge ermittelt werden müssen. Die Herzfrequenz wird als der kehrwert der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen berechnet, bzw. die Herzfrequenz wird von Herzschlag zu Herzschlag berechnet. Dies liefert vor allem recht präzise Information über hochfrequente Änderungen in der Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz, die wiederum diagnoserelevant sind.
Die Uterustätigkeit kann in der ante partum Phase durch einen externen Toko-Transducer (Tokodynamometer), der außen auf den Fundus uteri der Mutter, z. B. fast in der Abdomenmitte angelegt wird, gemessen werden. Bei diesem Toko-Transducer handelt es sich um ein Meßgerät für mechanische Spannungen - meist eine oder mehrere Widerstands- Dehnmeßstreifen. Die Theorie für das, was diese Transducer wirklich messen, ist komplex, da die "Härte" des Uterus und die Uterusdeformation (und manchmal auch die Respiration) die Spannung beeinflussen. Es ist trotzdem möglich, relevante klinische Ergebnisse zu erzielen, d. h. die Frequenz, die Amplitude und die Form der Kontraktion zu ermitteln.
Nach der Membranruptur kann ein intravaginaler Toko-Transducer verwendet werden. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um einen Schlauch, der mit einem direkten Druck-Transducer verbunden ist und in den Uterus eingeführt wird. Dieser Transducer liefert sehr präzise und sichere Ablesungen.
Eigenständige Fetalmonitore registrieren im allgemeinen die Fetalherzfrequenz und die Tokozeitaufzeichungen - meist anhand eingebauter Linienschreiber - auf Papier. Die relevanten Daten können auch an eine Verarbeitungsstation, bzw. an eine Zentralstation übermittelt werden und dann auf einer CRT-Anzeige (Kathodenstrahlröhre) abgerufen oder auf Magnetmedium gespeichert werden. Die kombinierten Zeitaufzeichnungen von der Fetalherzfrequenz und den Wehen der Mutter (TOKO) werden im folgenden als "Cardiotokogramm" (CTG) bezeichnet.
Bei der Interpretation der CTG, bzw. bei der Diagnosestellung, die auf CTG-Informationen basiert, handelt es sich um einen kritischen und empfindlichen Vorgang. Einige wichtige Gründe hierfür sind:
1. Die Kurve der Fetalherzfrequenz kann eine Vielzahl verschiedener, diagnoserelevanter Muster enthalten.
2. Die diagnostische Bedeutung dieser Muster hängt von deren Spektralbestandteilen ab; d. h. ein gewisses Muster in einem bestimmten Spektralbereich kann in einem anderen Spektralbereich eine andere Bedeutung haben.
3. In gleicher Weise hängt die diagnostische Bedeutung eines Musters davon ab, wie häufig es in den CTG erscheint. Z. B. ist ein "Dip 0"-Muster nicht kritisch, wenn es nicht häufiger als einmal in 15 Minuten autritt. Bei einer höheren Frequenz ist Vorsicht geboten.
4. Die Wechselwirkung zwischen der Fetalherzfrequenzaufzeichnung und dem TOKO-Kanal ist von Bedeutung. Z. B. hat eine Verlangsamung (Reduzierung der Häufigkeit) im Fetalherzfrequenzkanal, die gegenüber einer Kontraktion im TOKO-Kanal mit Verzögerung auftritt, eine andere Bedeutung als eine Verlangsamung, die sich zusammen mit einer Kontraktion manifestiert.
5. Die Ausprägung der Ereignisse (d. h. stark gegenüber gering) ist wichtig.
Daher ist es sehr leicht möglich, CTG falsch zu interpretieren. Eine falsche oder unvollständige Diagnose kann wiederum den Fetus und/oder die Mutter ernsthaft gefährden. Eine falsche Interpretation eines CTG-Musters, das auf einen Sauerstoffmangel des Fetus und auf eine entsprechende Therapie hinweist, könnte z. B. eine Gehirnverletzung des Fetus zur Folge haben.
Zum Schutz vor den fatalen Konsequenzen einer falschen Interpretation von CTG wurden mehrfach Versuche unternommen, den Vorgang der CTG-Interpretation zu "formalisieren". Sogenannte "Bewertungstabellen" listen eine Vielzahl von Kriterien oder Muster auf, die in den CTG auftreten könnten, und versehen jedes aufgelistete Kriterium oder jedes Muster mit einer "Bewertung" oder "Punkt" (gewöhnlich in Form ganzer oder natürlicher Zahlen). Durch Addition der einzelnen Bewertungen erhält man sogenannte "Summenbewertungen" (in einer anderen Nomenklatur werden die "Punkte" zusammenaddiert, um eine "Bewertung" zu erhalten, d. h. die Bezeichnung "Bewertung" steht schon für die Summe in dieser abgewandelten Nomenklatur). In einer Referenztabelle wird jede "Summenbewertung" direkt einer diagnostischen Bewertung zugeordnet. Eine Summenbewertung gleich oder größer 8 könnte z.B. als "pathologische" eingestuft werden. Eine Summenbewertung gleich oder größer 5 (aber kleiner als 8) könnte als "vorpathologische" eingestuft werden. Eine pathologische Summenbewertung weist auf eine große Gefahr für den Fetus hin und hat gewöhnlich einen Kaiserschnitt zur Folge. Eine vorpathologische Bewertung bedeutet, daß eine erhöhte Aufmerksamkeit mit zusätzlichen therapeutischen Maßnahmen notwendig ist. Eine Summenbewertung unter 5 wird bei dem erwöhnten Beispiel als harmlos eingestuft oder steht für "normale" Diagnose.
In diesem Zusammenhang gibt es mehrere bekannte "Bewertungstabelle" wie zum Beispiel die Bewertung nach "Hammacher", die Bewertung nach "Fischer" und dergleichen mehr. Diese Bewertungstabellen wurden von einzelnen Ärzten entwickelt. Ihre Bewertungstabellen unterscheiden sich geringfügig im diagnostischen Schwerpunkt und in der Berechnungsart. Welche diese Bewertungstabelle in der klinischen Praxis angewandt wird, hängt von den speziellen Bedürfnissen und von den Erfahrungen des Krankenhauses und des behandelnden Arztes ab.
Obwohl durch diese Bewertungstabellen die Bewertung von CTG übereinstimmender durchgeführt werden kann (z. B. wenn die CTG-Bewertung von verschiedenen Hebammen durchgeführt wird) und sie als Stütze für mögliche gefährliche Muster dienen können, räumen sie doch nicht alle Gründe für eine manuelle Falschinterpretation der CTG aus. Außerdem ist deren Anwendung - besonders für unerfahrene Hebammen oder Fachärzte für Geburtshilfe - zeitintensiv, fehleranfällig und beschwerlich.
Es wurden in diesem Zusammenhang schon viele Versuche unternommen, um den Vorgang der CTG-Bewertung zu automatisieren. Keines dieser Systeme hat sich allerdings als besonders erfolgreich bewährt. Die CTG-Interpretationssysteme, die kommerziell angeboten werden, beschränken sich auf die Berechnung der Schwankungen der Fetalherzfrequenz, auf spezielle Indizes oder vom Werk vorgegebene Bewertungen. Die berechneten Schwankungen, die Indizes und die Bewertungen stimmen nicht mit den bekannten Bewertungstabellen, die bisher für eine manuelle CTG-Auswertung verwendet wurden, überein.
Es wurden auch Versuche unternommen, ganze Bewertungstabellen in automatische CTG- Interpretationssysteme aufzunehmen. Keiner dieser Versuche war allerdings bisher erfolgreich, und keiner wurde kommerziell vermarktet.
Ein Expertensystem zur Fetaldiagnose wie eingangs beschrieben wird in Proceedings of the Annual Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Vol 10, 4. November 1988, New Orleans, US, Seiten 1355-1357 in einem Artikel von A. Alonso et al. mit Titel "Development of an Adviser System for Foetal Diagnosis During Labour" dargelegt. Andere Veröffentlichungen zur Fetaldiagnose und/oder zu Expertensystemen sind in dem International Search Report zu finden. Diese sind wie folgt: a) Proceedings of Database and Expert Systems Application, Springer Verlag, 29. August 1990, Wien, Österreich, Seiten 427- 431: M.U. Karakas et al., "A Neural Net learning Algorithm for Design of Cardiotokograph Signal Evaluation Expert System", b) Proceedings of the ISCIS III, Nova Science Publications, NY, US, 29. Oktober 1989, Cesme, Türkei, Seiten 317-322: M.O. Karnas et al., "Expert Systems for Evaluating Fetal Monitoring Signals" und c) Proceedings of the Annual Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Vol. 11, 9. November 1989, Seattle, Washington, US, Seiten 1993-1994: B. Arcay et al., "Physical and Functional Integration System for Intelligent Processing and Priorization of Variables in an ICU".
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung der automatischen CTG- Interpretationssysteme. Der Erfinder fand, daß ein Hauptgrund dafür, daß frühere Interpretationssysteme nicht vom Anwender akzeptiert wurden, darin bestand, daß die vom Werk eingestellten Bewertungskriterien nicht den gewünschten Kriterien des Anwenders entsprachen.
Gemäß den Ansprüchen besteht eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auswerten der Fetalzustände vor und während der Geburt, wie eingangs beschrieben, bereitzustellen, welche genug Flexibilität in der Anpassung bietet, um den Bedürfnissen jedes Anwenders gerecht zu werden.
Diese Aufgabe wurde in Form einer ersten Ausführung der Erfindung mit der eingangs beschriebenen Vorrichtung gelöst. Diese Vorrichtung umfaßt
- ein Verbindungsmittel, um das Regelspeicherungmittel mit dem Regeleditiermittel zu verbinden;
- ein Regeleditiermittel, das folgendes bereitstellt
- einen Regeleditiermodus, um neue Regeln aufzustellen oder existierende Regeln durch den Anwender des Gerätes zu ändern,
- einen Regelrückspeichermodus, um Informationen über neue oder geänderte Regeln, die der Anwender des Gerätes eingegeben hat, in das Regelspeichermittel rückzuspeichern.
- wobei das auf Regeln basierende Betriebsmittel so eingestellt ist, daß es ab dem Zeitpunkt der Rückspeicherung in das Regelspeichermittel gemäß den rückgespeicherten Daten betrieben wird.
Gemäß vorliegender Erfindung rechnet die Vorrichtung nicht nach festen Kriterien und erzeugt keine festen Kriterien, noch wird sie nach festen Anweisungen betrieben. Statt dessen wird ihr Betrieb durch Regeln (normalerweise logische Regeln oder algebraische Regeln) gesteuert. die in einem Regelspeicher gespeichert sind. Diese Regeln können vom Anwender modifiziert werden. Hierzu kann der Regelspeicher mit den Regeleditiermitteln verbunden werden. (Diese Verbindung ist vorzugsweise eine ständige Verbindung oder eine Verbindung, die nur zu Editierzwecken aufgebaut wird und später unterbrochen wird. Die erste Möglichkeit ist vor allem dann ausführbar, wenn die Vorrichtung mit einem Zentralmonitor oder einer Zentralstation verbunden ist oder wenn sie eine Bildschirmanzeige besitzt. Die zweite Möglichkeit ist für unabhängige Monitore ohne Bildschirmanzeige besonders nützlich).
Das Regeleditiermittel stellt einen ersten Betriebsmodus, den Regeleditiermodus, bereit, um neue Regeln aufzustellen oder bereits existierende Regeln zu ändern. Mit diesem Modus kann der Anwender seine eigenen Regeln definieren (anstatt oder als Zusatz zu Standardregeln, die möglicherweise schon im System gespeichert sind) oder einfach eine vorgegebene Regeln modifizieren. Es gibt mehrere vorteilhafte Möglichkeiten, um vorhandene Regeln zu modifizieren. Nehmen wir zum Beispiel an, daß eine Regel die Bedingungen definiert, nach denen eine Kontraktion im TOKO-Kanal identifiziert wird. Eine dieser Bedingungen ist die Minimalamplitude der TOKO-Aufzeichnung gegenüber der TOKO-Nullinie (diese Nullinie wird als "Ruheton" bezeichnet). Falls der Anwender der Ansicht ist, daß ein Fetalmonitor gegenüber Kontraktionen zu empfindlich reagiert, d. h. Muster als Kontraktionen einstuft, die der Anwender nicht als solche ansieht, kann er die Minimalamplitude erhöhen. Im allgemeinen beinhaltet ein Regeleditieren das Hinzufügen, das Löschen oder das Modifizieren von Regeln.
Bei einem weiteren Methode der Regeländerung wird das System einfach aufgefordert, zu einer anderen vorgegebenen Regel zu wechseln. In diesem Fall, der nachstehend im Detail erläutert wird, muß der Anwender die Regel nicht ändern. Der hier verwendete Ausdruck "bestehende Regeln ändern" trifft auf die beiden obengenannten Fälle zu.
In einem zweiten Betriebsmodus, dem "Regelrückspeichermodus" speichert das Regeleditiermittel die neuen oder geänderten Regeln in den Regelspeicher zurück (d. h. die neue Regel wird gespeichert oder die bestehende Regel durch die geänderte Regel ersetzt). Falls der Anwender nur zu einer anderen vordefinierten Regel bzw. Regelsatz gewechselt hat, reicht es aus, einen Bezeichner zurückzuspeichern, der die ausgewählte, vordefinierte Regel markiert. Der folgende, hier in der Beschreibung verwendete Wortlaut "Informationen zu Regeln" gilt für beide Fälle, d. h. sowohl für die Rückspeicherung von Regeln als auch von Bezeichnern. Um eine Regel oder Informationen über eine Regel rückzuspeichern, erweist es sich als Vorteil, einen löschbaren Speicher, wie z.B. einen elektrisch löschbaren Speicher, zu verwenden, der beim Trennen von der Versorgungsspannung seine Informationen nicht verliert. Bei solchen Speichern kann es sich z. B. um Halbleiterspeicher wie batteriegepufferte RAM (Direktzugriffsspeicher) oder um Flash EPROM (löschbarer und programmierbarer Festspeicher) handeln. Es gibt allerdings auch andere Speichermedien, die nicht gelöscht werden müssen, bevor eine Speicherung von neuen Informationen möglich ist. Hierzu zählen Magnetmedien (Platten, Bänder) oder optische Platten.
Die Vorrichtung ist so eingestellt, daß die rückgespeicherten Informationen anstelle der vorhergehenden Informationen verwendet werden. Bei einer Rückspeicherung von Regeln oder von Informationen zu Regeln verwendet die Vorrichtung die revidierten Regeln zur Bewertung des CTG und damit des Fetalzustandes.
Bei einer "Regel" kann es sich um eine logische oder assoziative Anweisung handeln, welche den Betrieb des Fetalmonitors, der verbundenen Zentralstation oder eines anderen Gerätes, in das die vorliegende Erfindung eingebaut sein könnte, steuert. Beispiele zu Regeln werden noch in der detailierten Beschreibung gegeben. Vorzugsweise wird eine "Regel" so angegeben, wie ein Anwender (Fachmann) einen algebraischen Ausdruck formulieren würde, wie zum Beispiel
"wenn A < Bez> B dann C"
wobei < Bez> für eine mathematische Beziehung (< , > , =, # usw.) oder eine logische Beziehung (UND, ODER, NICHT, Exclusiv-ODER usw.) steht. Ein allgemeinerer Ausdruck für eine "Regel" ist:
"wenn < Bedingung> dann < Behauptung> "
wobei es sich bei < Bedingung> um jede mathematische Bedingung (Algebra, Logik, usw.) handeln kann. Es kann sich auch um eine Kombination von Unterbedingungen, die untereinander durch logische Operationszeichen verbunden sind oder dergleichen handeln.
Eine solche "höhere" Regel kann in die "Sprache" (Maschinenanweisung) eines Prozessors, wie z. B. eines Mikroprozessors oder einer anderen CPU (Zentraleinheit) mit Hilfe eines Kompilierers übersetzt werden. Ihre Interpretation kann aber auch direkt oder transformiert, d. h. von einem Interpretierer, der vorzugsweise in einer Sprache wie PROLOG oder LISP implementiert ist, durchgeführt werden. Besteht bei der damit verbundenen Aufgabe kein Zeitdruck, sollte vorzugsweise ein Regelinterpretierer wie PROLOG verwendet werden. Es ist allerdings ratsam, auch einen Kompilierer zu verwenden. Es gibt auch andere Wege, um die Betriebsregeln eines Fetalmonitors zu definieren. Hierzu zählt das Editieren von Anweisungen in Assemblersprachen oder ähnliches (diese Art ist allerdings nicht sehr anwenderfreundlich).
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Fetalherzfrequenz und die Wehen der Mutter mit jedem geeigneten Verfahren, z. B. mit einem der obengenannten Verfahren, erfaßt werden. Daher können das "erste Erfassungsmittel " und das "zweite Erfassungsmittel", die im ersten Abschnitt dieser Beschreibung erwähnt werden, geeignete Detektoren zum Empfang der Signale der Fetalherzfrequenz oder des TOKO-Transducers sein. Der Transducer der Fetalherzf requenz kann beispielsweise ein Ultraschall-Transducer gemäß dem Stand der Technik sein. In diesem Fall umfaßt das erste Erfassungsmittel einen Demodulator zur Erfassung der Dopplerverschiebung in dem Ultraschallsignal. Es sollte vorzugsweise auch einen Autokorrelator zur verläßlichen Herzfrequenzerfassung des Fetus besitzen. Details zu diesen Detektoren entsprechen dem Stand der Technik und werden hier folglich nicht beschrieben und nicht im Detail in die Ansprüche aufgenommen.
Die im ersten Abschnitt dieser Beschreibung angeführten Bearbeitungsmittel produzieren Daten, die möglicherweise diagnostische Informationen enthalten. Bei diesen Daten kann es sich z. B. um die Dauer oder die Amplitude von Ereignissen (wie Verlangsamungen und Kontraktionen) in den Zeitaufzeichnungen der Fetalherzfrequenz oder den Wehen der Mutter, um den Beginn oder das Ende oder die erste Ableitung solcher Ereignisse, Bereiche, jedoch auch um die Schwankungen, um statistische Daten wie mittlere Abweichung oder Standardabweichung, um den Richtungsmittelpunkt, den Massenmittelpunkt einer Kurve usw. handeln. Allgemein handelt es sich bei Daten wie sie hier verwendet werden um jedes Merkmal bzw. Eigenschaft, die aus den FHF- oder TOKO- Originalzeitaufzeichnungen abgeleitet wurden und für die Interpretation und die Bewertung von CTG möglicherweise von Nutzen sind. Ein "abgeleiteter Parameter" ist z. B. eine Kombination solcher Daten (möglicherweise gewichtet) oder ein Parameter, der auf andere Art aus einer bestimmten Datenmenge abgeleitet wurde (wie die erste oder zweite Ableitung, ein Maximalwert usw. einer Datenmenge).
Mittels vorliegender Erfindung kann der Anwender (der Fachmann) die Betriebsregeln des Fetalmonitors und/oder einer angeschlossenen Zentralstation auf einfache Weise - vorzugsweise im Dialogbetrieb - modifizieren. Es hat sich herausgestellt, daß es kaum möglich ist, feste Betriebsregeln aufzustellen, die den Bedürfnissen von allen Anwendern gerecht werden. Dies liegt teilweise an den lokalen Unterschieden. Es hängt aber auch von der Erfahrung des Arztes oder des Krankenhauses ab und von deren speziellen Erfordernissen. Selbst ein System mit festen Regeln, welches den Bedürfnissen eines einzelnen Anwenders gerecht wird, kann wiederum nicht den Erfordernissen eines anderen Anwender Rechnung tragen. Die vorliegende Erfindung schafft diesem Nachteil Abhilfe, indem sie Flexibilität bietet, so daß jeder Anwender den Fetalmonitor oder ein ähnliches Gerät seinen speziellen Bedürfnissen anpassen kann. Der Anwender kann eine allgemeine Anpassung durchführen, indem er z. B. eine der bekannten Bewertungstabellen auswählt, oder den Fetalmonitor sehr speziell an seine Wünsche anpassen, indem er z. B. eine der Bewertungstabellen abändert, eine neue Bewertungstabelle anlegt oder andere Parameter anpaßt (er kann z. B. die Bedeutung von "Kontraktion" neu definieren, d. h. seine eigenen Erkennungs- oder Validierungskriterien für eine Kontraktion eingeben).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält vorzugsweise mindestens einen vordefinierten Regelsatz. Bei Bewertungstabellen kann es sich um eine der bekannten Bewertungstabellen wie z. B. die Bewertungstabelle nach "Hammacher" handeln. Eine vorgegebene Definition einer solchen Bewertungstabelle oder von anderen Parametern erleichtert die Modifizierung. Der Fachmann muß gewöhnlich nur einen vorhandenen Regelsatz anpassen (dies kann nur einige wenige Änderungen erfordern) anstatt einen kompletten Regelsatz neu zu definieren. Von Vorteil wäre, wenn die Vorrichtung sogar mehrere "Standard"-Regelsätze zur Verfügung stellt. Bei den Bewertungstabellen könnte es sich z. B. um die bekannten Bewertungstabellen wie die Bewertungstabellen nach "Hammacher" oder nach "Fischer" usw. handeln. Eine Auswahl zwischen mehreren Tabellen erleichtert auch die Anpassung, denn die Bewertungstabelle, die den Erfordernissen des Anwenders am ehesten gerecht wird, kann als Basis für den Editiervorgang ausgewählt werden.
Die Fähigkeit des Systems, mehrere Bewertungstabellen - wie z. B. einige vordefinierte "Standard"-Bewertungstabellen und einige benutzerdefinierte Bewertungstabellen - zu verwalten, bietet in diesem Zusammenhang weitere Vorteile. Nehmen wir an, daß z. B. ein Fetalmonitor oder eine Zentralstation vier vorgegebene Bewertungstabellen und drei benutzerdefinierte Bewertungstabellen verarbeiten kann. Von diesen Bewertungstabellen können jeweils unterschiedliche Tabellen in dem gleichen Krankenhaus oder dem gleichen Kreißsaal je nach Patient ausgewählt werden (vorausgesetzt, daß deren Zustand eine unterschiedliche Überwachung notwendig macht. Typische Beispiele, bei denen eine Bewertungstabelle von der Standardbewertungstabelle abweichen könnte, sind z. B. risikoreiche Entbindungen oder eine erwartete Zwillingsgeburt). Wenn zwei Ärzte unterschiedliche persönliche Vorlieben haben, könnte jeder seine bevorzugte Bewertungstabelle auswählen, auch wenn beide den gleichen Fetalmonitor benutzen. Es ist selbstverständlich, daß die obengenannten Bemerkungen nicht nur auf Bewertungstabellen, sondern auch auf andere Betriebsregeln des Fetalmonitors oder der Zentralstation zutreffen.
Eine weitere vorteilhafte Vorgehensweise besteht darin, die Fetalmonitore in einem Krankenhaus einheitlich zu konfigurieren. Dies könnte geschehen, indem z. B. alle Fetalmonitore an eine gemeinsame Zentralstation angeschlossen werden und die Fetalerfassung dort für alle Fetalmonitore durchgeführt wird. Hierzu ist nur eine Anpassung der Zentralstation nötig. Selbst wenn nur unabhängige Fetalmonitore verwendet werden, kann das Problem in diesem Zusammenhang leicht gelöst werden, indem nur die Regeln von einem Fetalmonitor editiert werden und die revidierten Betriebsregeln dann direkt von dem rekonfigurierten Fetalmonitor auf die anderen Fetalmonitore übertragen werden (hierzu ist natürlich eine entsprechende Schnittstellenschaltungsanordnung notwendig). Hiermit kann eine Rekonfigurierung von allen Fetalmonitoren des Krankenhauses vermieden werden (was ein zeitraubender Vorgang wäre).
Aus dem vorstehenden wird ersichtlich, daß ein Hauptaspekt der Erfindung die Bereitstellung von Mitteln zur Bewertung der Fetalzustände zusammen mit anpassungsfähigen und/oder durch den Anwender konfigurierbaren Bewertungstabellen ist. Eine Bewertungstabelle dient gleichzeitig auch als "Alarmtabelle", da eine hohe Summenbewertung oder eine Summenbewertung, die bestimmte Grenzwerte überschreitet, auf eine klinisch gefährliche Situation hinweist. Es wird allerdings nachfolgend noch aufgezeigt, daß andere konfigurierbare Betriebsregeln wie Regeln zur Validierung oder Klassifizierzung ebenfalls Vorteile bieten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt das Regeleditiermittel einen Abrufemodus, um Regeln oder Informationen zu Regeln aus dem Regelspeichermittel abzurufen. Diese Eigenschaft ist hilfreich, wenn man eine Regel oder Informationen über eine Regel (z. B. Auswahl) modifizieren möchte anstatt neue Regeln zu definieren (wo kein Abrufen von existierenden Regeln oder Informationen über eine Regel notwendig ist). Natürlich könnte man die vorliegende Erfindung auch in die Praxis umsetzen, indem man nur einen Editiermodus "neue Regel" anbietet, aber die Möglichkeit, existierende Informationen abrufen zu können, erleichtert allerdings sehr die Handhabung. Wenn ein Abrufemodus zur Verfügung steht, ist es außerdem von Vorteil, wenn das Regeleditiermittel einen Modifiziermodus zum Modifizieren von abgerufenen Regeln besitzt, wobei die modifizierten Regeln im Rückspeichermodus in dem Regelspeichermittel gespeichert werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bietet das Regeleditiermittel einen Definitionsmodus zum Definieren von neuen Regeln, wobei die modifizierten Regeln im Rückspeichermodus im Regelspeichermittel gespeichert werden. Dieser Modus dient der Definition völlig neuer Regeln (es ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung auch funktionieren würde - allerdings weniger benutzerfreundlich - wenn nur eine Modifizierung von existierenden Regeln möglich wäre).
Es ist vorteilhaft, wenn das Regeleditiermittel einen Auswahlmodus besitzt, worin Regeln, die im Regelspeichermittel gespeichert sind, zur Auswahl angeboten werden und Informationen über die ausgewählte Regel oder ausgewählten Regeln im Regelspeichermittel gespeichert sind.
In diesem Betriebsmodus enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung schon einige vordefinierte oder benutzereditierte Regeln. Durch den Auswahlmodus kann eine Regel oder ein Regelsatz dieser Regeln ausgewählt ("aktiviert") werden. Es versteht sich, daß in diesem Fall die Regeln selbst nicht verändert werden müssen. Daher reicht es aus, die Informationen, welche der existierenden Regeln aktiviert werden soll, zu speichern.
Das Regeleditiermittel beinhaltet in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
- ein Anzeige- oder Aufzeichnungsmittel, vorzugsweise ein Personalcomputer, eine CRT Anzeige oder einen Drucker und
- ein Editiersteuermittel, vorzugsweise eine Schnittstelle zum Fachmann.
Die Verwendung eines Computers, vor allem eines Personalcomputers (PC), besitzt den Vorteil, daß das Editiersteuermittel (normalerweise ein Prozessor oder eine CPU, die von einem entsprechenden Steuerprogramm gesteuert wird) auch auf einem PC installiert werden können, d. h. die Schnittstelle zum Fachmann würde auf dem Personalcomputer laufen, so daß der Fetalmonitor nicht die gesamte zugehörige Hard- und Software enthalten muß (dies würde wiederum die Herstellungskosten für den Fetalmonitor und somit seinen Verkaufspreis senken). Eine CRT-, LCD-, Plasmaanzeige, usw. kann auch verwendet werden, wenn der Fetalmonitor die entsprechenden Steuerfunktionen besitzt. Es ist sogar möglich einen Drucker, einen Plotter oder andere Aufzeichnungsmittel zur Kommunikation mit dem Fachmannn einzusetzen. Man könnte z. B. den internen Drucker des Fetalmonitors als Schnittstelle zum Menschen einsetzen, wenn kein PC oder Anzeige vorhanden sind. Eine weitere Möglichkeit zur Kommunikation mit dem Fachmannn ist die Nutzung einer flachen LCD Anzeige mit einer Handschrifterkennung (solche Anzeigen sind schon kommerziell erhältlich).
Wie eingangs beschrieben, stellen die Bewertungstabellen einen Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung dar. Daher ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß das auf Regeln beruhende Betriebsmittel zur Berechnung einer Bewertung gemäß den Regeln, die in dem Regelspeichermittel gespeichert sind, und in Abhängigkeit von den Daten, die das Bearbeitungsmittel produziert hat oder von Parametern, die sich daraus ergeben, oder von der Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz oder von der TOKO-Aufzeichnung, Mittel zur Bewertung der Fetalzustände besitzt. Außerdem können die Mittel zur Bewertung der Fetalzustände vorzugsweise den in den Daten oder in abgeleiteten Parametern oder in der Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz oder der TOKO-Aufzeichnung beobachteten Ereignissen gemäß den Regeln, die in dem Regelspeichermittel gespeichert sind, einzelne Bewertungen zuordnen. Die Berechnung einer Summenbewertung aller einzelnen Bewertungen kann anschließend erfolgen. Die "Summenbewertung" stellt daher die Gesamtfetalerfassung dar (sie kann durch eine einfache Addition der einzelnen Bewertungen erhalten werden. Dies ist allerdings keine notwendige Bedingung. Andere Berechnungsarten der Summenbewertung sind die gewichtete Addition, Multiplikation, usw.). Eine hohe Summenbewertung deutet auf eine Notlage des Fetus hin. Daher ist die Summenbewertung eine Art Gefahrenindikator. Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeiten die Mittel zur Bewertung der Fetalzustände mit einem Alarmsteuerprogramm zusammen, wobei dieses eine Warnung oder einen Alarm auslöst, wenn die Summenbewertung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Die Alarmausgabe kann nach Belieben erfolgen, z. B. als optischer Alarm (rotes, blinkendes Licht), akustischer Alarm, Versenden einer Alarmmeldung zur Zentralstation, usw.. Da die Summenbewertung recht empfindlich ist, können folglich in Abhängigkeit von der Summenbewertung verschiedene Alarmpegel ausgelöst werden (z. B. optischer Alarm (verschiedene Farben, Größen, Symbole usw.), wenn die Summenbewertung eine "vorpathologische" Bewertung ergibt und zusätzlich einen akustischen Alarm, wenn die Summenbewertung "pathologisch" anzeigt). Im allgemeinen wird Alarm ausgelöst, wenn verschiedenartige Muster pathologisch sind. Es sollte noch vermerkt werden, daß es auch Summenbewertungen gibt, bei denen eine niedrige Summenbewertung auf eine Notlage des Fetus hindeutet, und daß die Voraussetzung für einen Alarm auch von anderen kritischen Parametern beeinflußt werden kann (die nicht notwendigerweise durch eine hohe oder niedrige Summenbewertung ausgedrückt werden). Folglich beziehen sich die obigen Erklämngen auf eine übliche und vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung. Sie begrenzen allerdings nicht deren Geltungsbereich.
Zur sinnvollen Nutzung des Regelspeichermittels muß dieses mindestens einen Satz vordefinierter Regeln enthalten, um den Ereignissen Bewertungen zuordnen zu können. Es kann sich hierbei entweder um eine "vordefinierte", Bewertungstabelle, d. h. eine der üblichen Bewertungstabellen wie die Bewertungstabelle nach "Hammacher" oder eine vom Werk eingestellte Bewertungstabelle handeln. Der Auswahlmodus sollte ebenfalls eine Auswahl zwischen mindestens zwei Sätzen vorgegebener Regeln enthalten, wobei die Informationen, die in dem Regelspeichermittel gespeichert sind, Informationen über den ausgewählten Satz vorgegebener Regeln darstellen. Wiederum versteht es sich, daß die vorstehenden Bemerkungen sich nicht nur auf die Regeln beziehen, die eine Bewertungstabelle bilden, sondern auch auf andere Regeln wie bewertende oder klassifizierende Regeln (siehe untenstehend).
Ein Problem, das bei der automatischen CTG-Bewertung im Vergleich zur manuellen Bewertung auftritt, besteht darin, daß es zu einer Alarmmeldung kommt (oder allgemein zu einer hohen oder niedrigen Summenbewertung), wobei der Grund für den Alarm nicht eindeutig ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß mehrere Parameter zu einer hohen Summenbewertung beigetragen haben können, es aber keinen Hinweis darauf gibt, welche Parameter dies waren. Es kann auch vorkommen, daß eine hohe Summenbewertung die Folge eines einzigen Parameters ist (welcher eine sehr hohe oder eine sehr niedrige Bewertung beigetragen hat).
Für eine richtige Diagnosestellung ist es wichtig, die Gründe für einen Alarm zu kennen, da die notwendigen therapeutischen Maßnahmen von dem/den Parameter(n) abhängen können, welche die hohe (oder niedrige) Summenbewertung verursachten und folglich den Alarm ausgelöst haben. Bei einer manuellen Bewertung stellt dies kein Problem dar, da die Parameter und deren Bewertungen auf einem Blatt Papier aufgelistet werden (gewöhnlich bereiten die Hebammen die Bewertung vor, die dann von einem Facharzt für Geburtshilfe ausgewertet wird). Wenn die CTG allerdings, wie bei der vorliegenden Erfindung, automatisch bewertet wird, erfolgt keine spezifische Auflistung der Bewertungen. Es wäre natürlich möglich, im Alarmfall einen automatischen Ausdruck zu erzeugen oder ein Bildschirmfenster aufzurufen.
Wenn allerdings der eingebaute Drucker des Fetalmonitors benutzt wird, nimmt der Druckvorgang eine geraume Zeit in Anspruch, während der die FHF- und die TOKO- Aufzeichnungen nicht oder wenigstens nicht mit der gleichen Auflösung wie üblich registriert werden können. Außerdem würden kurzintervallige Alarme bei dem Drucker bewirken, daß er ständig Bewertungen ausdruckt, und es wäre unmöglich, weitere Zeitaufzeichnungen zu registrieren! Dieses Problem könnte durch die Bereitstellung von zwei Druckern oder durch andere technische Maßnahmen gelöst werden. Dies wäre allerdings kompliziert und mit Kosten verbunden. Ähnliche Betrachtungen gelten für eine Anzeige bei der Zentralstation. Sobald ein "Fenster", welches Informationen über Bewertungen liefert, auf dem Bildschirm geöffnet wird, deckt es die FHF- und/oder die TOKO-Zeitaufzeichnungen zumindest teilweise ab (welche für die diagnostische Bewertung gleichfalls wichtig sind).
Daher ist eine automatische Abfrage von Bewertungsinformationen keine geeignete Lösung.
Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch eine Vorrichtung zum Auswerten von Fetalzuständen vor oder während der Geburt wobei die auf Regeln basierenden Betriebsmittel schlußfolgernde Mittel, vor allem einen schlußfolgernden Prozessor, enthalten, der auf Befehl des Anwenders in Bezug auf eine Summenbewertung schlußfolgernde Informationen zu einer Summenbewertung abruft. Das bedeutet, gemäß einem Aspekte der Erfindung, daß der Alarm selbst keine Abfrage von Informationen im Zusammenhang mit der Summenbewertung auslöst. Wenn allerdings das Personal der Klinik entscheidet, daß weitere Informationen zu den Gründen des Alarms notwendig sind, um die Fetalzustände verläßlich bewerten zu können, kann ein Befehl eingegeben werden, so daß dann die geforderten Informationen über den Fetalmonitor oder die Zentralstation abgerufen werden können. Dieser Vorgang stellt sicher, daß nur dann Informationen abgerufen werden, wenn dies wirklich notwendig ist, d.h. falscher oder unwichtiger Alarm wird nicht dazu führen, daß die FHF- oder die TOKO-Registrierungen mit Bewertungsinformationen bedeckt werden. Entschließt sich allerdings eine Person der Klinik dazu, die Bewertung zu überprüfen, kann er oder sie die Aufzeichnungen prüfen, bevor diese von einem Fenster bedeckt (auf dem Bildschirm) oder bevor sie unterbrochen werden (auf dem Drucker oder Aufzeichner).
Die Anforderung durch den Anwender kann der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Belieben übermittelt werden, z. B. durch das Drücken einer speziellen "schlußfolgernden" Taste oder einer Tastenkombination am Fetalmonitor oder der Zentralstation, durch eine Computermaus, durch Bildschirmberührung usw.. Bei dem schlußfolgernden Prozessor kann es sich entweder um einen getrennten Mikroprozessor oder um ein Programmodul eines Mikroprozessors oder einer CPU handeln, welche noch für andere Zwecke einsetzt werden.
Der Begriff "Informationen im Zusammenhang mit einer Summenbewertung" bedeutet nicht unbedingt, daß eine komplette Bewertungstabelle aus einem Speicher - wie z. B. aus einem Regelspeicher - abgerufen wird. Es kann sich auch um Informationen handeln, auf welchen die Summenbewertung basiert (d. h. um Informationen vor dem Bewertungsprozeß) oder um Informationen, die aus einer bestimmten Bewertung abgeleitet wurden. Typische und vorteilhafte Informationen, die durch Anfrage des Anwenders über den schlußfolgernden Prozessor abgemfen werden, können sein:
- die Summenbewertung selbst
- eine klinische Bewertung, die aus einer Summenbewertung abgeleitet wurde (z. B. "normal", "vorpathologisch" oder "pathologisch"),
- die einzelnen, den Ereignissen zugeordneten Bewertungen,
- die Daten oder abgeleiteten Parameter oder die Aufzeichung der Fetalherzfrequenz oder die TOKO-Aufzeichnung, die zu den erwähnten Ereignissen führen, oder ihre Werte oder der Zeitpunkt ihres Auftretens,
- Erklärungen zur Alarmursache (wie Bradykardie, Signalverlust, usw.),
- weitere Hinweise zur Fetalsituation (wie die Dauer des Ereignisses).
Vorzugsweise sollten die auf Befehl des Anwenders abzurufenden Informationen einer (Regel-) Editierung durch den Fachmannn unterworfen sein, d. h. daß der Fachmann angibt, ob er die Bewertungen den einzelnen Ereignissen zugeordnet haben möchte oder ihre klinische Wertung wünscht oder bei einem Befehl des Anwenders andere Informationen abgerufen werden sollen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jederzeit auf Befehl des Anwenders Bewertungsinformationen reproduzieren - selbst wenn keine Warnung oder kein Alarm angezeigt wird. Das bedeutet, daß ein Facharzt für Geburtshilfe oder eine Hebamme jederzeit Informationen zu den Fetalzuständen erhalten kann. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das schlußfolgernde Mittel nur aktiv ist, wenn eine Warnung oder Alarm gemeldet wurde, um das Klinikpersonal nicht zu verwirren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfaßt das schlußfolgernde Mittel mehrere Betriebsebenen, auf die der Zugriff durch eine Folge von Tastenkombinationen erfolgt, wobei auf jeder Betriebsebene verschiedene schlußfolgernde Informationen abgerufen werden können. Das bedeutet, daß in Abhängigkeit von der Befehlsart des Bedieners, eine Wiedergabe unterschiedlicher, schlußfolgernder Informationen erfolgen kann. Vor allem können Betriebsebenen, auf die nacheinander zugegriffen wird, zur Verfügung gestellt werden. Hierbei werden die schlußfolgernden Information von Ebene zu Ebene detaillierter. Ein Facharzt für Geburtshilfe oder eine Hebamme könnten so lange Informationen abfragen, bis eine Betriebsebene erreicht wird, die eine zufriedenstellende Diagnose liefert, wobei ein Abrufen und eine Wiedergabe von unnötigen Informationen vermieden wird. Zum Beispiel könnte auf einer ersten Ebene die klinische Wertung ("normal", "vorpathologisch", pathologisch") der CTG, vorzugsweise als Bildschirmanzeige oder Ausdruck der abgerufenen Informationen, wiedergegeben werden. In einem zweiten Schritt, sofern der Befehl des Bedieners wiederholt wird, könnte die Summenbewertung abgerufen werden (mit der Bewertungstabelle, auf der die Summenbewertung basiert). In einem dritten Schritt (=weiterer Befehl des Anwenders) könnten alarmierende Parameter abgerufen werden, d. h. die Parameter, welche zu der Summenbewertung beitragen. In einem vierten Schritt könnten die eigentlichen Werte der Parameter abgerufen. In einem fünften Schritt könnten die Zeiten, in denen die damit zusammenhängenden Bedingungen in der FHF- oder der TOKO-Zeitaufzeichnung auftraten, abgerufen werden.
Das obengenannte Beispiel basiert auf der Annahme, daß durch wiederholte Anwenderbefehle (z. B. aufeinanderfolgendes Drücken der "schußfolgernden" Taste) schrittweise mehr und mehr detaillierte Informationen abgerufen und wiedergegeben werden. In einer alternativen Ausführung könnte auch ein direkter Zugriff auf eine gewisse "schlußfolgernde" Ebene erfolgen, z. B. indem auf dem Keybord die Nummer der Ebene angegeben wird. Eine dritte alternative Ausführung könnte eine Vielzahl "schlußfolgerndernde" Tasten besitzen, die z. B. auf "Wertung", "Summenbewertung", "Parameter", "Werte" usw. lauten, um direkt auf eine schlußfolgernde Ebene zugreifen zu können. Der Fachmann kann die schlußfolgernden Ebenen, deren Reihenfolge und die Informationen, welche in jeder Ebene abfragbar sind, editieren.
Es versteht sich, daß die obengenannten Ausführungen in Bezug auf den "schlußfolgernden" Vorgang und auf die damit zusammenhängende Vorrichtung nicht nur auf einen Fetalmonitor oder eine Zentralstation, bei denen eine Regeleditierung durch den Fachmann verfügbar ist, zutreffen. Das Schlußfolgerungsmittel kann auch bei einem "Standardfetalmonitor" oder einer Zentralstation benutzt werden, bei denen die Möglichkeit zum Editieren durch den Fachmann nicht vorhanden ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Vorverarbeitung der Fetalherzfrequenzaufzeichnung und der TOKO-Aufzeichnung. Zweck der Vorverarbeitung ist die Extraktion von Daten wie Verlangsamungen, Kontraktionen, Amplituden, statistische Daten, ebenso Schwankungen usw. (siehe oben), welche die FHF- und die TOKO-Zeitaufzeichungen beschreiben. Die vorliegende Erfindung stellt in einer vorteilhaften Ausführung Betriebsmittel bereit, welche Zeitbereichsvorverarbeitungsmittel zur Vorverarbeitung der Fetalfrequenzaufzeichung im Zeitbereich besitzen. Folgende Schritte werden spezifisch im Zeitbereich durchgeführt:
a) Entfernen von Sprüngen, wenn ein positiver Sprung oder ein negativer Sprung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Da vertikale Sprünge im Zeitbereich das Spektrum stören, indem sie eine si-Funktion darüberlegen (wobei das Gewicht der si-Funktion proportional zu der Höhe des Sprunges ist), werden solche Sprünge entfernt, wenn diese einen vordefinierten, vorzugsweise einstellbaren Grenzwert überschreiten (ein Grenzwert zur Identifizierung eines Sprunges als Sprung ist notwendig. Plötzliche FHF- Wechsel sollten nicht entfernt werden).
b) Entfernen von konstanten Komponenten (DC-Komponenten) aus der Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz, um die weitere Verarbeitung zu vereinfachen.
c) Anwendung eines Fensters zur Minderung der Spektralstreuung, z. B. ein Hamming-Fenster. Da die begrenzte Dauer eines Datenblocks im Zeitbereich, der einer Schnellen Fourier-Transformation (siehe unten) unterworfen wird, zu einer Spektralstreuung führt, wird eine Fensterfunktion schon während der Vorbereitung für die nachfolgende Transformation in den Frequenzbereich eingerichtet.
Gemäß vorliegender Erfindung erfolgt nun die weitere Bearbeitung im Frequenzbereich. Hierzu werden Vorverarbeitungsmittel bereitgestellt, die Frequenztransformationsmittel, die vor allem Mittel zur Schnellen Fourier-Transformation umfassen, um die Fetalherzfrequenzaufzeichnung in den Frequenzbereich zu transformieren. Obwohl zur Frequenztransformation Hard- und/oder Software notwendig ist, hat es sich - im Gegensatz zu Herangehensweisen gemäß dem Stand der Technik - als nützlich herausgestellt, die FHF-Aufzeichnung auch im Frequenzbereich zu untersuchen, um Parameter zu erhalten, die verläßlich und vollständig die Fetalherzfrequenz beschreiben. Die Schnelle Fourier-Transformation (SFT) (vor allem die Schnelle Hartley- Transformation) kann von einem speziellen SFT-Prozessor oder von einem geeigneten Programm, welches einen Mikroprozessor oder eine andere CPU - die auch für andere Zwecke verwendet werden - steuert, ausgeführt werden. In der Praxis hat sich die letztgenannte Lösung als zufriedenstellend erwiesen, da das Spektrum nur alle 30 bis 60 Sekunden berechnet werden muß ("Bewertung" finden sogar nach längeren Zeitintervallen wie z. B. nach 10 Minuten statt, wobei die letzten 30 Minuten die Basis der Bewertung bilden).
Als Vorbereitung zur Bewertung des berechneten Spektrums (die SFT kann ein absolutes Spektrum und ein Leistungsspektrum erzeugen) wird vorzugsweise eine Filterfunktion, vor allem eine Linear- oder Exponentialfilterfunktion mit benutzerdefinierbaren Charakteristika, auf das Spektrum angewendet. Zweck dieses Filters ist es, die Amplitude von Niedrigfrequenzkomponenten zu reduzieren.
Die Schwankung der Fetalherzfrequenz wird gemäß einer weiteren bevorzugten und sehr wichtigen Eigenschaft vom Spektrum abgeleitet. Der Erfinder fand, daß die Präzision der FHF- Schwankungsberechnung deutlich erhöht wird, wenn sie im Frequenzbereich durchgeführt wird. Daher werden Mittel zur Erfassung der Fetalherzfrequenzschwankung (FHF-Schwankung) zusammen mit Frequenzerfassungsmitteln zur Verfügung gestellt, wobei die Frequenzerfassungsmittel die Frequenz der FHF-Schwankung durch Identifikation der Spektrallinie mit der höchsten Amplitude im zugehörigen Spektrum, vorzugsweise in einem vorgegebenen Bereich dieses Spektrums, berechnen. Dies bedeutet, daß die Spektrallinie mit der höchsten Amplitude verläßlich die Frequenz der FHF-Schwankung angibt. Das trifft vor allem zu, wenn der obengenannte Filter zur Unterdrückung von niederfrequenten Komponenten eingesetzt wurde, so daß keine niederfrequenten Spektrallinien fälschlicherweise als die Schwankungsfrequenz identifiziert werden können. Zur weiteren Steigerung der Präzision ist es auch möglich, nur einen begrenzten Spektralbereich nach der Spektrallinie mit einer Maximalamplitude abzusuchen. Dies könnte z. B. ein vorgegebenes Fenster sein, in welchem die Schwankung gewöhnlich gefunden wird. In einer komplexeren Umgebung sind die Grenzen (und/oder die Breite) des Spektralfensters adaptiv, d. h. wenn die echte Schwankungsfrequenz gefunden wurde, wird das Fenster automatisch an den erwarteten Bereich angepaßt. Die Grenzen oder die Breite des Fensters können auch vom Fachmann editiert werden. Die Formel zur Bestimmung der Schwankungsfrequenz ist im allgmeinen wie folgt:
wobei F (iΔω) die einzelnen Spektrallinien angibt, i ein Index ist, der über einen vordefinierten Frequenzbereich läuft (und kann möglicherweise angepaßt und/oder von einem Fachmann editiert werden) und fVAR die Frequenz der Fetalherzfrequenzschwankung darstellt.
Auf ähnliche Weise kann die Amplitude der FHF-Schwankung erfaßt werden, indem das Mittel zur Erfassung der Fetalherzfrequenzschwankung (FHF) ein Amplitudenerfassungmittel enthält und dieses Amplitudenerfassungsmittel die Schwankungsamplitude als die Amplitude der Spektrallinie mit der Maximalamplitude im zugehörigen Spektrum - vorzugsweise in einem vordefinierten Bereich dieses Spektrums - berechnet. Außerdem wird eine Berechnung der Amplitude von Sekundärspektrallinien, welche benachbart zu der Spektrallinie mit der höchsten Amplitude liegen, durchgeführt, vorrausgesetzt, daß die Sekundärspektrallinien die vorgegebenen Grenzwerte über- oder unterschreiten.
Die allgemeine Formel zur Erfassung der Amplitude der FHF-Schwankung ist wie folgt:
wobei F(iΔω) die einzelnen Spektrallinien angibt, i der Index ist, der über einen vordefinierten Frequenzbereich, welcher die Spektrallinie mit der Maximalamplitude enthält, läuft, C eine Konstante ist und AVAR die Amplitude der Fetalherzfrequenzschwankung darstelllen. Das bedeutet, daß nicht nur die Spektrallinie mit der Maximalamplitude als die Amplitude der FHF- Schwankung angesehen wird, sondern auch einige "Seitenzipfel" finden Berücksichtigung. Dies wird dadurch verursacht, daß die Schwankung während der Überprüfungsperiode (das "Zeitfenster") möglicherweise "Jittern" ausgesetzt ist. Mehrere Kriterien können zur Selektion der Seitenzipfel gewählt werden, wie z. B. eine vorgegebene Anzahl an Seitenzipfeln, Seitenzipfel, deren Amplitude nicht kleiner als 80 % des Hauptmaximums ist usw. Ähnlich wie die Bestimmung der Varibilitätsfrequenz können die Kriterien oder Grenzen eines Fensters für Seitenzipfel automatisch anpaßt oder von einem Fachmann editiert werden.
Es ist wünschenswert, daß im allgemeinen die Regeln zur Bearbeitung des Zeit- und Frequenzbereiches auch einer Editierung durch den Fachmann unterworfen wären, d. h. das Vorverarbeitungsmittel kann gemäß vorgegebener Regeln, die im Regelspeichermittel gespeichert sind, arbeiten und kann mit Hilfe des Regeleditiermittels editiert werden. Nur wenige Regeln des Vorprozessors sind allerdings für den Fachmann von allgemeinem Interesse, wie z. B. die Dauer des Zeitfensters zur Bearbeitung der Nullinie und zur Frequenztransformation.
Das vorstehende verdeutlicht, daß das Prinzip der Untersuchung des Frequenzbereichs der Fetalherzfrequenz und der Schwankungsbestimmung nicht von einer Steuerung eines Fachmannes abhängt. Das bedeutet, daß dieses Konzept auch bei einem Standardfetalmonitor oder einer Zentralstation ohne Regeleditor angewendet werden kann.
Es wurde schon angeführt, daß ein Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung darin beseht, daß ein Fachmann die Regeln des Bewertungsprozessors komplett steuern kann, d.h. die Art wie die Tabelle aufgebaut ist. Es gibt allerdings noch weitere wichtige Aspekte, die sich auf die Signalverarbeitung zwischen der Vorverarbeitung und der Bewertung beziehen.
Der Vorprozessor führt einige Grundalgorithmen an den FHF- und TOKO-Zeitaufzeichnungen durch. Ein zweiter Prozessor, im folgenden der "Aufzeichnungsprozessor" genannt, führt eine erste Erfassung von Ereignissen wie Verlangsamungen oder Kontraktionen durch (die Erfassung der FHF-Schwankung kann entweder in den Vorprozessor oder in den Aufzeichnungsprozessor eingegeben werden). Die Betriebs regeln des Aufzeichungsprozessors werden auch von einem Fachmann gesteuert. In einer vorteihaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet daher das auf Regeln basierende Betriebsmittel Aufzeichnungsbearbeitungsmittel zur Berechnung von Parametern aus der Aufzeichnung der Fetalherzfrequenz und/oder aus der TOKO-Aufzeichung oder aus den zugehörigen Spektren und/oder zur Identifizierung von Daten, die für Ereignisse in Frage kommen, vor allem Ereignisse wie Beschleunigungen, Verlangsamungen oder Kontraktionen.
Der Aufzeichnungsprozessor identifiziert mögliche Daten, die für Ereignisse in Frage kommen. Um kein mögliches Ereignis zu übergehen, sollte er vorzugsweise nicht sehr spezifisch sein. Daher ist eine Validierung notwendig. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt das auf Regeln basierende Bearbeitungsmittel Validierungsmittel zur Validierung möglicher, als Ereignisse in Frage kommender Daten gemäß den Regeln, die im Regelspeichermittel gespeichert sind. Durch das Editieren dieser Regeln kann der Fachmann den Validierungsprozeß und damit die Ereignisse, die zu berücksichtigen und zu verarbeiten sind, komplett steuern.
Die validierten Ereignisse können nun klassifiziert werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das auf Regeln basierende Betriebsmittel Klassifizierungsmittel zur Klassifizierung validierter, als Ereignis in Frage kommender Daten gemäß den Regeln, die im Regelspeichermittel gespeichert sind. Diese Regeln sind für den nachfolgenden Bewertungsprozeß von besonderer Bedeutung. Sie werden zusammen mit ihrem Editierungsprozeß in der detaillierten Beschreibung erläutert. Sie können z. B. dazu benutzt werden, um eine validierte Verlangsamung als eine "späte Verlangsamung" (bezüglich einer Kontraktion) zu klassifizieren, wobei es sich um ein wichtiges klinisches Ereignis handelt.
Weitere nützliche Prozessoren umfassen Mittel, die Statistiken erzeugen, vor allem einen Statistikprozessor zur Erzeugung, Speicherung und zum Abruf von klinisch relevanten, statistischen Daten und Trenderzeugermittel, vor allem Trendpuffer zur Erzeugung, Speicherung und zum Abruf von klinisch relevanten, zeitlich komprimierten Trends.
Bei allen oben genannten Prozessoren handelt es sich entweder um separate Mikroprozessoren oder andere CPUs oder Kontrollprogramme für einen Prozessor mit vielfachen Verwendungszwecken. Wie im Falle eines Bewertungsprozessors können auch diese Prozessoren einen vom Werk gelieferten Satz Standardregeln umfassen, so daß die Editierung durch den Fachmann erleichtert wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Auswertung der Fetalzustände vor oder während der Geburt, welches die folgenden Schritte enthält:
- Erfassung der Fetalherzfrequenz,
- Erfassung der mütterlichen Wehen,
- Erzeugung von Daten, die sich aus der Fetalherzfrequenz und/oder den Wehen der Mutter ergeben und möglicherweise diagnoserelevant sind,
- Gewinnung, Validierung, Klassifizierung oder Bewertung der Daten oder abgeleiteten Parameter gemäß vordefinierten Regeln, die in einem Regelspeicher gespeichtert sind,
wobei das genannte Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet wird
- Verbinden des Regelspeichers mit dem Regeleditiermittel,
- auf Befehl des Anwenders neue Regeln aufstellen, bestehende Regeln ändern oder vorgegebene Regeln oder einen Regelsatz auswählen,
- Speicherung der neuen oder editierten Regeln oder Informationen über ausgewählte Regeln oder Regelsätze im Regelspeicher.
Weitere wichtige Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen und der detaillierten Beschreibung zu finden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines nicht ausschließlichen Beispiels und unter Bezugnahme auf die Figuren erklärt.
Fig. 1 zeigt einen Fetalmonitor.
Fig. 2 ist eine typische Konfiguration der vorliegenden Erfindung als ein unabhängiger Fetalmonitor.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Vielzahl von Fetalmonitoren, die mit einer Zentralstation verbunden sind.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm mit den Hauptbestandteilen und den Signalfluß bei einem unabhängigen Fetalmonitor.
Fig. 5 ist ein Ablaufschema, welches die allgemeine Aufzeichnungsverarbeitung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung skizziert.
Fig. 6a und 6b zeigen ein Signal im Zeitbereich, das einen Sprung enthält, und dessen entsprechendes Fourier-Spektrum.
Fig. 7a und 7b zeigen die gleichen Signale wie die Figuren 6a und 6b - allerdings nach dem Entfernen des Sprungs.
Fig. 8a und 8b zeigen die gleichen Signale wie die Figuren 7a und 7b, die eine konstante Komponente (DC-Komponente) enthalten.
Fig. 9a und 9b zeigen die Wirkung des Entfernens der konstanten Komponenten (DC- Komponente) in den Signalen aus den Figuren 8a und 8b.
Fig. 10a und 10b zeigen die Signale der Figuren 9a und 9b vor einer Anwendung der Fensterfunktion.
Fig. 11a und 11b erläutern die Zeitfunktion und das Fourier-Spektrum eines Hamming- Fensters.
Fig. 12a und 12b zeigen das Ergebnis einer Filterung der Signale aus den Figuren 10a und 10b mit einem Hamming-Fenster.
Fig. 13a und 13b zeigen das absolute Spektrum und das damit verbundene Leistungsspektrum nach der Durchführung einer Schnellen Fourier- Transformation (SFT).
Fig. 14 zeigt das Spektrum eines linearen, digitalen Filters zur Verarbeitung des Spektrums der Schnellen Fourier-Transformation.
Fig. 15 zeigt einen entsprechenden Exponentialfilter im Frequenzbereich.
Fig. 16 ist ein allgemeines Diagramm der Verarbeitungsschritte in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 17a bis 17o zeigen anhand eines Beispiels den Editiervorgang bei Regeln.
Fig. 18 ist eine typische Cardiotokogrammaufzeichnung (CTG-Aufzeichnung) mit Bezeichnung seiner wichtigsten geometrischen Merkmale.
Fig. 19 stellt eine "Bewertung-" bzw. Alarmtabelle dar.
Fig. 20a bis 20d zeigen den Editiervorgang für eine Bewertungstabelle anhand eines Beispiels.
Fig. 21 zeigt eine Bildschirmanzeige einer Zentralstation, die mit einem Fetalmonitor oder mehreren Fetalmonitoren verbunden ist und Echtzeitaufzeichnungen und eine Bewertungstabelle abbildet.
Fig. 22a und 22b sind Abaufschemen, welche den allgemeinen Ablauf der Schlußfolgerung skizzieren.
Fig. 1 zeigt einen Fetalmonitor oder einen Cardiotokographen gemäß dem Stand der Technik. Der Fetalmonitor dient dazu, die Herzfrequenz eines Fetus (ungeborenes Baby) während der Schwangerschaft und der Wehen zu überwachen. Zur gleichen Zeit registriert der Fetalmonitor die Uterusaktivität (oder Wehen). Die gleichzeitige Bewertung der Fetalherzfrequenz (FHF) und der Uterusaktivität (TOKO) ermöglicht eine präzise Bestimmung der Fetalzustände.
Der Fetalmonitor 1 besitzt drei Buchsen 2, 3 und 4 zum Einstecken geeigneter Anschlußteile 5, 6 und 7. Diese Anschlußteile sind über Kabel 8, 9 und 10 mit dem entsprechenden Transducer verbunden (hier nicht abgebildet).
Die Buchse 3 ist ein Eingang für den TOKO-Transducer (Uterustätigkeit). Das Signal, das über den TOKO-Kanal gemessen wird, wird von einem Thermodrucker registriert, der in das Überwachungsgerät eingebaut ist. Fig. 1 zeigt das Papier 11, auf welchem der Thermodrucker die Aufzeichnungen der Parameter druckt. Die TOKO-Aufzeichung ist als 12 gekennzeichnet. Außerdem wird der gemessene TOKO-Wert optisch anhand der Anzeige 13 angegeben, wobei es sich hier um mehrere 7-Segment-Anzeigen handelt.
Die Buchse 4 ist der Eingang für das Signal der Herzaktivität. Es können zwei verschiedene Anschlußteile 7 benutzt werden: nach der Membranruptur, d. h. während den Wehen des 2. Stadiums und der Geburt kann eine Fetalkopfhautelektrode intravaginal angewandt werden. Obwohl mit diesem Verfahren - auch "direktes EKG" (Elektrokardiogramm) genannt - ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden, kann es nicht vorgeburtlich und während der Schwangerschaft benutzt werden. In diesen Fällen muß eine andere Art Transducer, ein Ultraschall-Transducer (US-Transducer), verwendet werden. Der Ultraschall-Transducer sendet Stöße hochfrequenter Ultraschallwellen aus. Dann empfängt er die Ultraschallsignale, die vom Gewebe, den Knochen, usw. der Mutter oder des Fetus reflektiert werden. Wenn die Ultraschallstöße von den sich bewegenden Körperteilen des menschlichen Körpers wie z. B. die Herzklappen oder die Herzwände des Fetus reflektiert werden, verschiebt sich durch den Dopplereffekt die Frequenz der Ultraschallwellen gegenüber deren ursprünglicher Frequenz. Ein Demodulator mit nachfolgenden Filtern wird eingesetzt, um das Dopplersignal, d. h. das Signal mit der Dopplerfrequenz, zu erhalten. Peaks im Dopplersignal sind für den Fetalherzschlag kennzeichnend. Da das Dopplersignal gewöhnlich ein recht verrauschtes und/oder gestörtes Signal ist, müssen zusätzliche Maßnahmen eingeleitet werden, um eine Ermittlung des Peaks zu erleichtern. Daher benutzt der in Fig. 1 abgebildete Fetalmonitor einen Autokorrelationsmechanismus.
Unabhängig davon, ob der fetale Herzschlag mittels Kopfhautelektrode oder Ultraschall- Transducer ermittelt wird, erfolgt die Berechnung der Fetalherzfrequenz als der Kehrwert der Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen, die sogenannte Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag. Es handelt sich hierbei um eine wichtige Eigenschaft der Fetalmonitore, denn die Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag liefert wertvolle diagnostische Informationen. Die ermittelte Fetalherzfrequenz wird anhand einer 7-Segment- Anzeige 14 angezeigt. Darüberhinaus wird sie auf dem Thermodrucker registriert - siehe Fetalherzfrequenzaufzeichnung 15. Drei Statusanzeigen - bei Fig. 1 hintergrundbeleuchtete Module 16, 17, 18 - zeigen die Qualität des Signals an, das zur Fetalherzfrequenzermittlung verwendet wird. Bei Modul 16 handelt es sich um ein rotes Modul. Das Modul 17 ist gelb und Modul 18 grün. Das grüne Modul 18 bleibt so lange an, wie die zu empfangene Singnalqualität gut ist. Bei einem unklaren Signai, d. h. wenn die Ermittlung der Herzschläge fragwürdig ist, wird das gelbe Modul 17 angeschalten und das grüne Modul 18 abgeschalten. Entsprechend verhält es bei einem gestörten Signal, bei dem keine fetale Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag aufgezeichnet werden kann, wobei in diesem Fall die rote Leuchtdiode (LED) 16 auf eine schlechte Signalqualität hinweist.
Die Buchse 7 kann außerdem ein Elektrokardiogrammsignal von der Mutter zur Verfügung stellen, das z. B. mittels Elektrokardiogrammelektroden, durch einen Plethysmograph- Transducer oder ähnliches gewonnen wird. Steht dieses Signal zur Verfügung wird auch die Herzfrequenz der Mutter aufgezeichnet - siehe Bezugsnummer 19. Die Herzfrequenz der Mutter kann auch von Herzschlag zu Herzschlag berechnet werden. Zur Ermittlung der Herzfrequenz der Mutter können aber auch längere Zeitintervalle als das Intervall von Herzschlag zu Herzschlag verwendet werden, um eine regelmäßigere Aufzeichnung der Herzfrequenz zu erhalten.
Der Fetalmonitor 1 besitzt außerdem eine dritte Buchse 2 zum Einstecken eines entsprechenden Anschlußteils 5. Dieses wird durch ein Kabel 8 mit dem zweiten Fetal- Transducer, d.h. einer zweiten Fetalkopfhautelektrode oder einem zweiten Ultraschall-Doppler- Transducer verbunden. Diese Transducer werden bei Zwillingen eingesetzt, um auch eine Aufzeichnung der fetalen Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag des zweiten Fetus zu erhalten. Bei Anschluß eines zweiten Fetal-Transducers wird die Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag des zweiten Fetus als Aufzeichnung 19 anstelle der Aufzeichnung der Herzfrequenz der Mutter registriert. Die Anzeige 20 gibt den eigentlichen Wert der zweiten Fetalherzfrequenz an, und die hintergrundbeleuchteten Module 21, 22 und 23 (rot, gelb, grün) zeigen die Qualität des zweiten Fetalsignals an.
Es versteht sich, daß der Fetalmonitor nicht nur - wie in Fig. 1 dargestellt - zwei Herzfrequenzaufzeichungen auf dem internen Drucker registrieren kann, sondern drei oder mehr Aufzeichnungen der Herzfrequenz, z. B. für den Fall, daß Signale, die für die Herzschläge eines ersten Fetus, eines zweiten Fetus und der Mutter kennzeichnend sind, dem Monitor zugeführt werden. Außerdem wird das Aufzeichnungsgerät für Anmerkungen verwendet. Andere Bestandteile des Fetalmonitors - wie der Hauptschalter 24 - werden hier nicht im Detail besprochen.
Die Interpretation des Cardiotokogramms (CTG), d. h. die diagnostiche Wertung der Aufzeichung der fetalen Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag in seiner Wechselbeziehung gegenüber der TOKO-Aufzeichnung, stellt ein komplexes und zeitraubendes Problem der Fetalüberwachung dar. Geringfügige Unterschiede in beiden Parametern können schon zu einer völlig unterschiedlichen Diagnose führen (z. B. eine Verlangsamung in der Fetalherzfrequenz, die gegenüber einem Peak in den Wehen mit Verzögerung auftritt, führt zu einer anderen Diagnose als eine Verlangsamung, die zusammen mit einem Peak in den Wehen auftritt). Daher ist eine manuell durchgeführte Bewertung der CTG eine recht schwierige und empfindliche Aufgabe und um so komplexer, wenn diese Bewertung maschinell durchgeführt wird.
In Fig. 2 wird eine erste Umgebung der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das Expertensystem in einem unabhängigen Fetalmonitor untergebracht ist. Bezugsnummer 25 bezeichnet einen Fetalmonitor der in Fig. 1 gezeigten Art mit einem Aufzeichnungsgerät 26 (aus graphischen Gründen wurden nicht alle Details des Fetalmonitors in Fig. 2 aufgenommen).
Zusätzlich zu den Merkmalen des Fetalmonitors gemäß dem Stand der Technik, den Fig. 1 zeigt, verfügt der Fetalmonitor 25 noch über zusätzliche elektronische Bestandteile (z. B. ein zusätzliche Leiterplatte), die zur automatischen Interpretation oder Bewertung der CTG notwendig sind. Die Bewertung wird dem Anwender (Arzt, Krankenschwester, Hebamme) nach jeder Bewertung oder auf Befehl durch ein Aufzeichnungsgerät 26 mitgeteilt. Eine solche Bewertung kann nur aus einer CTG-Bewertung oder aus Alarmmeldungen oder sogar aus detailierteren Informationen, wie z. B. einer kompletten Bewertungstabelle bestehen. Der Fetalmonitor 25 kann noch weitere Bestandteile wie z. B. eine "Schlußfolgerungstaste" (hier nicht dargestellt) besitzen. Dies wird nachstehend noch besprochen. In einer typischen Umgebung wird ein CTG alle 10 Minuten bewertet (wobei die Daten der letzten 30 Minuten als Basis für die Bewertung dienen). Die Bewertung wir vom Aufzeichnungsgerät 26 ausgedruckt. Überschreitet die Bewertung einen bestimmten Grenzwert, werden zusätzlich Alarmmeldungen ausgedruckt, und/oder optische oder akustische Anzeiger werden eingeschaltet. Detailierte Informationen zur Ursache eines Alarms oder einer gewissen Bewertung werden nur ausgedruckt, wenn die Schlußfolgerungstaste gedrückt wurde (siehe unten). Um das Expertensystem an die speziellen Erfordernisse des Anwenders anzupassen kann der Fetalmonitor 25 mit einem Personalcomputer 27 (über Leitung 28) verbunden werden. Es versteht sich, daß der Fetalmonitor die hierzu notwendige Schnittstellen-Hardware besitzt. Es versteht sich darüberhinaus, daß anstelle des Personalcomputers 27 eine Anzeige oder ähnliches benutzt werden kann (hierbei würde die Anzeige vom Fetalmonitor selbst betrieben werden anstatt von einer Eingangssoftware, die auf dem PC installiert ist).
Wenn die Verbindung zwischen dem Fetalmonitor 25 und dem Personalcomputer 27 aufgebaut ist, können die Bewertungstabellen, Regeln, usw. des Expertensystems den Bedürfnissen des einzelnen Anwenders angepaßt werden (die Art der Anpassung wird nachstehend beschrieben). Die überarbeiteten Tabellen, Regeln, usw. werden dann in der Hardware des Expertensystems des Fetalmonitors 25 gespeichert, welcher im Anschluß daran gemäß den überarbeiteten Informationen arbeitet. Danach wird die Verbindung 28 unterbrochen, so daß der Fetalmonitor 25 als eine unabhängige Einheit betrieben werden kann (die Verbindung 28 wird tatsächlich nur aufgebaut, um die Regeln des Expertensystems zu editieren. Die Verbindung zwischen dem Fetalmonitor 25 mit dem Personalcomputer 27 wird während des Betriebes, d. h. wenn eine Schwangere überwacht wird, unterbrochen).
Es versteht sich, daß Vorrichtungen zum Kopieren der überarbeiteten Regeln, Tabellen, usw. vom Fetalmonitor 25 direkt auf einen anderen Fetalmonitor bereitgestellt werden, z. B. eine geeignete Schnittstelle. Dies erweist sich als besonders nützlich, wenn das Expertensystem auf allen Fetalmonitoren im Krankenhaus einheitlich konfiguriert sein soll. Hierzu ist dann nur ein einmaliger Editiervorgang notwendig. Die überarbeiteten Informationen von einem Monitor können dann auf andere Monitore kopiert werden, indem z. B. eine bestimmte Tastenkombination gedrückt wird, die einen Informationstransfer zu einem anderen Fetalmonitor über entsprechende Schnittstellen und Übertragungsleitungen auslöst.
Fig. 3 stellt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Eine Vielzahl von Fetalmonitoren 29a bis 29e sind (über Übertragungsleitungen 30) mit einer Zentralstation 31 verbunden (hier ein Personalcomputer. Es versteht sich, daß dies auch ein Minicomputer, ein Arbeitsplatzrechner oder dergleichen sein kann). Die Zentralstation kann die Fetalmonitore von mehreren Kreißsälen oder vom gesamten Krankenhaus steuern.
Jeder der Fetalmonitore 29a bis 29e übermittelt seine CTG-Daten (z. B. die Fetalherzfrequenzen von einem oder zwei Feten, die TOKO und die Herzfrequenz der Mutter) an die Zentralstation 31. Ein Expertensystem, das in der Zentralstation 31 installiert ist, verarbeitet und wertet die verschiedenen CTG-Daten der Fetalmonitore 29a bis 29e in bestimmten Zeitabständen, z. B. alle 10 Minuten, aus. Die CTG-Aufzeichnungen wie auch die Bewertung können auf dem Bildschirm 31a der Zentralstation 31 angezeigt werden oder auf dem Drucker 32 (oder einem Aufzeichnungsgerät oder Plotter), der mit der Zentralstation verbunden ist, ausgedruckt werden. Im Grunde funktioniert das in der Zentralstation 31 installierte Expertensystem in ähnliche Weise wie das Expertensystem des Fetalmonitors 25 (Fig.2). Ein wesentlicher Vorteil der Konfiguration aus Fig. 3 besteht darin, daß Meldungen, Bewertungstabellen, usw. sofort auf dem Bildschirm 31a angezeigt werden könnten (z. B. als ein Fenster). Dies ist besonders hilfreich, wenn die Schlußfolgerung aktiviert ist, d. h. die Gründe für einen Alarm oder einer einzelnen Bewertung vom Anwender angefordert wurden. Weiterhin kann der Editiervorgang (d. h. die Anpassung der Regeln und der Tabellen des Expertensystems) direkt am Bildschirm 31a durchgeführt werden. Nicht zu vergessen, daß durch die Zentralstation Personal eingespart wird, da die ständige Assistenz der Hebammen im Kreißsaal nicht erforderlich ist.
Das Expertensystem muß natürlich nicht unbedingt in der Zentralstation 31 installiert sein. Es versteht sich, daß Fetalmonitore mit lokalen Expertensystemen (wie Fetalmonitor 25 in Fig.2) auch mit der Zentralstation verbunden werden können. Hierbei enthält die Zentralstation keine eigenes Expertensystem. Die Femfetalmonitore verarbeiten und bewerten die CTG-Daten dann lokal und übermitteln diese an die Zentralstation (und, nach Wahl, auch ihre CTG-Wertung, z. B. die Punktebewertung). Die Regeln der lokalen Expertensysteme können dann am Bildschirm der Zentralstation editiert werden. Eine weitere Lösung wäre eine verteiltes Expertensystem (teilweise in einem Fetalmonitor und teilweise in einer Zentralstation installiert).
Anhand des Blockdiagramms in Fig. 4 werden nun die wichtigsten Bestandteile des Fetalmonitors, dessen Signalfluß und das Expertensystem erläutert. Hierzu wurde ein unabhängiger Fetalmonitor, d. h. ein Fetalmonitor mit einem integrierten Expertensystem, ausgewählt.
Der Fetalmonitor wird normalerweise als Kasten 33 gezeichnet. Er ist mit einem Aufzeichnungsgerät 34 verbunden (welches meist in das Gehäuse des Fetalmonitors eingebaut ist). Es kann aber auch eine Anzeige verwendet werden. Zwei Transducer sind mit 35 und 36 gekennzeichnet. Nummer 35 bezieht sich auf einen Fetalherzfrequenz-Transducer (FHF-Transducer), z. B. eine Kopfhautelektrode oder ein Ultraschall-Transducer und Nummer 36 bezieht sich auf den TOKO-Transducer (oder Wehen-Transducer) - als externes oder internes Modell. Die Bezugsnummer 37 bezieht sich auf einen Personalcomputer oder ein ähnliches Gerät zum Editieren der Regeln des Expertensystems (wie bereits obenstehend erwähnt, ist die Verbindung 38 zum Personalcomputer 37 nicht permanent, sondern wird nur während des Editiervorganges aufgebaut).
Die Signale der Transducer 35 und 36 werden über die Verbindungsleitungen 39 und 40 einer Anpassungsschaltung 41 zugeführt. Details zu dieser Anpassungsschaltung entsprechen dem Stand der Technik und werden daher nicht mehr an dieser Stelle besprochen. Vor allem die Schaltungen, die notwendig sind, um die Fetalherzfrequenz aus einem Ultraschallsignal zu gewinnen (z. B. Demodulator, Autokorrelator, usw.) beziehen sich auf diese Art Anpassungsschaltung. Außerdem können gewisse Filter (entweder Hardware- oder Softwarefilter) in die Anpassungsschaltung integriert werden, z. B. ein Sperrfilter, der Netzstörungen reduziert.
Das Signal der Anpassungsschaltung 41 wird dann dem Vorprozessor 42 zugeführt. Der Vorprozessor führt mehrere Maßnahmen zur Verbesserung der Signalqualität durch, um eine verläßliche Ermittlung der Ereignisse im CTG sicherzustellen. Außerdem führt er mittels Schneller Fourier-Transformation (siehe SFT-Verarbeiter 62) eine Umwandlung in den Frequenzbereich durch.
Der Betrieb des Vorprozessors 42 in Bezug auf die Verarbeitung der Fetalherzfrequenz wird aus den Fig. 5 bis 15 ersichtlich. Fig. 5 zeigt ein allgemeines Ablaufschema, das mit der Bezeichnung "START" beginnt (Bezugsnummer 43).
In einem ersten Kasten mit der Nummer 44 wird die Vorverarbeitung der FHF im Zeitbereich durchgeführt. Diese Vorverarbeitung beinhaltet das Enfernen von Sprüngen (Bezugsnummer 45), das Eliminieren von konstanten Komponenten (DC-Komponenten) (Bezugsnummer 46) und die Anwendung einer Fensterfunktion (Bezugsnummer 47). Die verschiedenen Schritte der Vorverarbeitung im Zeitbereich werden nun im Detail besprochen.
Die FHF, welche von der Anpassungsschaltung 41 (Fig. 4) übertragen wurden, können sogenannte (vertikale) "Sprünge", d. h. plötzliche und große Änderungen in der Fetalherzfrequenz, enthalten. Solche Sprünge können z. B. durch einen schlechten Elektrodenkontakt verursacht werden. Ein Beispiel für eine FHF-Aufzeichnung, die einen Sprung enthält, ist in Fig. 6a. zu sehen. Die horizontale Achse dieses Diagramms bildet die Zeitachse. In diesem Fall, in dem die FHF-Abtastwerte an den Fetalmonitor übergeben werden, was eine diskrete Zeitfunktion ergibt, werden einzelne zeitliche Abtastwerte i eingetragen, wobei 0 < i < 551 ist. (Die Abtastwerte sind über die Beziehung t=i*ΔT mit der Echtzeit verknüpft, wobei ΔT die die Abtastperiode darstellt). Die vertikale Achse stellt die Abtastwerte für die Fetalherzfrequenz tri in Herzschlag/Min. (Herzschläge pro Minute) dar, wobei 50< tri< 160 ist.
Es ist zu beobachten, daß die FHF-Aufzeichnung einen großen negativen, vertikalen Sprung (Bezugsnummer 48) von ungefähr 115/Min auf 60/Min und einen entsprechenden positiven vertikalen Sprung (Bezugsnummer 49) enthält. Solche Sprünge beeinflussen das FHF-Signal und folglich dessen nachfolgende Bewertung deutlich. Dies trifft vor allem auf die Bewertung im Frequenzbereich zu. Das Auftreten eines Sprunges im Zeitbereich entspricht der Überlagerung des Originalspektrums mit einer si-Funktion (sin x/x). Das Gewicht der si- Funktion verhält sich proportional zu der Höhe des Sprunges.
Dies wird in Fig. 6b aufgezeigt, welche das diskrete Fourier-Spektrum der Funktion aus Fig. 6a darstellt. Die horizontale Achse stellt die diskrete Fequenz k dar, wobei 0< k< 32 und die vertikale Achse stellt die Amplitude Fk der Fourier-Komponenten dar. Die überlagerte si- Funktion wird durch eine gestrichelte Linie 50 angezeigt. Es ist zu beachten, daß die si- Funktion vor allem zum Entstehen von niederfrequenten Komponenten beiträgt. Da die nachfolgende Bewertung der FHF-Aufzeichnung teilweise auf dessen Komponenten im Frequenzbereich basiert, ist zu beachten, daß die durch den Sprung hervorgerufenen Komponenenten teilweise das Spektrum verzerren, was möglicherweise zu einer unzutreffenden Diagnose führt.
Daher ist es klinisch vorteilhaft, die vertikalen Sprünge in der FHF-Zeitaufzeichnung zu entfernen. Dies wird in Kasten 45 (Fig.5) durchgeführt. Der Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden FHF-Abtastwerten wird mit einem vorgegebenen, adaptiven oder einstellbaren Grenzwert verglichen, und wenn dieser Grenzwert überschritten ist, wird dieser Differenzwert als Sprung identifiziert und aus der Aufzeichnung entfernt. Vorzugsweise beträgt der Grenzwert L=15 /Min., so daß ein Sprung identifiziert wird, wenn
tri+1 - tri > 15/Min (1)
Der Sprung kann entfernt werden, indem die Amplitude des Sprunges von dem Abtastwert, bei dem der Sprung festgestellt wurde, und von allen zukünftigen Abtastwerten substrahiert wird. Wenn z. B. in der Aufzeichnung aus Fig. 6a für die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastwerten (Sprung bei Bezugsnummer 48) gilt:
tri+1 - tri = 60/Min. - 115/Min. = -55/Min. (2a)
( -55/Min. = 55/Min. > 15/Min., d. h. der Grenzwert ist überschritten), (2b)
wird die Differenz von -55/Min. von den Amplituden aller zukünftiger Abtastwerte subtrahiert, d.h.
tri := tri - (-55/Min.) = tri + 55/Min. (3)
Es ist zu beachten, daß die obengenannte Subtraktion bei allen zukünftigen Abtastwerten durchzuführen ist. Im Beispiel aus Fig. 6a kompensiert der zweite Sprung (Bezugsnummer 49) den ersten Sprung, so daß nach dem zweiten Sprung keine Korrektur notwendig ist.
Das Ergebnis einer Sprungentfernung wird in Fig. 7a dargestellt. Das entsprechende Spektrum im Frequenzbereich (Fig. 7b) zeigt, daß die si-Funktion, vor allem deren niederfrequente Komponenten, entfernt wurden.
Der zweite Schritt der Zeitbereichsverarbeitung (Fig. 5) besteht im Entfernen der konstanten Komponenten (DC-Komponente) (Kasten 46). Dies erleichtert die weitere Verarbeitung von z. B. Bereichsberechnungen. Aus diesem Grunde wird entweder eine Konstante oder (vorzugsweise) ein Langzeitdurchschnitt der FHF-Aufzeichnung von der Ist-Aufzeichnung subtrahiert. Es ist auch möglich, die FHF-Aufzeichnung durch einen Tiefpaßfilter mit einer Langzeitkonstante laufen zu lassen (mathematisch entspricht dies der Subtraktion einer Konstanten). Die Zeitkonstante kann auch adaptiv sein.
Die Figuren 8a bis 9b illustrieren den Vorgang der Entfernung der DC-Komponente. Fig. 8a zeigt die zeitliche FHF-Aufzeichnung vor der DC-Entfernung, und Fig. 8b zeigt deren Spektrum (tatsächlich sind diese Figuren identisch mit den Figuren 7a und 7b. Sie wurden nur wiederholt gezeichnet, um die Wirkung einer DC-Entfernung zu veranschaulichen, d. h. den Zustand vor und nach der DC-Entfernung auf einer einzigen Seite).
Die Figuren 9a und 9b zeigen die zeitliche Aufzeichnung und das damit zusammenhängende Fourier-Spektrum nach der DC-Entfernung. Zeitliche Abtastwerte wurden als tmi gekennzeichnet (anstatt tri wie in Fig. 8a). Sie sind nun gleichmäßig um die horizontale Nullinie verteilt.
Ein Problem der Schnellen Fourier-Transformation besteht darin, daß durch die begrenzte Dauer (zeitlich) des Originalsignals (welches einer Multiplikation mit einem Viereckfenster) es zu einer Spektrumstreuung kommt, d. h. das Frequenzmaximum ist breiter als das Maximum des unbegrenzten Originalsignals, und es treten Sekundärmaxima auf, die im begrenzten Originalsignal nicht enthalten sind. Um die Auswirkungen von Spektralstreuungen zu unterdrücken oder zu reduzieren, wird die Zeitaufzeichnung der FHF mit einer Fensterfunktion multipliziert. Zu den bevorzugten Fensterfunktionen zählen das Hamming-Fenster (1/2(1-cos(2πk/N))) oder das Zwischendatenfenster (Tukey).
Kasten 47 (Fig. 5) bezieht sich auf die Anwendung einer Fensterfunktion. Die Figuren 10a bis 12b veranschaulichen die Wirkung.
Die Figuren 10a und 10b zeigen den Zeitverlauf und das Fourier-Spektrum der FHF nach der DC-Eliminierung, jedoch vor Anwendung eines Hamming-Fensters (diese Figuren entsprechen den Figuren 9a und 9b). Der Zeitverlauf des Hamming-Fensters ist in Fig. 11a dargestellt, wobei ωi die Amplitude des Fensters ist. Genauso wird dessen Frequenzverlauf in Fig. 11b dargestellt, wobei Fωk die Amplitude im Freqenzbereich darstellt. Es ist zu beachten, daß das Spektrum des Hamming-Fensters bedingt durch die Kosinusfunktion auf einen engen Bereich beschränkt ist.
Das FHF-Signal aus Fig. 10a und die Hamming-Fensterfunktion aus Fig. 11a sind einer Faltung im Zeitbereich (was einer Multiplikation ihrer Spektren im Frequenzbereich entspricht) unterworfen. Die Zeit- und Frequenzverläufe, ti und Fk , die sich daraus ergeben, sind in den Figuren 12a und 12b dargestellt. Es ist festzustellen, daß mehrere hochfrequente Komponenten der Fig. 10b, die Sekundärmaxima entsprechen, im Spektrum der Fig. 12b deutlich abgeschwächt wurden.
Wir kommen noch einmal auf Fig. 5 zurück. Die obengenannten Schritte beschreiben die Verarbeitung der FHF-Aufzeichnung im Zeitbereich (Kasten 44). Bei der Verarbeitung folgt als nächster Schritt die Transformation in den Frequenzbereich. Zuerst wird an der vorverarbeiteten FHF-Aufzeichnung eine Schnelle Fourier-Transformation durchgeführt (SFT, Kasten 51). Vorzugsweise wird hierzu eine Schnelle Hartley-Transformation (SHT) benutzt, wobei die relevanten Fourier-Koeffizienten von den geraden und ungeraden Teilen der Hartley- Werte abgeleitet werden. Das Ergebnis ist das absolute Spektrum der Fk -Werte, welches in Fig. 13a dargestellt ist, und das Leistungsspektrum, d. h. das Spektrum der Leistungskoeffizienten Pk (Fig. 13b).
Kasten 52 zeigt weiterhin die Anwendung einer Filterfunktion im Frequenzbereich, d. h. die Multiplikation der gewonnenen Spektren mit den Filterkoeffizienten. Der Filter reduziert die niederfrequenten Komponenten des Spektrums. Diese Reduzierung ist nützlich, um die Amplitude und die Frequenz der FHF-Schwankung abzuleiten. Die Amplitude und die Frequenz der FHF-Schwankung sind wiederum wichtige Parameter für die Auswertung und die "Punktebewertung" (z. B. Bewertung nach Hammacher) der CTG.
Eine erste bevorzugte Filterfunktion wird in Fig. 14 dargestellt. Es handelt sich hier um einen linearen Filter. Seine Charakteristika können durch eine entsprechende Auswahl der Werte für die Amplitudenverschiebung, "Filter0We" und seine Breite "Filterbreite" den lokalen Anforderungen angepaßt werden. Der Fetalmonitor bietet Standwerte für "Filter0We" und "Filterbreite", die der Anwender - ähnlich dem untenstehend beschriebenen Editierprozeß - nach seinen speziellen Bedürfnissen anpassen kann. Im Beispiel in Fig. 14 wurde "Filter0Wet" als I&sub0;=0.5 und "Filterbreite" als k=10 aufgwählt. Dies ergibt einen Frequenzverlauf wie unter Bezugsnummer 53. Ik sind die Filterkoeffizienten im Frequenzbereich, d. h. die Frequenzamplituden.
Eine alternative Filterfunktion, d. h. ein Exponentialfilter, ist in Fig. 15 dargestellt. Die Koeffizienten dieses Filters sind
ek = (1 - Filter0We) * [1 - exp [-k/Filterbreite]] + Filter0Wer (4)
Wie im Falle eines Linearfilters kann der Anwender entweder die Standardwerte für "Filter0We" und "Filterbreite" verwenden oder seine eigenen Werte wählen.
Ein Beispiel für einen Exponentialfilter für Fliter0Wer = 0.33 und Filterbreite = 10 wird in Fig. 15 dargestellt.
Der nächste Schritt, der im Diagramm der Fig. 5 auf die Anwendung einer Filterfunktion folgt, besteht in der Berechnung der Frequenz und der Amplitude der FHF-Schwankung. Fachleute auf diesem Gebiet wissen, daß die Schwankung einer der wichtigsten klinischen Parameter der Fetalherzfrequenz ist; die Amplitude und die Frequenz der Fluktuationen im mittleren Bereich (im Bereich von ungefähr 2-6/Min im Unterschied zum Nullininenniveau < 2/Min und zu den schnellen Oszillationen > 6/Min, siehe Hammacher, "Einführung in die Cardiotokographie", Böblingen 1978).
Gemäß vorliegender Erfindung werden Informationen zur FHF-Schwankung im Frequenzbereich erhalten. Diese Informationen werden auf der Basis kurzer Intervalle hervorgerufen, d. h. nicht mehr in längeren Zeitintervallen (wie bei der Bewertung der CTG).
Zwei Charakteristika sind für die FHF-Schwankung von Bedeutung. Bei dem ersten Charakteristikum handelt es sich um die Frequenz, welche im Spektrum durch die Spektrallinie mit der Maximalamplitude bestimmt wird, d. h.
wobei F(iΔω) die Amplitude der einzelnen Spektrallinien darstellt, Δω der Frequenzabstand zwischen aufeinanderfolgenden Abtastwerten ist, m der Index der Spektrallinie am unteren Ende des betrachteten Spektralbereichs, M der entsprechende Index am oberen Ende ist und fVAR die Frequenz der FHF-Schwankung bildet. Niederfrequente Komponenten, d. h. Sprektrallinien, wurden schon im vorangegangenen Filterschritt unterdrückt (Kasten 52).
Ähnlich wird die Amplitude der FHF-Schwankung im Kasten der Fig. 5 berechnet als
Es ist zu beachten, daß die FHF-Schwankung sich nicht auf eine einzelne Spektrallinie beschränkt (und kann auch leichten Veränderungen unterworfen sein, was sich in einer kleinen Spektralstreuung ausdrückt, weil das berücksichtigte Zeitintervall nicht unendlich klein ist, d. h. aufgrund des Zeitintervalls, welches bei der Durchführung der SFT berücksichtigt wird, hat ein Frequenzwechsel in der FHF-Schwankung, welcher in diesem Zeitintervall auftritt, eine Streuung der damit verbundenen Spektrallinie zur Folge). Daher addiert die obengenannte Formel (6) die Amplituden von mehreren Spektrallinien in dem Bereich der Maximallinie (Grenzen "m, M" in Formel (6) sind nicht mit den Grenzen "m, M" in Formel (5) identisch).
Es ist denkbar, einfach die Amplituden einer bestimmten Anzahl von Spektrallinien im Bereich der Maximallinie, z. B. von i=-3 bis i=+3 zu addieren. Die Zahl der Spektrallininen, welche zu berücksichtigen sind, kann durch den Anwender konfigurierbar sein. Es ist aber vorteilhafter, nur Seitenzipfel mit einer bestimmten Amplitude, z. B. > 80% des Maximalzipfels, zu berücksichtigen. Die Frequenzgrenzen der Fluktuationen im mittleren Bereich, z. B. 2/Min. und 6/Min, können benutzt werden, um die Addition von Seitenzipfeln in einem anderen Frequenzband oder Seitenzipfeln mit einer Amplitude, welche die Amplitude des Hauptzipfels überschreitet, zu vermeiden. Alternativ kann die zu berücksichtigende Anzahl an Seitenzipfeln (Sekundärmaximum) genauer angegeben werden.
C ist Skalenfaktor.
Die Amplitude und die Frequenz der FHF-Schwankung werden dann in einem Spektralcharakteristikapuffer (Kasten 56) zur weiteren Auswertung gespeichert. Das bedeutet, daß die spätere Bewertung der CTG u.a. auf der Zeitaufzeichnung der Frequenz und der Amplitude der FHF-Schwankung basiert und daher für bestimmte statistische Kriterien ausgewertet werden kann (siehe unten). Das "Zeitfenster", das zur Berechnung der Frequenz und der Amplitude der FHF-Schwankung dient (d. h. die Zahl der Abtastwerte, die zur Durchführung der SFT benutzt werden), beträgt gewöhnlich ca. 1 Minute, kann allerdings vom Anwender an seine speziellen Bedürfnisse angepaßt werden (siehe unten).
Weitere Spektralcharakteristika, die für die Wertung der CTG wichtig sind, können berechnet werden, z. B. Frequenz und Amplitude der Nullinienschwankung (niedriger als 2/Min) oder der hochfrequenten Oszillationen (> 6/Min). Das Diagramm in der Fig. 5 stellt diese Berechnungen nicht im Detail dar. Die Ergebnisse dieser Berechnungen können allerdings auch in dem Spektralcharakteristikapuffer 56 - wie das Fourier-Spektrum selbst - gespeichert werden.
Der Betrieb des Vorprozessors hält bei "RÜCKSPRUNG" (Bezugsnummer 57) an. Der Vorprozessor kann nun andere Aufgaben ausführen und den Routineablauf aus Fig. 5 zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal beginnen.
Die FHF-Zeitaufzeichnung wird von einem Vorprozessor 42 für eine zukünftige Bearbeitung, eine Aufzeichnung und/oder Anzeige auch einem Echtzeitwellenpuffer 58 zugeführt. Es kann sich hierbei um die Originalzeitaufzeichnung - wie in Kasten 44 abgebildet - oder, je nach den Anforderungen einer spezifischen Anwendung, um die Zeitaufzeichnung nach dem Entfernen der Sprünge handeln.
Zusätzlich werden Trendinformationen erzeugt. Es handelt sich um komprimierte Informationen in der Zeitaufzeichnung, z. B. als ein Histogramm, welches von dem Arzt abgerufen (gedruckt, angezeigt) werden kann, wenn er die Gründe für einen Alarm oder eine gewisse CTG- Bewertung erfahren möchte oder wenn er sich nur informieren möchte, weil er für einen längeren Zeitraum abwesend war.
Hierzu wird ein Datenkompressor 59 zur Verfügung gestellt. Es entnimmt die wesentlichen Charakteristika aus der Zeitaufzeichnung und speichert diese für eine spätere Verarbeitung und Aufzeichnung in dem Trendpufferspeicher 60.
Die Ausgabeinformationen des Echtzeitwellenpuffers 58 und des Trendpuffers 60 werden einer Schnittstelle 61 zugeföhrt, die wiederum mit einem Aufzeichnungsgerät 34 verbunden ist.
Der Fetalmonitor führt in abstandsgleichen Zeitintervallen eine Bewertung des Cardiotokogramms durch, d. h. von der Fetalherzfrequenz im Verhältnis zur TOKO- Aufzeichnung. Übliche Zeitintervalle dauern 10 Minuten, wobei die Bewertung der CTG auf deren Charakteristika (Zeit und Frequenz) der letzten 30 Minuten beruht. Die Bewertungsintervalle und das Zeitfenster, welches für die Bewertung benutzt wird, können einstellbar sein. Weiterhin können Bewertungen im Falle von Sonderbedingungen oder auf Befehl des Anwenders ausgegeben werden (z. B. Knopfdruck).
Die Bewertung erfolgt in mehreren Schritten. Hierzu stehen ein Aufzeichnungsprozessor 63, ein Validierungsprozessor 64, ein Klassifizierungsprozessor 65, ein Statistikprozessor 66 und ein Punktebewertungsprozessor 67 zur Verfügung. Die Arbeitsweise dieser Prozessoren wird nun im Detail erläutert.
Der Aufzeichnungsprozessor 63 erfüllt vier grundlegende Aufgaben:
1. Zuerst benutzt er die Ausgabe des Vorprozessors 42, d. h. die Speicherinhalte des Echtzeitwellenpuffers 58, des Trendpuffers 60 und des Spektralcharakteristikapuffers 56, um mehrere mathematische Ausdrücke, welche die Nullinie der FHF beschreiben, zu erzeugen. Hierbei kann es sich z. B. um die Höhe oder die Schwankung der Nullinie handeln. Die Höhe der Nullinie stellt den Mittelwert der FHF dar, die mit einer langen Zeitkonstante (vorzugsweise einstellbar) berechnet wird. Sie kann zur Klassifizierung der FHF als normal, bradykard oder tachykard herangezogen werden.
Die Nullinienschwankung wird durch die Berechnung oder Bestimmung mehrerer Charakteristika der FHF ausgewertet. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um:
a) Die Amplitude der Mikrofluktuation, d. h. die Amplitude der Herzschlag-zu- Herzschlag-Varianz einschließlich der Bestimmung des Minimums und des Maximums und der Berechnung von statistischen Ausdrücken wie Standardabweichung usw. in einem auswählbaren Zeitbereich.
b) Die Amplitude der Makrofluktuationen und die Bestimmung der Zeitperiode/-en, in denen diese Amplitude in einem von n auswählbaren Bereichen bleiben. Bereiche können z. B. < 5/Min, 5-10/Min, 10-25/Min und > 25/Min sein, die einer Klassifizierung der FHF als ruhig, wellenförmig, begrenzt wellenförmig und springend entsprechen. Diese Amplitude wird aus der Spektralanalyse abgeleitet, z. B. indem die Spektralkomponenten der fouriertransformierten FHF untersucht werden.
c) Die Frequenz der Makrofluktuationen kann in gleicher Weise bestimmt werden. Zur Analyse wird ebenfalls das Spektrum verwendet und die Zeitperiode(n) bestimmt, in denen die Frequenz in einem aus n auswählbaren Bereich, z.B < 1/Min, 1-2/Min, 2-5/Min, 5-6/Min und > 6/Min liegt.
d) Die Makrofluktuationen können dann nach Typ und Zeit klassifiziert werden. Ähnlich kann ein zeitkomprimierter Trend von Amplitude und Frequenz der Makrofluktuation erzeugt und im Trendpuffer 60 gespeichert werden (siehe Pfeil 68).
Mit Hilfe des Fourier-Spektrums könnten auch Sinusoszillationen erfaßt und quantisiert werden. Es handelt sich hierbei um sehr wertvolle diagnostische Informationen.
Die Ergebnisse der Berechnungen werden vorübergehend gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt für die endgültige Bewertung der CTG verwendet. Teilweise dienen sie auch als Eingaben für den Statistikprozessor 66.
2. Der Aufzeichnungsprozessor 63 sucht nun nach Beschleunigungen in der Fetalherzfrequenzaufzeichnung. Hierzu werden mehrere Parameter berechnet, die dann dazu verwendet werden, einen bestimmten Abschnitt der FHF als "Beschleunigung" zu klassifizieren.
Charakteristische und bevorzugte Parameter sind:
a) Fläche unter einer vermuteten Beschleunigung, d. h. zwischen dem Beginn der Beschleunigung (BDB) und dem Ende der Beschleunigung (EDB). Die spezielle Bedeutung dieser (und einiger nachfolgender) Abkürzungen sind in Fig. 18 aufgeführt, wobei die obere Aufzeichnung ein Beispiel für eine FHF-Ablesung und die untere Aufzeichnung ein Beispiel für eine TOKO-Ablesung darstellt. Die Bezugsnummer 69 in dieser Figuren zeigt eine typische Beschleunigung, die durch BEREICHB gekennzeichnet ist. BDB ist der Beginn einer Beschleunigung, EDB ist ihr Ende und DDB ihre Dauer.
b) Dauer (DDB) einer vermuteten Beschleunigung durch Identifkation ihres Beginns (BDB) und ihres Endes (EDB).
c) Amplitude der Beschleunigung, d. h. das Maximum der FHF und sein Abstand zur berechneten Nullinie (gekennzeichnet als "AMPLB" in Fig. 18).
3. Verlangsamungen in der Fetalherzfrequenzaufzeichnung werden ähnlich identifiziert. Bevorzugte Parameter für die Identifikation einer Verlangsamung sind:
a) Amplitude (Abstand des Minimums einer vermuteten Verlangsamung zur Nullinie). Bei der Verlangsamung 70, die in Fig. 18 dargestellt ist, wird diese Amplitude als "AMPLV" bezeichnet. Eine zeitkomprimierte Version kann auch dem Trendpuffer 60 übermittelt werden.
b) Gesamtdauer ("DDV" = Dauer der Verlangsamung in Fig. 18), d. h. die Zeit zwischen dem Beginn der Verlangsamung BD, und dem Ende der Verlangsamung EDV. Das Ergebnis wird zur weiteren Verarbeitung gespeichert. Eine zeitkomprimierte Version wird dem Trendpuffer 60 übermittelt.
c) Wiederherstellungszeit ("WIE_ZEIT" in Fig. 18). Der aufteigende Ast der Verlangsamung ("ANSTIEG_AUF") entpricht in etwa einer geraden Linie, und der Zeitpunkt, bei dem diese gerade Linie die Nullinie schneidet, wird berechnet. Die Zeit zwischen diesem "künstlichen" Zeitpunkt (d. h. der Zeitpunkt, bei dem der Nulidurchgang der FHF erwartet werden kann) und dem Zeitpunkt, bei dem die FHF tatsächlich die Nullinie ("EDV") erreicht, heißt Wiederherstellungszeit. Neben einer vorläufigen Speicherung wird ein zeitkomprimierter Trend der Wiederherstellungszeit und die Wiederherstellungszeit pro Verlangsamungsbereich dem Trendbuffer 60 übermittelt.
d) Gesamte Fläche unter der Verlangsamung ("FLAECHEV" in Fig. 18), d. h. die Fläche zwischen der FHF-Aufzeichnung und der Nullinie und zwischen BDV und EDV. Ein zeitkomprimierter Trend der Fläche wird dem Trendpuffer 60 übermittelt.
e) Restfläche. Es handelt sich hierbei um die gesamte Fläche zwischen der Nullinie und der eigentlichen FHF Aufzeichnung vom "erwarteten EDV" bis zum eigentlichen "EDV" (in Fig. 18 als "RES_FLAECHE" gekennzeichnet). Ein gespeicherter und zeitkomprimierter Trend wird dem Trendpuffer 60 übermittelt.
f) Absteigender Teil ("ABSTIEG_AB"). Es handelt sich hier um den Abstieg (d.h. um eine in etwa gerade Linie) zwischen "BDV" und dem Punkt, bei dem die FHF 80% ihres Minimums erreicht hat. Der Abstieg kann dann klassifiziert werden. Komprimierte Trends des Abstiegs und seiner Klassifikation werden dem Trendpuffer 60 übermittelt.
g) Latenzzeit zwischen dem Beginn der Kontraktion ("BDK") im TOKO-Kanal und dem Beginn der Verlangsamung ("BDV") im FHF-Kanal. Die Latenzzeit wird nicht in der Fig. 18 dargestellt. Ein zeitkomprimierter Trend der Latenzzeit wird dem Trendpuffer 60 übermittelt.
h) Verzögerungszeit, d. h. die Zeit zwischen dem Maximum einer Kontraktion im TOKO-Kanal und das Minimum einer Verlangsamung ("AMPLV") im FHF-Kanal. Die Fig. 18 zeigt die Verzögerungzeit nicht. Ein zeitkomprimierter Trend wird dem Trendpuffer 60 übermittelt.
4. Die vierte Aufgabe des Aufzeichnungsprozessors 63 besteht in der Identifikation möglicher Kontraktionen im TOKO-Kanal. Bevorzugte Parameter zur Identifikation sind:
a) Ruheton (in Fig. 18 als "RUHE_TON" gekennzeichnet), d. h. die Nullinie des TOKO-Kanals.
b) Amplitude der Kontraktionen ("AMPLK" in Fig. 18), d. h. das Maximum einer Kontraktion, die über der Nullinie "RUHE_TON" vermutet wird. Zur Bestimmung einer verläßchen Amplitude müssen mögliche Artefakte (z. B. durch Atmen verursacht) entfernt werden.
Ein Mittelwert nämlich, der Mittelwert der Kontraktionsamplituden über einen vorgegebenen Zeitabschnitt (z. B. 10 Minuten) kann auch berechnet werden. Ein zeitkomprimierter Trend dieses Mittelwertes und von der eigentlichen Amplitude wird im Trendpuffer 60 gespeichert.
c) Die Zeit zwischen dem Beginn einer Kontraktion und ihrem Maximum ("ZMAXDK"" in Fig. 18) und auch die Fläche unter der TOKO-Aufzeichnung zwischen diesen Zeitpunkten (in Fig. 18 als "FLAECHE_A" gekennzeichnet).
d) Auf ähnliche Weise können die Zeit zwischen dem Maximum einer Kontraktion und dem Ende dieser Kontraktion und die Fläche unter der TOKO-Aufzeichnung zwischen diesen Zeitpunkten berechnet werden ("FLAECHE_B" in Fig. 18).
e) Schließlich die gesamte Fläche unter der Kontraktion, d. h. die FLAECHE_A + FLAECHE_B.
Mit Bezug auf Fig. 18 folgt nun eine komplette Liste der Abkürzungen, die für die FHF- Aufzeichnung im oberen Kanal und in der TOKO-Aufzeichnung im unteren Kanal verwendet werden:
NULLINIE DC-Wert der FHF-Aufzeichnung
VAR_AMPL_VOR Amplitude der FHF-Schwankung vor einer Beschleunigung oder einer Verlangsamung
VAR_FREQ Frequenz der FHF-Schwankung vor einer Beschleunigung oder einer Verlangsamung
BDB Beginn der Beschleunigung
EDB Ende der Beschleunigung
DDB Dauer der Beschleunigung
FLAECHEA Fläche unter der Beschleunigung
AMPLB Maximalamplitude der Beschleunigung
BDV Beginn der Verlangsamung
EDV Ende der Verlangsamung
DDV Dauer der Verlangsamung
FLAECHEV Fläche unter der Verlangsamung
AMPLV Maximalamplitude der Verlangsamung
ABSTIEG_AB Abstieg der Verlangsamung - was in etwa eine gerade Linie entspricht
AUFSTIEG_AUF Aufstieg der Verlangsamung - was in etwa eine gerade Linie entspricht
VAR_AMP_INNEN Amplitude der FHF-Schwankung während des Minimums der Verlangsamung
VAR_FREQ_INNEN Frequenz der FHF-Schwankung während des Minimums der Verlangsamung
WIEDER_ZEIT Zeitverzögerung zwischen dem Punkt, bei dem die gerade Linie AUFSTIEG_AUF die Nullinie schneidet und dem Zeitpunkt, bei dem die FHF tatsächlich die Nullinie wieder erreicht.
RES_FLAECHE Fläche zwischen FHF, AUFSTIEG_AUF und NULLINIE
ZMINDV Minimalzeitverzögerung zwischen dem Beginn der Verlangsamung und deren Maximum
RUHE_TON DC-Wert der TOKO-Aufzeichnung
BDK Beginn der Kontraktion
EDK Ende der Kontraktion
DDK Dauer der Kontraktion
AMPLK Maximalamplitude der Kontraktion
FLAECHE Gesamtfläche zwischen Kontraktion und RUHE_TON
FLAECHE_A Bereich zwischen dem Beginn der Kontraktion, deren Maximum und RUHE_TON
FLAECHE_B Fläche zwischen Kontraktionsmaximum, Kontraktionsende und RUHE_TON
ZMAXDK Maximale Zeitverzögerung zwischen dem Beginn der Kontraktion und deren Maximum
Es versteht sich, daß auch andere mathematische Charakteristika, wie z. B. die Zeitverzögerung zwischen einer Kontraktion in der TOKO-Aufzeichnung und einer Verlangsamung in der FHF-Aufzeichnung, neben den Charakteristika, die in Fig. 18 gezeigt werden, als Kriterien verwendbar sind.
Es ist dargelegt worden, daß der Aufzeichnungsprozessor 63 einerseits sehr empfindlich reagiert, d. h. er wird so viele Muster wie möglich als Beschleunigungen, Verlangsamungen oder Kontraktionen klassifizieren. Dies bedeutet aber wiederum andererseits, daß der Aufzeichnungsprozessor nicht sehr selektiv ist. Der Grund für dieses Vorgehen besteht darin, daß keine Beschleunigungen, Verlangsamungen oder Kontraktionen ausgelassen werden. Bei einem ersten Schritt werden vom Aufzeichnungsprozessor so viele Muster wie möglich als Beschleunigungen, Verlangsamungen und Kontraktionen identifiziert, während in einem zweiten Schritt, den der Validierungsprozessor 64 (siehe unten) ausführt, nur die relevanten Muster "gefiltert" werden. Da die Betriebsregeln des Validierungsprozessors anpassungsfähig (siehe auch unten) sind, kann die Empfindlichkeit des Fetalmonitors gegenüber Beschleunigungen, Verlangsamungen und Kontraktionen auf die spezifischen Bedürfnissen des Anwenders eingestellt werden.
An dieser Stelle soll dargelegt werden, daß alle (oder zumindest die Mehrheit) der Betriebsregeln des Aufzeichnungsprozessors 63 von einem Expertensystem zur Verfügung gestellt werden. Grundsätzlich bietet das Expertensystem mindestens einen Standardsatz - vorzugsweise eine Auswahl aus mehreren Standardsätzen aus Betriebsregeln. Diese Regeln können jedoch über eine entsprechende Schnittstelle des Expertensystems (z. B. Personalcomputer 37) editiert, d. h. geändert werden, oder es können sogar neue Regeln definiert werden. Dieser Vorgang wird gemäß den Regeln des Klassifierungsprozessors 65 (der eine Vielzahl anwenderdefinierbarer Regeln verwendet) untenstehend im Detail beschrieben. Selbst der Aufzeichnungsprozessor 63 arbeitet nach einigen modifizierbaren Regeln, wie z. B. die Länge des "Zeitfensters" zur Berechnung der Nullinienparameter.
Im Diagramm der Fig. 16 wird das Prinzip der Erfindung ebenfalls - allerdings skizzenhafter - dargestellt. Dieses Diagramm zeigt die Grundmerkmale und Charakteristika der einzelnen Verarbeitungselemente und stellt den Signalfluß der vorliegenden Erfindung dar.
Das unbearbeitete CTG wird in dieser Fig. als 71 dargestellt. Zuerst werden algorithmische Parameter aus dem CTG extrahiert (Kasten 72). Dies stellt die Hauptaufgabe des Aufzeichnungsprozessors 63 dar. Der Aufzeichnungsprozessor 63 wird von einem Regelinterpretierer 73 gesteuert.
Die Regeln des Regelinterpretierers 73 können durch einen Regeleditor editiert werden. In dem dargestellten Beispiel ist dies eine graphische Diaglogexpertenschnittstelle 74. Die Regeln zur Extraktion algorithmischer Parameter werden als "Parametereinstellungen" bezeichnet (Kasten 75). Diese Regeln können - wie bereits obenstehend dargelegt - editiert werden. Sie steuern auch den Regelinterpretierer 73 und somit (Pfeil 76) den Vorgang der Extraktion von algorithmischen Parametern 72.
Kasten 72 stellt unbearbeitete (d. h. unspezifische) Daten bezüglich Nullinienparametern (77), Beschleunigungen (78), Verlangsamungen (79) und Kontraktionen (80) zur Verfügung. Es ist festzustellen, daß es sich hierbei genau um die Aufgabenbereiche des Aufzeichnungsprozessors 63 in der Umgebung der Fig. 4 handelt.
Die Ausgabeinformationen dieser "Töpfe" 77-80 werden der auf Regeln basierenden Mustervalidierung (Kasten 81) zugeführt. Bei diesem Schritt werden aus einer Vielzahl an Daten, die für eine Kontraktion in Frage kommen und von "Topf" 80 zur Verfügung gestellt werden, sogenannten "gültige Kontraktionen" (Bezugsnummer 82) selektiert. Bei einer gültigen Kontraktion handelt es sich um eine Kontraktion, die mehrere Zusatzkriterien erfüllt. Diese Kriterien stellt das Expertensystem entweder als einen Standardregelsatz oder als einen Ausgangsregelsatz bereit (vorzugsweise gibt es sogar eine Auswahl aus mehreren Standardsätzen); selbst diese Kriterien oder "Regeln" können durch den Anwender modifiziert oder definiert werden. Diese Kriterien werden als "Topf" 83 dargestellt und können über die Schnittstelle zum Fachmann 74 editiert werden (oder zusätzliche Kriterien können noch eingegeben werden); sie steuern aber auch den Regelinterpretierer 73 und damit die Durchführung der auf Regeln basierenden Mustervalidierung 81.
Kasten 81 erzeugt außerdem validierte (oder gültige) Verlangsamungen 84 (aus den unbearbeiteten Verlangsamungen von "Topf" 79), gültige Beschleunigungen 85, den Nulliniendurchschnitt 86 und die Nullinienschwankung 87.
Die übrigen Kompenenten der Fig. 16 werden zu einem späteren Zeitpunkt erläutert. Es ist zu beachten, daß Pfeil 88 die Richtung der CTG-Interpretation und Pfeil 89 die Richtung der Steuerung der Experteninterpretation angibt.
Es wird noch einmal Fig. 4 betrachtet, wo der Validierungsprozessor 64 eine auf Regeln basierende Mustervalidierung aus Fig. 16 durchführt, d. h. er selektiert von den vom Aufzeichnungsprozessor 63 zuvor identifizierten Kandidaten für Beschleunigungen, Verlangsamungen und Kontraktionen diejenigen, die bestimmte Kriterien erfüllen und folglich verläßlich als Ereignisse betrachtet werden können.
Bei den Kriterien oder Regeln kann es sich z. B. um die Mindestdauer einer Verlangsamung oder einer Kontraktion, um eine Minimalamplitude, um eine Minimal- oder Maximalfläche oder ähnliches handeln. Wie bereits erwähnt, können diese Regeln an eine spezifisch geforderte Umgebung oder Anwendung durch Steuerung des Fachmanns angepaßt werden. Hierzu arbeitet der Validierungsprozessor 64 mit einem Regelspeicher 90 (Verbindung 91) zusammen, der den gültigen Regelsatz (möglicherweise austauschbare Regelsätze) umfaßt. Eine typische Regel, die eine gültige Kontraktion identifiziert, kann z. B. folgendermaßen aussehen
wenn DDK > 25 und FLAECHE > 150 dann KONTRAKTION ist GÜLTIG
(DDK = Dauer der Kontraktion, FLAECHE = Fläche zwischen der Kontraktion und dem Ruheton, vergleiche Fig. 18).
Der Inhalt des Regelspeichers 90 kann von einem Fachmann editiert werden. Zu diesem Zweck ist der Regelspeicher mit einer Schnittstelle zum Fachmann 92 (z. B. ein Prozessor, der graphische Überlagerungsinformationen erzeugt) verbunden, die wiederum über die Schnittstelle 93 mit Personalcomputer 37 verbunden ist. Die Regeln des Aufzeichnungsprozessors 63 können übrigens auf ähnliche Weise editiert werden (Verbindung 94).
Der Ausgang des Validierungsprozessors 64 ist mit Klassifizierungsprozessor 65 verbunden, der Ereignisse, die in den vorangegangenen Phasen registriert wurden, nach deren diagnostischer Bedeutung klassifiziert. Eine Verlangsamung kann zum Beispiel gegenüber einer zuvor stattgefundenen Kontraktion als "verspätet" klassifiziert werden, wobei es sich um eine wichtige diagnostische Information handelt.
Bis zu einem gewissen Grad gilt der Klassifizierungsvorgang des Klassifizierungsprozessors 65 als das "Herzstück" der CTG-Interpretation, da es sich hier um die Basis der diagnostischen Wertung von Fetalzuständen handelt und sich somit entscheidend auf die Therapie auswirkt (z. B. Entscheidung über einen Schnitt, d. h. einen Kaiserschnitt). Die Regeln des Klassifizierungsprozessors können editiert werden; siehe Pfeil 97.
Detallierte Klassifizierungsbeispiele sind:
Eine Beschleunigung kann besonders nach ihrem Typ, ihrer Amplitude (in n Klassen) und nach ihrer Dauer (in m Klassen) klassifiziert werden. Typische Beispiele für eine Typenklassifizierung sind:
- periodisch - d. h. synchron mit Kontraktionen
- nicht periodisch
- einleitend - d. h. vor einer Verlangsamung
- kompensierend - d. h. nach einer Verlangsamung
- sporadisch, usw.
Die möglichen Typen und die Regeln zur Identifikation dieser Typen sind im Regelspeicher 90 gespeichert. Ein typisches Beispiel für ein Kriterium für periodische Beschleunigungen wäre z. B., daß die Zeitverzögerung zwischen Beschleunigungen und Kontraktionen einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet.
Die Klassifikationsergebnisse werden temporär gespeichert. Eine komprimierte Version wird auch dem Trendpuffer 60 übermittelt.
Ähnlich können Verlangsamungen nach ihrem Typ, ihrer Amplitude (in n Klassen) und ihrer Dauer (in m Klassen) klassifiziert werden. Beispiele zu Klassifizierungstypen von Verlangsamungen sind:
- verspätet,
- variabel,
- verfrüht,
- verlängert,
- sporadisch,
- periodisch,
- spätvariabel, usw.
Eine komprimierte Version der Verlangsamungsklassifikation wird auch dem Trendpuffer 60 übermittelt.
Wie im Falle von Beschleunigungen und Verlangsamungen können auch die Kontraktionen nach ihrer Amplitude (in n Klassen), Dauer (in m Klassen) und nach ihrem Typ klassifiziert werden. Beispiele für Kontraktionstypen sind:
- TYP 1 (FLAECHE_A > FLAECHE_B, siehe Fig. 18),
- TYP 2 (FLAECHE A = FLAECHE_B),
- TYP 3 (FLAECHE_A > FLAECHE_B),
- klein,
- normal,
- hyperstolisch,
- stark,
- oszillierend, usw.
Ein Beispiel für eine typische Regel zur Identifikation einer (gültigen) Kontraktion vom TYP 1 lautet:
wenn FLAECHE A > (FLAECHE B + 10) dann KONTRAKTION ist TYPE_1
Weitere Beispiele zur Klassifikation von Kontraktionstypen lauten:
wenn FLAECHE_A = (FLAECHE_B +/- 10) dann KONTRAKTION ist TYP_2
wenn FLAECHE_A < (FLAECHE_B - 10) dann KONTRAKTION ist TYP_3
wenn AMPLK < 60 dann KONTRAKTION ist NORMAL
wenn AMPLK > = 60 dann KONTRAKTION ist STARK
Es ist von Vorteil, wenn diese Regeln editierbar sind, z. B. indem die Kennzeichner oder die Zahlenwerte geändert werden oder sogar durch das Hinzufügen von neuen Regeln. Der Grenzwert zu Klassifikation einer Kontraktion als "stark" könnte zum Bespiel von 60 auf 70 geändert werden. Richtige Editierbeispiele sind untenstehend angeführt.
Der Klassifizierungsprozessor 65 klassifiziert außerdem die Schwankung der Herzfrequenz nach deren Amplitude, Frequenz (Klassen zugeordnet) und nach Typ, z. B. folgendermaßen:
- ruhig,
- wellenförmig,
- saltatorisch,
- schlafend,
- wach,
- gestreßt, usw.
Außerdem kann die Fetalbewegung erfaßt werden.
Es versteht sich, daß auch von der Kontraktions- und Schwankungsklassifikation zeitkomprimierte Trends an den Trendpuffer 60 übermittelt werden.
In Fig. 16 werden die Aufgaben des Klassifikationsprozessors durch Kasten 95 dargestellt, was sich auf die auf Regeln basierende Klassifikation bezieht. Die Klassifizierungsregeln selbst (die der Fachmann editieren kann) werden durch "Topf" 96 dargestellt.
Die Ausgabe des Klassifizierungsprozesses wird beispielhaft durch die "Töpfe" 98a-98d, 99a- 99c und 100a-100c dargestellt. 98a enthält als "normal" klassifizierte Kontraktionen, 98b Kontraktionen klassifiziert als "Typ 1", 98c Kontraktionen klassifiziert als "Typ 2" und 98d Kontraktionen klassifiziert als "Typ 3". Ähnlich enthält 99a Beschleunigungen, die als "sporadisch" klassifiziert sind; die Beschleunigungen in 99b wurden als "einleitend" und die Beschleunigungen in 99c als "kompensierend" klassifiziert. In ähnlicher Weise enthalten die Töpfe 100a bis 100c klassifizierte Schwankungen, die wie folgt lauten: 100a = "ruhig", 100b = "normal" und 100c = "saltatorisch". Es wird darauf hingewiesen, daß die in Fig. 16 dargestellten Klassifikationen der Übersicht halber nur einige Klassifikationsbeispiele umfassen; andere Klassifikationen, wie auch die Klassifikation der Verlangsamungen stehen zur Verfügung (siehe obenstehende Liste), werden hier jedoch nicht dargestellt.
Zum besseren Verständnis wird nun die Aufstellung einer neuen Regel mit Bezug auf die Figuren 17a bis 17n erläutert. Fig. 170 zeigt, wie eine existierende Regel vor einer Editierung aufgerufen wird. Obwohl dieses Beispiel nur den Vorgang einer Neubildung und Modifizierung von Regeln im Zusammenhang mit dem Klassifizierungsprozessor 65 beschreibt, so ist es doch einsichtig, daß die Regeln, welche den Betrieb des Aufzeichnungsprozessors 63 und des Validierungsprozessors 64 steuern, in ähnlicher Weise editierbar werden.
Um eine neue Regel zu bilden, ruft der Fachmann (es könnte sich um den vorgesetzten Arzt eines Krankenhauses handeln) ein Menü im Personalcomputer 37 auf (wie bereits obenstehend erwähnt, kann es bei einer Regeleditierung am unabhängigen Fetalmonitor erforderlich sein, den Fetalmonitor mit einem Personalcomputer, einer Anzeige oder ähnlichem zu verbinden). Die Steuerung des Expertendialogs und der Abruf von Menüs kann entweder durch ein Programm im Personalcomputer 37 oder durch entsprechende Steuerungsanweisungen von der Schnittstelle zum Fachmann 92 aus erfolgen.
Fig. 17a zeigt das Menü, welches auf dem Bildschirm von Personalcomputer 37 erscheint. Der Regeleditor (Bezugsnummer 101) bietet die Möglichkeit, ein < Muster> (Bezugsnummer 102) zum < Mustertyp> gehörig (Bezugsnummer 103) zu definieren, wenn eine < Bedingung> (Bezugsnummer 104) zutrifft. Außerdem bietet er die Möglichkeit zum Abruf einer existierenden Regel (Bezugsnummer 105) oder zur Akzeptanz ("schreiben") einer gebildeten oder editierten Regel (Bezugsnummer 106).
Nehmen wir an, daß eine neue Regel erstelllt werden soll, d. h. die Bedingungen für eine Regel müssen festgelegt werden. Der Fachmann aktiviert Feld 102, d. h. < Muster> , indem er den Cursor auf Feld 102 bewegt und eine Taste wie die RETURN-Taste des Keybords drückt, oder indem er den Cursor mit einer Computermaus auf Feld 102 bewegt und mit der Maus anklickt, oder indem er mit dem Finger auf Feld 102 zeigt (bei einem Sensorbildschirm) oder ähnliches. Beim Beispiel in dieser Beschreibung gehen wir davon aus, daß eine Maus zur Verfügung steht.
Durch einen Mausklick auf Feld 102 wird dieses markiert, z. B. indem es invertiert oder seine Farbe geändert wird. In Fig. 17b wird eine Markierung durch eine Schraffur 107 angezeigt.
Anschließend erscheint auf dem Bildschirm ein zweiter Bildschirm oder ein Unterbildschirm 108, der vorübergehend unbenutzten Platz oder Felder bedeckt. Unterbildschirm 108 bietet verschiedene Alternativen für < Muster> , die zu definieren sind. Dies sind KONTRAKTION, BESCHLEUNIGUNG, VERLANGSAMUNG, NULLINIE und SCHWANKUNGEN. Mit < editieren> (Feld 109) kann der Fachmann weitere < Muster> definieren, die noch nicht im Expertensystem vorhanden sind.
Nehmen wir nun einmal an, daß KONTRAKTION als zu definierendes < Muster> ausgewählt wurde, indem der Cursor (mit der Maus) auf Feld 110 bewegt und auf das Feld geklickt wird. Die Bezeichnung < Muster> in Feld 102 verschwindet und wird - wie in Fig. 17c illustriert - durch "KONTRACTION" ersetzt. Genauso verschwindet Unterbildschirm 108.
Im nächsten Schritt kann der Fachmann auf Feld 103, das < Mustertyp> lautet, klicken. Dieses Feld erscheint nun schraffiert, und ein zweiter Unterbildschirm 111 erscheint (17d), der verschiedene < Mustertyp> en einer KONTRAKTION zur Auswahl anbietet. Es ist zu beachten, daß der Inhalt des Unterbildschirms vom ausgewählten < Muster> abhängt, d. h. wenn nicht KONTRAKTION als < Muster> ausgewählt wird, sondern ein anderes Muster, erscheint beim zweiten Schritt ein anderer Unterbildschirm.
Unterbildschirm 11 bietet vordefinierte Charakteristika der KONTRAKTION, nämlich KLEIN, NORMAL, HYPERSTOLISCH, STARK, OSZILLIEREND, TYP 1 und TYP 2 (TYP 3 könnte auch vorhanden sein, wurde aber in Fig. 17d der Übersichtlichkeit halber weggelassen). Außerdem kann der Anwender zusätzliche < Mustertyp> en, die noch nicht im Expertensystem vorhanden sind, durch Verwendung der < editieren> -Taste 112 definieren.
Nehmen wir einmal an, daß STARK als < Mustertyp> ausgewählt wurde, dann wird < Mustertyp> durch STARK ersetzt, und Unterbildschirm 111 verschwindet. Der Bildschirm sieht nun so aus wie in Fig. 17e gezeigt.
Nun klickt der Fachmann auf < Bedingung> -Feld 104, das entweder schraffiert oder hervorgehoben ist (Fig. 17f). Unterbildschirm 113 bietet nun zwei vorgegebene Arten, um die Bedingung zu definieren:
Ein Anklicken von "KONTRAKTION ist"-Feld 114 kann zur Definition einer Regel, die auf einer weiteren Definition von KONTRAKTION beruht, verwendet werden, z. B. in Form von "KONTRAKTION ist STARK, wenn KONTRAKTION ist HYPERSTOLISCH". "Ausdruck < Bez> Ausdruck"-Feld 115 kann zur Definition eines < Muster> s in Abhängigkeit von bestimmten Parametern, die z. B. durch den Aufzeichnungsprozessor 63 bestimmt werden, dienen. Mit < editieren> -Feld 116 können auf Befehl des Fachmanns weitere Bedingungen definiert werden.
Beim vorliegenden Beispiel wurde Feld 115 angeklickt. Wie in Fig. 17g gezeigt, verschwindet Unterbildschirm 113 und (Bedingung)-Feld 104 (Fig. 17f) wird von drei weiteren Feldern 117- 119, die als "Ausdruck", "< Bez> " und "Ausdruck" gekennzeichnet sind, ersetzt.
Der Fachmann kann durch Felder 117-119 Parameter ("Ausdrücke", 117 und 119) und deren Beziehung ("< Bez> ", 118) zueinander definieren.
Klickt der Fachmann auf Feld 117, verändert sich der Bildschirm wie in Fig. 17h dargestellt, d.h. Feld 117 ist schraffiert und Unterbildschirm 120 erscheint. Dieser Unterbildschirm bietet bestimmte Parameter wie "Beginn der Kontraktion" (BDK). Es ist versteht sich, daß die erscheinenden Parameter vom ausgewählten < Muster> abhängen, d. h. für "< Muster> = VERLANGSAMUNG" würde ein anderer Unterbildschirm erscheinen. Wie in vorstehenden Schritten können auch hier weitere relevante Parameter durch die < editieren> -Taste 121 definiert werden. Mit der < editieren> -Taste können auch Zahlenwerte eingegeben werden.
Wenn "FLAECHE_A" als < Ausdruck> ausgewählt wurde, wird < Ausdruck> -Feld 117 durch "FLAECHE _A" ersetzt - siehe Fig. 17i, Bezugsnummer 122. Ein Klick auf das < Bez> -Feld 118 ruft nun eine Bildschirmanzeige wie in Fig. 17k hervor, wobei das ausgewählte < Bez> -Feld 118 schraffiert ist und ein Unterbildschirm 123 einen Teil des Bildschirms abdeckt. Dieser Unterbildschirm bietet mehrere mathematische und logische Operationszeichen zur Auswahl an: z. B. "=", "> ", "# oder ähnliches. Es ist vorteilhaft, wenn auch andere Operationszeichen, wie z. B. "UND", "ODER" usw. zur Verfügung stehen.
Nehmen wir einmal an, daß wir nach der Beziehung "> "schauen. Wir klicken auf Feld 124 und erhalten eine Bildschirmansicht wie in Fig. 171 dargestellt, d. h. das < Bez> -Feld 118 wurde durch "> "-Feld 125 ersetzt, und Unterbildschirm 123 ist verschwunden. Wird "Ausdruck" Feld 119 ausgewählt, ergibt sich eine Bildschirmanzeige wie in Fig. 17 m dargestellt, wobei < Ausdruck> -Feld 119 schraffiert ist und Unterbildschirm 126 sichtbar ist (wenn wir noch Kontraktionen editieren, ist dies eigentlich der gleiche Unterbildschirm wie Unterbildschirm 120 in Fig. 17h).
Nun wählen wir" FLAECHE_B" (Bezugsnummer 127). Es erscheint der Schlußbildschirm wie in Fig. 17n dargestellt, der die neue Regel anzeigt, die wir definiert haben:
KONTRAKTION ist STARK wenn FLAECHE_A > FLAECHE_B
Es ist zu beachten, daß weder der obengenannte Vorgang zur Definition einer Regel, noch das Aussehen des Bildschirms, noch die angebotene Auswahl, noch das benutzte Überlagerungsverfahren zur Durchführung der vorliegenden Erfindung obligatorisch sind. Es können dem Editiervorgang auch noch weitere Schritte angefügt werden, um z. B. komplexe Regeln mit mehreren Beziehungen zu definieren, wie:
KONTRAKTION ist STARK wenn (FLAECHE_A > FLAECHE_B) und AMPLB> =60,
oder um "Zwischenregeln" zu definierenu die selbst als Parameter in einer allgemeinen Regel verwendet werden.
Die definierte Regel wird dann in Regelspeicher 90 (Fig. 4) gespeichert. In der Darstellung der Fig. 16 wäre dies Topf 96, der die Klassifizierungsregeln enthält.
Die folgende Tabelle enthält eine Auflistung von mehreren nützlichen < Muster> n zusammen mit möglichen < Mustertyp> en, < Bedingung> en, < Ausdrücken> , und < Bez> iehungen: Muster Mustertyp Bedingung Ausdruck < Bez> KONTRAKTION BESCHLEUNIGUNG VERLANGSAMUNG NULLINIE SCHWANKUNGEN < editieren> Beschleunigung KLEIN NORMAL HYPERSTOLISCH STARK OSZILLIEREND Typ PERIODISCH EINLEITEND AUSGLEICHEND SPORADISCH KONTAKTION ist Typ Ausdruck < Bez> Ausdruck UND/ODER < editieren> BESCHLEUNIGUNG ist Typ Ausdruck < Bez> Ausdruck UND/ODER... < editieren> RUHETON EXTREMA FLAECHE VOR KONTR NACH KONTR KONTRAKTION VOR BESCHL NACH BESCHL VOR VERLAN NACH VERLAN Verlangsamung Schwankungen PERIODISCH VERFRÜHT VERSPÄTET VARIABEL SPÄTVARIABEL SPORADISCH VERLÄNGERT < editieren> RUHIG WELLENFÖRMIG SALTATORISCH SCHLAFEND WACH GESTRESST FETALBEWEGUNG VERLANGSAMUNG ist Typ Ausdruck < Bez> Ausdruck UND/ODER... < editieren> SCHWANKUNGEN sind Typ Ausdruck < Bez> Ausdruck UND/ODER... < editieren> WIEDERHERSTELLUNG LATENZZEIT VERZÖGERUNGSZEIT AMPLITUDE FLAECHE RESTFLAECHE ABSTIEG AUFSTIEG NULLINE KONTRAKTION ZMAXDX VOR BESCH NACH BESCH VOR VERLAN NACH VERLAN FREQUENZ INTEGRAL STANDARDABW DURCHSCHNITT < etitieren>
Wie bereits vorstehend erwähnt, besteht auch die Möglichkeit, vorhandene Regeln abzurufen und zu editieren, d. h. sie zu modifizieren. Ein Beispiel hierfür ist der Bildschirm in Fig. 17o, der erscheint, wenn in Fig. 17a die Taste 105 ("Regeln") gedrückt wird. Auf dem in Fig. 17o dargestellten Bildschirm kann der Anwender eine der angezeigten Regeln anklicken, um diese zu editieren. Er kann dann die vorhandene Regel durch ähnliche Schritte - wie obenstehend beschrieben - modifizieren, d.h. eines der Elemente anklicken, einen Unterbildschirm erhalten, der verschiedene Auswahlmöglichkeiten bietet, und dann die entsprechende Wahl treffen.
Wir wenden uns nun noch einmal der Ausführung in Fig. 4 zu, wobei der Statistikprozessor 66 mehrere nützliche Parameter (wie Mittelwert und Standardabweichung) berechnet, die zur Trendverarbeitung abgerufen werden können, wenn ein Alarm aufgetreten ist, oder wenn Informationen zu längeren Zeitspannen verlangt werden. Der Prozessor erhält auch Informationen, die von anderen Prozessoren, wie Aufzeichnungsprozessor 63, erarbeitet wurden, speichert die Zahl und die Dichte der Beschleunigungen und Verlangsamungen und ähnliches. Seine Ausgabedaten werden zur späteren Verarbeitung, zum Aufrufen oder zum Ausdrucken im Aufzeichnungsgerät 34 dem Statistikspeicher 128 zugeführt. Die Art der Daten, welche der Statistikprozessor sammelt, seine Betriebsweise und die Darstellung oder Erscheinungsform der gesammelten Daten kann ebenfalls - wie durch Verbindung 129 zum Regelspeicher 90 gezeigt - vom Anwender konfiguriert werden.
Im Zusammenhang mit Fig. 4 wird als nächstes Element der Bewertungsprozessor 67 besprochen, der ein Hauptbestandteil der vorliegenden Erfindung darstellt.
Im Bereich der Gynäkologie ist es üblich, CTG manuell zu werten und eine "Punktebewertung" durchzuführen. Eine Punktebewertung bedeutet, daß das Vorhandensein von bestimmten Kriterien überprüft wird; z. B. wird überprüft, ob die Nullinie der FHF unter 100/Min. liegt. Wurde das geprüfte Kriterium ermittelt (z. B. Nullinie < 100/Min.), wird ihm eine Zahl (die "Bewertung"; in diesem Beispiel: 4) zugeordnet. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, werden alle Einzelbewertungen adddiert, wobei sich eine "Summenbewertung" ergibt. Die Summenbewertung stellt eine zusammengesetzte Wertung der Fetalzustände dar. Überschreitet die Summenbewertung bestimmte Grenzwerte, weist dies darauf hin, daß therapeutische Maßnahmen erforderlich sind; z. B. die Lage der Mutter ändern, Sauerstofftherapie oder sogar Kaiserschnitt.
Gewöhnlich werden der Summenbewertung drei verschiedene Fetalzustände, wie "normal", vorpathologisch" und "pathologisch" zugeordnet.
Ein Bespiel für eine Bewertungstabelle, die Kriterien und deren Bewertung auflistet, ist in Fig. 19 dargestellt. Die Muster, die in dieser spezifischen Bewertungstabelle gewertet werden, sind die Durchschnittshöhe der Nullinine, die Zahl der Beschleunigungen, die höher als 15 Schläge pro Minute in der Amplitude sind, die Zahl der verspäteten Verlangsamungen mit einer Amplitude > 60 Schläge pro Minute, die Durchschnittsamplitude der Nullinienschwankung in Schlägen pro Minute und die Frequenz der Nullinienschwankung (registriert während der letzten 30 Minuten). Es kann festgestellt werden, daß zum Beispiel eine Frequenz der Nullinienschwankung (FHF) unter 1 Oszillation pro Minute zu einer 3-Punkte-Bewertung führt. Eine weitere Bewertungstabelle wurde in "Hammacher, Einführung in die Cardiotokographie, 2.Teil: Die Wehenmessung, Die Schweizer Hebamme, 74. Jahrgang, 1.Juni 1976, Nr.6" veröffentlicht, die hiermit durch Referenz Bestandteil der Beschreibung wird.
Zur manuellen Bewertung von CTG gibt es mehrere allgemein verwendete Bewertungstabellen, wie die Bewertung nach "Hammacher" und die Bewertung nach "Fischer". Welche dieser Bewertungstabellen verwendet wird, hängt von den spezifischen Bedürfnissen eines Krankenhauses, von vorangegangenen Erfahrungen und von persönlichen Vorlieben ab. Es ist von Vorteil, wenn eine Bewertungstabelle noch weiter an die lokale Umgebung des Krankenhauses angepaßt werden kann. Nehmen wir z. B. einmal an, daß in einem kleinen Krankenhaus der Arzt vor allem nachts oder während des Wochenendes nicht immer anwesend ist. Bei Komplikationen während der Geburt wird er dann von der Hebamme ins Krankenhaus gerufen. Wir nehmen weiter an, daß er für den Weg zum Krankenhaus 30 Minuten braucht.
In solch einem Fall möchte er gerne frühzeitig benachrichtigt werden. Zum Beispiel könnte er die Summenbewertung, die einen pathologischen Zustand anzeigt, von 5 auf 4 reduzieren wollen, oder er könnte verspäteten Verlangsamungen (die immer darauf hinweisen, daß etwas nicht in Ordnung ist) eine höhere Bewertung zuordnen wollen.
Daher sollten die Kriterien der Bewertungstabelle, ihre Werte, die Punktebewertungen und die Festsetzung der Summembewertung auf "normale", "vorpathologische" und "pathologische" Bedinungen durch einen Fachmannn gesteuert und editiert werden können - wie in Fig. 4 durch Pfeil 130 dargestellt. In der Umgebung von Fig. 16 wurde die Bearbeitung der Bewertungstabelle durch den Kasten 131 mit " auf Regeln basierenden Bewertungstabellen und Alarmauslösung" dargestellt. Die Regeln, nach denen dieser Kasten betrieben wird, sind in "Topf" 132 gespeichert, der die Bewertungen und Alarmregeln angibt. Bespiele für Regeln, die zur Punktebewertung und zur Wertung verwendet werden, sind:
wenn < 6 NORMALE KONTRAKTIONEN in 60 Min. dann CTG ist NORMAL
wenn> 2 STARKE KONTRAKTIONEN in 10 Min. dann CTG ist VORPATHOLOGISCH
wenn ADK in 10 Min. > 15 000 dann CTG ist PATHOLOGISCH
(ADK Summierte Amplituden der Kontraktionen)
Ähnlich wie in den vorausgegangen Schritten sind diese Regeln auch einer Modifikation und einer Editierung durch einen Fachmannn über eine Schnittstelle zum Fachmann 74 unterworfen.
Die Modifikation der Bewertungstabelle durch einen Fachmannn ist einer der Schlüsselpunkte der vorliegenden Erfindung; ein typisches Beispiel eines Editiervorgangs wird nun mit Bezug auf die Figuren 20a bis 20d beschrieben. Ähnlich der obengenannten Bespiele ist für den Editiervorgang auch hier eine Verbindung mit einem entsprechenden Personalcomputer oder mit einer Anzeige notwendig, wenn es sich um einen unabhängigen Monitor handelt.
Auf dem ersten Bildschirm, der in Fig. 20 dargestellt ist, bietet der "Bewertungseditor" (Bezugsnummer 133) der Schnittstelle zum Fachmann an, eine vorhandene Bewertung abzurufen und diese zu modifizieren (Feld 134). (Der Fetalmonitor kann über mehrere definierte oder vordefinierte Bewertungstabellen verfügen, die je nach Verwendungszweck aktiviert werden können; es versteht sich, daß nur eine der definierten Bewertungstabellen akti, sein kann, d. h. zu einem bestimmten Zeitpunkt für die CTG-Wertung verwendet werden kann. Der Prozeß der Aktivierung einer existierenden Bewertungstabelle, d. h. sie für eine spezifische Anwendung vorzusehen, wird hier nicht im Detail beschrieben). Es handelt sich hierbei um die einfachste Art, eine anwenderdefinierte Bewertungstabelle zu bilden, und diese Art ist in den meisten Fällen anwendbar, denn der Fachmann wird im Normalfall nur eine oder zwei spezifische Merkmale in einer existierenden Tabelle verändern, anstatt völlig neue Tabellen zu definieren. Die Schnittstelle zum Fachmann bietet allerdings auch diese Möglichkeit ("Definiere neue Bewertung", Feld 135). Außerdem kann das Feld 136 "Verlassen" benutzt werden, um den Editiervorgang zu beenden.
Bei der Ausführungsform zur Illustration des vorliegenden Beispiels kann etwa "Abruf Bewertung" ausgewählt sein. Es erscheint dann die Bildschirmanzeige aus Fig. 20b, wobei das Feld 134 "Abruf Bewertung" hervorgehoben oder schraffiert (Bezugsnummer 137) ist. Weiterhin werden die vordefinierten Bewertungstabellen, d. h. Bewertungstabellen, die schon im Fetalmonitor existieren (vergleiche Bezugsnummer 132 in Fig. 16), zur Auswahl angeboten (Felder 138 bis 142).
Nehmen wir nun einmal an, daß der Fachmann "Editierung von existierender Bewertung # 1" auswählt. Der Bildschirm, wie in Fig. 20c dargestellt, erscheint.
Auf diesem Bildschirm zeigt Zeile 143 an, daß es sich bei der gerade mit "Bewertung #1" definierten Bewertung um die "Hammacher"-Standardbewertung handelt. Die zahlreichen Felder stellen nun folgendes zur Wahl:
a) editieren, d.h. die "Hammacher"-Bewertung für spezifische Bedürfnisse (Feld 144) modifizieren,
b) eine andere Standardbewertung wie "Fischer"-Bewertung, "Manning", Bewertung oder "Maeda"-Bewertung (Felder 145-147) auswählen,
c) Editieren verlassen (Feld 148).
Es ist zu beachten, daß die Felder 145 bis 147 in der Praxis häufig verwendet werden, da der Fachmann oft nur eine andere Standardtabelle auswählen möchte, anstatt eine Bewertung ganz neu zu definieren oder eine der Standardtabellen zu modifizieren.
Zur Illustration nehmen wir einmal an, daß er die "Hammacher"-Standardbewertung modifizieren möchte. Wenn Feld 144 gewählt wurde, erscheint der Bildschirm aus Fig. 20d. Unterbildschirm 149 stellt die "Hammacher"-Bewertung dar (der Übersichtlichkeit halber wurde der Inhalt der Bewertungstabelle nicht eingezeichnet). Ein bestimmtes Merkmal, Grenzwert oder andere Charakteristika dieser Tabelle können nun editiert werden, indem der Cursor auf das entsprechende Feld bewegt und dieses angeklickt wird. Das Merkmal erscheint dann hervorgehoben oder schraffiert, und ein anderer Bildschirm (nicht abgebildet) bietet ein Auswahlmenü oder sogar ein freies Editieren der ausgewählten Merkmale an.
Es ist aber auch möglich, ein ganz neues Merkmal zu definieren, das noch nicht in der "Hammacher"-Bewertungstabelle enthalten ist, indem Feld 150 Hinzufügen angeklickt wird. Die Schnittstelle zum Fachmann wird dann in einen entsprechenden Editiermodus wechseln, in dem der Anwender ein neues Merkmal definieren und die Bedingungen, unter denen dieses Merkmal Bewertungen hervorruft, festlegen kann.
Der Editiermodus wird dann verlassen, und die modifizierte Bewertung wird durch ein Anklicken des "Verlassen"-Feldes 148 gespeichert.
Eine ganz neue Bewertung wird übrigens durch ähnliche Schritte definiert (Bezugsnummer 135 in Fig. 20a). Es erscheint auch ein Unterbildschirm für die Merkmale und die Bewertungstabelle. Der Unterschied gegenüber obengenanntem Beispiel besteht allerdings darin, daß diese Art Bewertungstabelle anfänglich leer ist.
Bei der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine automatische Bewertung jeweils nach 10 Minuten durchgeführt, wobei die CTG und die abgeleiteten Muster der letzten 30 Minuten (diese Werte haben sich in der klinischen Praxis als wertvoll erwiesen) berücksichtigt werden. Der Zeitabschnitt zwischen aufeinanderfolgenden Bewertungen und der zu berücksichtigende Zeitrahmen können ebenfalls von einem Fachmann modifiziert werden.
Aus obengenannten Erklärungen geht hervor, daß die Bewertungstabelle auch als eine Art "Alarmtabelle" benutzt wird, welche die Bedingungen, unter denen ein Alarm ausgelöst oder eine Warnung abgegeben wird, definiert. In der Umgebung von Fig. 16 wird dies durch "Lampen" 151 bis 153 angezeigt, welche die Klassifikation gemäß der Bewertungstabelle als "normal" (Bezugsnummer 151), "vorpathologisch" (Bezugsnummer 152) oder "pathologisch" (Bezugsnummer 153) darstellen. Eine Klassifikation als "vorpathologisch" oder "pathologisch" kann zu zahlreichen Schritten von Warnung oder Alarmierung des Klinikpersonals führen.
In Fig. 4 wird diese Aufgabe durch Alarmsteuerer 154 ausgeführt. Bei der symbolhaften Darstellung dieser Figur wird die Ausgabe "Alarm aussenden" mit 155 gekennzeichnet. Es ist allerdings wünschenswert, daß eine Alarmausgabe mehrere Maßnahmen umfaßt wie Aufleuchten des roten hintergrundbeleuchteten Moduls am Vorderteil des Fetalmonitors (vergleiche hintergrundbeleuchtete Module 16 und 21 in Fig. 1), Anschalten eines akustischen Alarms, Übermittlung einer Alarmmeldung an die angeschlossene Zentralstation, Aufzeichnung des Alarms auf Aufzeichnungspapier (Bezugsnummer 11 in Fig. 1) oder ähnliches. Weiterhin hängt der gewählte Alarm oder die Warnung von der Wertung (normal/vorpathologisch/pathologisch) oder direkt von der Punktebewertung ab. Eine "vorpathologische" Wertung wird z. B. nicht unbedingt einen akustischen Alarm auslösen.
Der Anwender des Fetalmonitors kann die produzierten Daten komplett steuern. Er kann zum Beispiel verlangen, selbst in einer unüblichen Reihenfolge, daß eine Punktebewertung gewertet und ausgedruckt wird, indem er eine entsprechende Taste oder Tastenkombination drückt. Außerdem kann er jederzeit dem Fetalmonitor den Befehl eingeben, die Trenddaten über eine spezifische Zeitspanne, die Statistiken, Histogramme usw. zu drucken. Dies ist allerdings einfacher, wenn der Fetalmonitor mit einer Anzeige oder einer Zentralstation, die eine Anzeige besitzt, verbunden ist. Ein Ausdruck auf einem internen Aufzeichnungsgerät ist allerdings auch möglich.
Ein Beispiel wird in Fig. 21 gezeigt. Es handelt sich um die Skizze eines Bildschirms, die auf der Anzeige einer Zentralstation oder auf dem Ausdruck eines internen Aufzeichnungsgerätes des Fetalmonitors erscheint.
Die FHF-Echtzeitaufzeichnung ist als 157 dargestellt und die TOKO-Echtzeitaufzeichnung als 158. Außerdem werden dargestellt: die Zeit in 10-minütigen Intervallen (Bezugsnummer 159), die Bewegungen des Fetus (Bezugsnummer 160), die "Hammacher"-Bewertung (161) und die "Fischer"-Bewertung (162), ebenfalls in 10-minütigen Intervallen. Bei einer farbigen Anzeige oder bei Verwendung eines farbigen Aufzeichnungsgerätes ist es außerdem möglich, gefährliche Aufzeichnungssegmente, wie starke Verlangsamungen 163a, 163b und 163c in verschiedenen Farben (z. B. rot anstatt schwarz) darzustellen. Bei einer Schwarz-Weiß- Anzeige oder einem Schwarz-Weiß-Aufzeichnungsgerät können verschiedene Linienstärken, gepunktete Linien usw. verwendet werden. Ähnlich können gültige Kontraktionen im TOKO- Kanal (siehe Kontraktionen 164a, 164b und 164c) markiert oder in einer anderen Farbe gezeichnet werden (z. B. blau).
Auf Befehl des Anwenders (z. B. Drücken eines dafür vorgesehenen Knopfes oder Eingabe einer Tastenkombination) wird die Bewertungstabelle 165 zu einem bestimmten Zeitpunkt als überlagertes Fenster gezeigt. Im vorliegenden Fall wurde eine Kurzform der "Hammacher"- Bewertungstabelle aufgerufen und angezeigt. Im Fenster sind Parameter oder Muster, die zu der Bewertung beitragen, und eine Summenbewertung (6.00 im vorliegenden Fall) dargestellt. Außerdem wird die klinische Wertung (hier: vorpathologisch) angezeigt.
Weitere relevante Informationen im Bewertungstabellenfenster sind die Zeit (01:10:00) und der Name des Patienten (MUELLER). Felder 166 und 167 bieten die Möglichkeit, das Fenster zu SCHLIESSEN, d. h. es verschwinden zu lassen, bzw. Hilfe anzufordern.
Gemäß vorliegender Erfindung umfaßt der Fetalmonitor einen weiteren vorteilhaften Betriebsmodus, um dem Anwender Informationen zur Verfügung zu stellen. Es handelt sich hierbei um den "Schlußfolgerungsmodus", welcher vom Schlußfolgerungsprozessor 156 (Fig. 4) ausgeführt wird und dessen Funktionsweise nun hier erläutert wird.
Wie aus Fig. 21 ersichtlich, wird die Summenbewertung durch den Fetalmonitor angezeigt oder gedruckt, unabhängig davon, ob eine vorpathologische oder pathologische Bewertung oder ein damit zusammenhängender Alarm abgegeben wurde (es ist zu beachten, daß es nützlich sein könnte - obwohl nicht in Fig. 21 gezeigt - auch Alarmmeldungen und/oder Warnungen anzuzeigen oder zu drucken). Unabhängig davon, welche Informationen bei einer gefährlichen Summenbewertung oder bei einem Alarm oder einer Warnung angezeigt oder gedruckt werden, kann es vorkommen, daß der Anwender weitere detaillierte Informationen über die Gründe des Ereignisses erfahren möchte. Selbst beim normalen Betrieb, d. h. "normale" Wertung der Fetalzustände, könnte der Anwender wissen wollen, weshalb eine Summenbewertung den Wert Null überschritten hat.
Dies kann erreicht werden, indem eine "Schlußfolgerungstaste" am Fetalmonitor oder an der Zentralstation gedrückt wird. Ist dies der Fall, bietet der Fetalmonitor qualifiziertere Informationen zum Grund des Ereignisses (durch Anzeige oder Ausdruck). Wird die "Schlußfolgerungstaste" ein zweites Mal gedrückt, stellt der Fetalmonitor eine tiefere Informationsebene zur Verfügung und so weiter.
Als ein praktisches Beispiel nehmen wir einmal an, daß der Fetalmonitor ein rotes hintergrundbeleutetes Modul anschaltet, wenn eine alarmierende Bedingung auftritt, um die Aufmerksamkeit des Anwenders auf sich zu lenken. Drückt der Anwender die "Schlußfolgerungstaste", erhält der Anwender (auf einer ersten Ebene) die Grundbewertung der Aufzeichnung, z. B. "pathologisch". Wird die "Schlußfolgerungstaste" ein zweites Mal gedrückt, erscheinen eine Summenbewertung, z. B. 9, und die Bewertungstabelle, die zur Berechnung dieser Punktebewertung benutzt wird (z. B. "Anwenderbewertung"). Wird die "Schlußfolgerungstaste" ein drittes Mal gedrückt, werden die alarmauslösenden Parameter aufgezeigt, z. B. die Nullinie. Wird die "Schlußfolgerungstaste" ein viertes und fünften Mal gedrückt, werden die Werte der Parameter und die Zeit ihres Auftretens in der Aufzeichnung angezeigt.
Eine komplettes Beispiel zu einer "Schlußfolgerungsliste" und der damit zusammenhängenden Ebenen wird nachfolgend aufgeführt: Allgemeine Beschreibung der Ebene Beispiel Bewertung der Aufzeichnung Bewertungstabelle Alarmauslösende Parameter Aufgetretene Parameterwerte Zeiten des Auftretens in der Aufzeichnung Aufmerksamkeit des Anwenders erregen Haupterklärung Punktebewertung (Höhe und Art) Erklärung der Untergliederung der Punktebewertung Begründung der Einzelbewertungen Stelle Bezugsdaten zur Verfügung Rote Lampe blinkt "pathol." "9" Anwenderbewertung NULLINIE VERLANGS. SCHWANKUNGEN
Es ist vorteilhaft, wenn die verschiedenen Schlußfolgerungsebenen, wie auch die Informationen, die auf jeder Ebene abrufbar sind, vom Fachmann modifiziert werden können.
Eine alternative Form der Alarm- und Schlußfolgerungsverwertung wird nun mit Bezug auf die Flußdiagramme in den Figuren 22a und 22b angeführt.
Falls die Summenbewertung den unteren von zwei (anpassungsfähigen) Grenzwerten überschreitet, z. B. 6 (Bezugsnummer 168), was einer vorpathologischen Bewertung entspricht, wird eine optische Warnung etwa in Form eines hintergrundbeleuchteten Moduls angeschaltet (Kasten 169). Bei Überschreitung des oberen Grenzwertes (was einer "pathologischen" Bewertung entspricht) - Kasten 170 - wird der optische Alarm noch von einem akustischen Alarm beigleitet (Schritt 171). Im Anschluß daran werden die Bewertung des CTG und die berechnete Punktebewertung gedruckt; siehe Kästen 172 und 173.
Der Fetalmonitor prüft nun, ob die "Schlußfolgerungstaste" gedrückt wurde (Schritt 174). Ist dies nicht der Fall, springt die Programmroutine auf "Verlassen" (Bezugsnummer 175). Ist dies der Fall, werden die alarmauslösenden Parameter gedruckt (Schritt 176). Wurde die "Schlußfolgerungstaste" erneut gedrückt (Schritt 177), werden die aufgetretenen Parameterwerte gedruckt (Kasten 178); andernfalls wird die Operation beendet. Wird die "Schlußfolgerungstaste" ein drittes Mal gedrückt (Schritt 179), werden die Zeiten gedruckt, bei denen die Parameter in der Aufzeichnung, d. h. CTG, auftraten (Schritt 180).
Es ist vorteilhaft, wenn die Schlußfolgerungsfunktion nicht nur durch Drücken einer entsprechenden Taste aufgerufen werden kann, sondern auch durch andere Maßnahmen, z. B. indem der Cursor auf ein entsprechendes Feld des Bildschirms bewegt und dies mit der Maus angeklickt wird oder ähnliches.

Claims

1.Vorrichtung zum Beurteilen des fetalen Zustandes vor oder während der Geburt, die folgendes umfaßt:

(1.1) ein erstes Erfassungsmittel zur Erfassung der fetalen Herzfrequenz aus einem ersten Signal, das für die Herzfrequenz kennzeichnend ist und zur Erzeugung einer Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19),

(1.2) ein zweites Erfassungsmittel zur Erfassung der Wehen der Mutter aus einem zweiten Signal, das für die Wehen der Mutter kennzeichnend ist und zur Erzeugung einer Tokospur (12),

(1.3) ein Verarbeitungsmittel (42,72) zur Beurteilung der fetalen Herzfrequenzaufzeichnung (15,19) und der Tokoaufzeichnung (12), wobei das Verarbeitungsmittel (42;72) für mögliche diagnostische Informationen repräsentative Größen erzeugt,

(1.4) ein auf Regeln basierendes Betriebsmittel (59,63,64,65,66,67,156;81,95,131) zum Gewinnen, Validieren, Klassifizieren oder Bewerten der gewonnenen Daten oder der abgeleiteten Parameter oder der Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19) oder der Tokospur (12),

(1.5) ein Regelspeichermittel (90;75,83,96,132), das im Betrieb mit dem auf Regeln basierenden Betriebsmittel (59,63,64,65,66,67,156;81,95,131) verbunden ist,

gekennzeichnet durch

(1.6) ein Verbindungsmittel (94,91,97,129) zum Verbinden des Regelspeichermittels (90;75,83,96, 132) mit einem Regeleditiermittel (92,37;74),

(1.7) wobei das Regeleditiermittel (92,37;74) folgendes zur Verfügung stellt:

(1.7.1) einen Regeleditiermodus zum Aufstellen von neuen Regeln oder zum Ändern von bestehenden Regeln unter Steuerung durch den Anwender der Vorrichtung,

(1.7.2) einen Regelrückspeichermodus zur Rückspeicherung von Informationen über neue oder geänderte Regeln, die der Anwender der Vorrichtung aufgestellt hat, in das Regelspeichermittel (90;75,83,96,132),

(1.8) wobei das auf Regeln basierende Betriebsmittel (59,63,64,65,66,67,156;81,95,131) so eingestellt ist, daß es ab dem Zeitpunkt der Rückspeicherung gemäß den Informationen arbeitet, die in das Regelspeichermittel (90:75,83,96,132) zurückgespeichert wurden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regeleditiermittel (92,37;74) einen Abrufemodus zum Abrufen von Regeln oder Informationen über Regeln aus dem Regelspeichermittel (90;75,83,96,132) zur Verfügung stellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regeleditiermittel (92,37:74) einen Modifiziermodus zur Modifizierung von abgerufenen Regeln zur Verfügung stellt, wobei die modifizierten Regeln im Regelrückspeichermodus im Regelspeichermittel (90;75,83,96,132) gespeichert werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regeleditiermittel (92,37;74) einen Definitionsmodus zur Definition neuer Regeln zur Verfügung stellt, wobei die modifizierten Regeln im Regelrückspeichermodus im Regelspeichermittel gespeichert werden (90;75,83,96,132).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regeleditiermittel (92,37:74) einen Auswahlmodus zur Verfügung stellt, in dem Regeln, die im Regelspeichermittel (90;75,83,96,132) gespeichert sind, zur Auswahl angeboten werden und Informationen über die ausgewählte Regel oder Regeln im Regelspeichermittel (90;75,83,96,132) gespeichert werden.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regeleditiermittel (92,37:74) folgendes umfaßt:

(6.1) Anzeige- oder Aufzeichnungsmittel, vorzugsweise einen Personalcomputer (37), eine CRT-Anzeige oder einen Drucker und

(6.2) Editiersteuermittel, vorzugsweise eine Expertenschnittstelle (92:74).

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelspeichermittel (90:75,83,96,132) ein programmierbarer, vorzugsweise löschbarer Speicher ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Regeln basierende Betriebsmittel (59,63,64,65,66,67,156:81,95,131) Mittel zur Bewertung des fetalen Zustandes (67;131) zur Berechnung eines Punktestandes (161,162) nach im Regelspeichermittel (90;132) gespeicherten Regeln in Abhängigkeit der von dem Verarbeitungsmittel (42;72) erzeugten Größen, oder daraus abgeleiteter Parameter, oder der Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19) oder der Tokospur (12), umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Bewertung des fetalen Zustandes (67;131) Ereignissen, die in den Größen oder abgeleiteten Parametern oder in der Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19) oder der Tokospur (12) beobachtet wurden, gemäß im Regelspeichermittel (90;132) gespeicherten Regeln einzelne Punkte zuordnet und daß aus allen einzelnen Punkte eine Summenpunktzahl berechnet wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelspeichermittel (90;132) mindestens einen Satz (144,145,146,147) vordefinierter Regeln, um den Ereignissen Punkte zuzuordnen, enthält.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswahlmodus eine Auswahl zwischen mindestens zwei der vordefinierten Regelsätze (144,145,146,147) bietet und daß es sich bei den Informationen, die im Regeispeicher (90;132) gespeichert sind, um Informationen über den ausgewählten Satz (144,145,146,147) vordefinierter Regeln handelt.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Bewertung des fetalen Zustandes (67;131) in Verbindung mit einem Alarmsteuerer (154) betrieben wird, wobei der Alarmsteuerer (154) eine Warnung oder einen Alarm hervorruft, wenn die Summenpunktzahl einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

13. Vorrichtung zum Beurteilen des fetalen Zustandes vor oder während der Geburt, insbesondere gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Regeln basierende Betriebsmittel (59,63,64,65,66,67,1 56;81,95,131) ein Begründungsmittel, insbesondere einen Begründungsprozessor (156) umfaßt, das auf Befehl des Anwenders sich auf eine Summenpunktzahl beziehende Begründungsinformationen abruft.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Begründungsinformationen mindestens über folgendes Informationen enthalten:

(14.1) die Summenpunktzahl,

(14.2) eine aus der Summenpunktzahl abgeleitete klinische Bewertung,

(14.3) die einzelnen Punkte, die den Ereignissen zugeordnet sind,

(14.4) die Größen oder abgeleiteten Parameter oder die Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19) oder die Tokospur (12), die zu diesen Ereignissen führen, oder ihre Werte oder die Zeit ihres Auftretens,

(14.5) Erklärungen für die Gründe des Alarms,

(14.6) weitere Hinweise zur fetalen Situation.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Begründungsmittel mehrere Betriebsebenen (176,178,180) umfaßt, die insbesondere durch aufeinanderfolgende Tastenanschläge des Benutzers zugänglich sind, wobei jede Betriebsebene (176,178,180) verschiedene Begründungsinformationen abruft.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Betriebsebenen (176,178,180), auf die nacheinander zugegriffen werden kann, wobei die Begründungsinformationen von Ebene (176,178,180) zu Ebene (176,178,180) detaillierter werden.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Begründungsmittel eine Anzeige oder einen Ausdruck der abgerufenen Begründungsinformationen zur Verfügung stellt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 12 und einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Begründungsmittel nur nach dem Auftreten einer Warnung oder eines Alarms aktiv ist.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verarbeitungsmittel (42;72) Zeitbereichsvorverarbeitungsmittel zur Vorverarbeitung der Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19) im Zeitbereich umfaßt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitbereichsvorverarbeitungsmittel mindestens eines der folgenden Mittel umfaßt:

(20.1) Mittel (45) zum Entfernen von Sprüngen (48,49), wenn ein positiver oder negativer Sprung (48, 49) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet,

(20.2) Mittel (46) zum Entfernen einer Gleichkomponente aus der Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19),

(20.3) Fenstermittel (47) zur Anwendung eines Fensters zur Reduzierung der spektralen Streuung, insbesondere ein Hamming-Fenster.

21. Vorrichtung zum Beurteilen des fetalen Zustandes vor oder während der Geburt, insbesondere gemäß den Ansprüchen 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß Vorverarbeitungsmittel (42;72) zur Verfügung gestellt werden, die Frequenztransformationsmittel umfassen, insbesondere Mittel zur Schnellen Fourier- Transformation (51), um eine Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19) in den Frequenzbereich zu transformieren.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Filtermittel (52), insbesondere Linear- (53) oder Exponentialfiltermittel, zur Anwendung auf das berechnete Spektrum.

23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 oder 22, gekennzeichnet durch Mittel zur Erfassung der Variabilität der fetalen Herzfrequenz (FHF) (54,55) mit Frequenzerfassungsmitteln (54), wobei die Frequenzerfassungsmittel (54) die Frequenz der FHF-Variabilität mittels Identifikation der Spektrallinie mit der höchsten Amplitude im zugehörigen Spektrum, vorzugsweise in einem vordefinierten Bereich des Spektrums, berechnen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Erfassung der Variabilität der fetalen Herzfrequenz (FHF) (54,55) Amplitudenerfassungsmittel (55) umfaßt, wobei das Amplitudenerfassungsmittel (55) die Amplitude der Variabilität als die Amplitude der Spektrallinie mit der höchsten Amplitude im zugehörigen Spektrum, vorzugsweise in einem vordefinierten Bereich des Spektrums, berechnet zuzüglich der Amplitude von Sekundärspektrallinien, die benachbart zur Spektrallinie mit der höchsten Amplitude auftreten, sofern diese Sekundärspektrallinien vorgegebene Grenzwerte über- oder unterschreiten.

25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorverarbeitungsmittel (42;72) gemäß vorgegebener Regeln, die im Regelspeichermittel (90,75) gespeichert sind, betrieben wird und durch das Regeleditiermittel (92,37;74) editiert wird.

26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Regeln basierende Betriebsmittel (59,63,64,65,66,67,156;81,95,131) Spurverarbeitungsmittel (63) zur Berechnung von Parametern aus der Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19) und/oder aus der Tokospur (12) oder aus den zugehörigen Spektren und/oder zur Identifikation von Kandidaten für Ereignisse, insbesondere für Akzelerationen, Dezelerationen (163a, 163b, 163c) oder Kontraktionen (164a, 164b, 164c).

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Regeln basierende Betriebsmittel (59,63,64,65,66,67,156;81,95,131) Validierungsmittel (64;81) zur Validierung von möglichen Kandidaten für Ereignisse gemäß den Regeln, die im Regeispeichermittel (90;83) gespeichert sind, umfaßt.

28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Regeln basierende Betriebsmittel (59,63,64,65,66,67,156;81,95,131) Klassifizierungsmittel (65;95) zur Klassifizierung validierter Kandidaten für Ereignisse gemäß den Regeln, die im Regelspeichermittel (90;96) gespeichert sind, umfaßt.

29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Statistikerzeugungsmittel, insbesondere durch einen Statistikprozessor (66), zum Erzeugen, Speichern und Abfragen von klinisch relevanten statistischen Daten.

30. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche gekennzeichnet durch Trendproduktionsmittel, insbesondere durch einen Trendpuffer (60), zum Erzeugen, Speichern und Abfragen von klinisch relevanten zeitkomprimierten Trends.

31. Verfahren zum Beurteilen des fetalen Zustandes vor oder während der Geburt, das folgende Schritte umfaßt:

(31.1) Erfassung der fetalen Herzfrequenz (15,19),

(31.2) Erfassung der mütterlichen Wehen (12),

(31.3) Erzeugung von Größen, die von der fetalen Herzfrequenz (15,19) und/oder von den mütterlichen Wehen (12) abgeleitet sind und repräsentativ für mögliche diagnostische Informationen enthalten,

(31.4) Gewinnen (72), Validieren (81), Klassifizieren (95) oder Bewerten (131) von diesen Größen oder von abgeleiteten Parametern gemäß vorgegebenen Regeln, die in einem Regelspeicher (90;75,83,96,132) gespeichert sind,

durch nachfolgende Schritte gekennzeichnet:

(31.5) Verbinden des Regelspeichers (90;75,83,96,132) mit dem Regeleditiermittel (92,37;74),

(31.6) Aufstellen neuer Regeln, Änderung bestehender Regeln oder Auswählen vordefinierter Regeln oder eines Satzes (144,145,146,147) davon unter Kontrolle des Anwenders,

(31.7) Speicherung der neuen oder editierten Regeln oder Informationen über die ausgewählten Regeln oder den Satz (144,145,146,147) davon im Regelspeicher (90;75,83,96,132).

32. Verfahren nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch den Schritt der Auslösung einer Warnung oder eines Alarms, wenn eine berechnete Punktzahl einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

33. Verfahren nach den Ansprüchen 31 oder 32, gekennzeichnet durch Abrufen von Punkteinformationen auf Befehl des Anwenders, insbesondere wenn eine Warnung oder ein Alarm aufgetreten ist.

34. Verfahren zum Beurteilen des fetalen Zustandes vor oder während der Geburt, das den Schritt der Erfassung der fetalen Herzfrequenz (15,19) umfaßt, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 33, gekennzeichnet durch die Vorverarbeitung der fetalen Herzfrequenz (15,19) im Zeitbereich, insbesondere durch

(34.1) Entfernen (45) von Sprüngen (48,49), wenn ein positiver oder negativer Sprung (48,49) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet,

(34.2) Entfernen (46) einer Gleichkomponente aus der Spur der fetalen Herzfrequenz (15,19),

(34.3) Anwendung (47) eines Fensters zur Minderung der spektralen Streuung, insbesondere eines Hamming-Fensters.

35. Verfahren zum Beurteilen des fetalen Zustandes vor oder während der Geburt, das den Schritt der Erfassung der fetalen Herzfrequenz (15,19) umfaßt, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 34, gekennzeichnet durch den Schritt der Transformation der fetalen Herzfrequenz (15,19) in den Frequenzbereich, insbesondere durch eine Schnelle Fourier-Transformation (51).

36. Verfahren nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch den Schritt der Anwendung einer Filterfunktion (52), insbesondere eines Linear- (53) oder Exponentialfilters, auf das Spektrum.

37. Verfahren nach den Ansprüchen 35 oder 36, gekennzeichnet durch den Schritt der Erfassung der Frequenz der Variabilität der fetalen Herzrate aus dem Spektrum gemäß folgender Formel:

wobei F(iΔω) die einzelnen Spektrallinien kennzeichnet, i einen laufenden Index darstellt, der über einen vorgegebenen Spektralbreich läuft, und fVAR die Frequenz der Variabilität der fetalen Herzrate ist.

38. Verfahren nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch den Schritt der Erfassung der Amplitude der Variabilität der fetalen Herzrate gemäß folgender Formel:

wobei F(iΔω) die einzelnen Spektrallinien kennzeichnet, i einen laufenden Index darstellt, der über einen vorgegebenen Spektralbreich läuft, der die Spektrallinie maximaler Amplitude einschließt, C eine Konstante und AVAR die Amplitude der Variabilität der fetalen Herzrate ist.

39. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 38, gekennzeichnet durch folgende Schritte

(39.1) Identifikation von möglichen Kandidaten für Ereignisse, insbesondere für Akzelerationen, Dezelerationen (163a, 163b, 163c) oder Kontraktionen (164a, 164b, 164c),

(39.2) Validierung (81) der möglichen Kandidaten für Ereignisse,

(39.3) Klassifikation (95) validierter Kandidaten.