EP3934528A1 - System for predicting at least one cardiological dysfunction in an individual - Google Patents

System for predicting at least one cardiological dysfunction in an individual

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EP3934528A1
EP3934528A1 EP20711078.4A EP20711078A EP3934528A1 EP 3934528 A1 EP3934528 A1 EP 3934528A1 EP 20711078 A EP20711078 A EP 20711078A EP 3934528 A1 EP3934528 A1 EP 3934528A1
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EP
European Patent Office
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time
ekg
wave
leads
point
Prior art date
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Pending
Application number
EP20711078.4A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Amir Jadidi
Thomas Arentz
Björn Müller-Edenborn
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Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
Original Assignee
Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
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Filing date
Publication date
Application filed by Albert Ludwigs Universitaet Freiburg filed Critical Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a system for predicting at least one cardiological dysfunction in an individual.
  • Atrial fibrillation heart failure, or ischemic stroke can occur.
  • Functional disorders of the heart muscle in the area of the atria are based on a pathological increase in connective tissue (fibrosis) and one with it
  • Diagnostic techniques for identifying people with atrial cardiomyopathy are either based on magnetic resonance imaging
  • Atrial sequence image recordings or on an invasive electroanatomical mapping using a special 3D system of a cardiac electrophysiological catheter laboratory Both diagnostic options are characterized by limited availability and high costs.
  • gadolinium In the case of magnetic resonance-supported examinations, gadolinium must also be injected as a contrast medium. For the reasons mentioned, it's on the Hand that such examinations on patients with atrial cardiomyopathy are only carried out in exceptional cases, ie not systematically.
  • Atrial fibrillation and stroke shows for the first time that the strongly amplified P-wave duration, which can be derived from a digitally amplified 12-channel surface ECG within a sinus rhythm, correlates very well with the extent of the fibrotic low-voltage substrate within the left atrium. Patients with a P-wave duration of> 150 ms are at an increased risk of a recurrence of arrhythmias.
  • the invention is based on the object of specifying a system for predicting at least one cardiological dysfunction, in particular in the form of atrial fibrillation and / or ischemic stroke and / or heart failure, so that the reliability and resilience of a prediction about the
  • the invention is based on the knowledge that the reliability with which a statement can be made about a potentially existing risk to which an individual is exposed of suffering atrial fibrillation or an ischemic stroke in the future is directly correlated with the accuracy of the
  • the aim is to precisely determine the P wave duration with a time error of a maximum of ⁇ 2 ms, preferably a maximum of ⁇ 1 ms, particularly preferably a maximum of ⁇ 0.5 ms.
  • the measurement quality on which the system according to the solution is based for the temporal acquisition of the P-wave duration enables person-specific predictions with regard to future cardiovascular dysfunction with a probability of at least 80% up to over 90%.
  • the system comprises a means for providing an EKG recorded on a person, which has a number n of time-synchronous EKG leads which each comprise a time sequence of the sinus rhythm of a heartbeat of the person representing time signals.
  • the means for providing the EKG is preferably in the form of a digital 12-channel standard EKG recording device or a body surface EKG recording system that uses multiple electrodes to record the electrical cardiac excitations.
  • the means for providing the n time-synchronous EKG leads can only be designed in the form of a storage medium on which the n-EKG leads are stored in digital form.
  • n 3 derivations are necessary, which are used as the basis for further evaluation.
  • Stimulus formation spreads from the sinus node in the right atrium over the left atrium in the direction of the AV node (atrioventricular node).
  • the temporal end of the P-wave is defined by the achievement of the complete electrical excitation of the atria, which usually precedes the ventricular excitation defined in the sinus rhythm by the QRS complex.
  • the system includes a selection means which selects those EKG leads from the number n provided EKG leads which are preferably suitable for a P-wave duration determination.
  • the EKG leads present in digital form enable the use of a program evaluating image data and / or numerical evaluation algorithms within the framework of the processor-supported selection means, which, with additional use of stored expert information, for example in the form of Reference data, as well as optional use of self-learning
  • ECG leads select those that contain characteristic and complete P-wave components. From all ECG leads, at least two or, if the selection criteria are met, preferably all ECG leads are to be selected. The selection of suitable EKG leads is thus based on a certain degree of similarity between the EKG leads present on the part of the provision means and a predetermined reference as the first decision criterion E1.
  • a processor-based arithmetic unit which serves as an analysis unit and communicates with the selection means, analyzes the preselected EKG leads with respect to the beginning and end of the P-wave in at least one sinus rhythm per EKG lead.
  • An iso-electrical signal level that can be assigned to the time signals of a selected EKG lead is preferably characterized in that, within a predetermined time span, the EKG time signals have no technically evaluable signal levels that are higher than the noise component.
  • a time period before the P-wave within a is suitable
  • Sinus rhythm which is at least 10 ms, preferably at least 20 ms, particularly preferably at least 30 ms long.
  • the analysis unit determines that first point in time which is before the QRS complex and from which the subsequent time signals of the EKG lead are one of the iso-electrical signals
  • Signal level have different signal levels.
  • This signal level which deviates from the iso-electrical signal level, preferably has at least twice the signal level compared to the iso-electrical signal level.
  • a further criterion can be used to determine the first point in time defining the beginning of the P-wave, according to which, within a first time period immediately following the first point in time, subsequent time signals each have a positively increasing signal level, that is, those caused by the time signals Mathematically, the P-wave defined within the second point in time has positive first derivatives.
  • the end of the P-wave i. E. as the second point in time, that point in time whose assigned time signal corresponds to the iso-electrical signal level and which is directly related to this time signal
  • preceding time signal has at least twice the signal level compared to the iso-electrical signal level.
  • a second point in time which determines the second point in time, can advantageously be used
  • Decision criterion can be used according to which the time signals lying within a second time period following the second point in time must have the isoelectric signal level or are limited by the temporal start of the temporally following QRS complex, which corresponds to the so-called chamber complex.
  • the second time span should be at least 4 ms.
  • Another optional decision criterion which can be used in combination or as an alternative to the above decision criteria to determine the respective first and second point in time, which time-limit the P-wave, uses the comparison of the EKG leads with a reference time signal pattern from a sinus rhythm -P wave. A numerical pattern recognition is carried out as part of the comparison.
  • the analysis unit selects that first point in time that was recorded as the earliest in time from all selected EKG leads, which each comprise time-synchronized time signals. In contrast, the
  • EKG time signals selected that second point in time which has been determined chronologically as the latest second point in time.
  • the analysis unit determines the actual (maximum) P-wave duration, which is necessary for further considerations of an exact measurement duration of the P-wave within the
  • the system according to the solution also includes a comparator which determines a deviation between the determined P-wave duration and a reference value and generates a signal on the basis of a second decision criterion.
  • the second decision criterion is a maximum
  • Time span Atmax is based, for which the following applies: 100 ⁇ Atmax ⁇ 140 ms.
  • the comparator In the event that the determined P-wave duration is greater than Atmax, the comparator generates the signal in the form of an acoustic, visual or haptically perceptible signal.
  • At least two, preferably all of the following EKG leads are suitable for determining the respective second point in time: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V2 to V6. It is also possible to use only at least three EKG leads according to the solution in order to determine the P-wave duration with sufficiently high reliability. In this case it is important to arrange the EKG electrodes so that the measurement of at least one inferior or one lateral or one inferolateral or one superolateral or one anterior EKG lead is possible. To derive the lateral or inferior or inferolateral or superolateral EKGs, the EKG electrodes can be attached to the right and left of the sternum or the central sagital axis of the body. To derive the anterior or posterior EKG electrodes, the EKG electrodes can be attached to the front and rear of the chest. In all cases, the EKG electrodes must be on opposite sides of the zero potential line of the Flerzfeld according to Augustus Waller (1887).
  • the distance between two electrodes should be greater than 1 cm in order to adequately record the cardiac signals and to make them accessible for the diagnosis of atrial cardiomypathy, e.g. right and left of the sternum or on the right and left clavicle ("collarbone") or on the right Ear and the left clavicle (each on the other side of the zero potential line) or right hand and left hand.
  • atrial cardiomypathy e.g. right and left of the sternum or on the right and left clavicle ("collarbone") or on the right Ear and the left clavicle (each on the other side of the zero potential line) or right hand and left hand.
  • the analysis unit performs the superimposition and mathematical averaging separately on all selected ECG leads. On the basis of the superimposed and averaged time signals per EKG lead, the analysis unit carries out the determination steps explained above for obtaining the first and second time.
  • an integrator which, on the basis of the determined P-wave duration, generates an integral value, a so-called Area-Under-The- Curve value, created over the time sequence of the time signals within the determined P-wave duration.
  • the existing comparator or a further, additional comparator compares the determined integral value with a
  • the quotient of the mean or maximum amplitude of the total P-wave to the total P-duration and the quotient of the mean or maximum amplitude of a predetermined portion of the P-wave to the duration of this portion or to the total duration of the P-wave can be determined. These parameters are compared with the existing comparator or another with a reference value, which generates a signal on the basis of a further decision criterion.
  • Fig. 1 a schematic representation of a system according to the solution for
  • Fig. 1 sinus rhythm of a heart beat of an individual
  • Figure 1 a shows in a schematic compilation of components
  • the means 1 for providing a person or Individual acquired ECG's typically in the form of a digital n-lead ECG recording device, provides the electrical stimulus potentials at the heart of the person is who are sorted by cardiac ECG lead defined spatial areas assigned.
  • Each of the individual EKG leads 2 is made up of digitally recorded
  • FIG. 1 b shows the classic morphology of a sinus rhythm 3 which, in chronological order, is composed of at least the P wave, a subsequent QRS complex and a concluding T wave.
  • the system according to the solution determines the P-wave duration PWD of the person with a high-precision quality, whereby for the first time reliable statements about the stroke risk of a person can be made with a reliability of at least 80%.
  • the time beginning ti and the time end t2 of the P wave must be determined with high precision and without errors. This assumes that the means 1 for providing the on
  • S the n-ECG leads 2 preferably provides individual acquired ECG 'at a sampling rate of at least 500 Hz of at least 1000 Hz.
  • a sampling rate of 1000 Hz a time signal can be recorded per millisecond. If a finer time resolution is to be achieved, the digital one would have to be
  • electrocardiographic recording take place at a correspondingly higher sampling rate.
  • Sampling rates of 2000 Hz or 5000 Hz are particularly desirable.
  • the means ECG leads n-2 provides for the provision of a person recorded ECG's 1 in amplified form in which the n-ECG leads 2 on the assignable the timing signals with respect
  • Signal levels are amplified with a gain factor of at least 4, preferably of at least 8, both in the time axis (x-axis) and in the voltage amplitude (Y-axis). Likewise is the gain of the time axis of
  • the time axis should be displayed with at least 100mm / sec and preferably 200mm / sec.
  • the n-EKG leads 2 recorded digitally in the above manner and optionally processed using signal technology are fed to a computer-based selection means 4 in the form of a digital data record, which, on the basis of a first decision criterion E1, selects those EKG leads 2 from the number of n-EKG leads 2 ' , on the basis of which the most precise possible time determination of the respective first point in time ti and second point in time t2 is possible.
  • the time range that precedes the QRS complex corresponds to the start of the P wave at the point in time ti at which the signal level of the time signals from the ISO electrical signal level is characterized by a technically verifiable signal level that is positively different from the electrical ISO signal level.
  • This technically verifiable signal level is preferably doubled
  • the first time period typically corresponds to a maximum of half the P-wave duration in which the P-wave rises positively.
  • the first time span should therefore preferably be between 40 and 80 ms.
  • the time signals lying within a second time period following the second point in time t2 should again have the isoelectric time signal level ISO.
  • the isoelectric time interval At2 following the second point in time t2 should be at least 4 ms.
  • the comparison of the metrologically detected sinus rhythm with a reference time signal pattern or a set of reference time signal patterns is advantageous Framework of a software-based pattern recognition.
  • a pattern recognition enables the typical morphology of a sinus rhythm P wave within the respective metrologically recorded EKG leads.
  • the pattern recognition lead to a negative result the corresponding EKG lead is not suitable for determining exactly the beginning and the end of the P-wave.
  • the following characteristics are currently regarded as morphologically relevant criteria:
  • the P-wave morphology is compared within each of the 12 ECG leads among the 10 (up to 1000) consecutively recorded P-waves. The most common, i.e. dominantly recurring, P-wave morphology is determined. If the P-wave morphology deviates by more than 15% from the “dominant” P-wave morphology in at least one derivative, these deviating morphologies are not used for the analysis.
  • the above cases specify criteria for performing the analysis, in each case in the absence of the criteria listed under 1 and 2, and for excluding derivations from the analysis which are not suitable for determining the P-wave duration.
  • LA left atrium
  • Fibrosis in the left atrium is present if the total duration of the sinus P wave from the selected leads is greater than 143 ms in women and greater than 153 ms in men.
  • LA fibrosis is present if the sinus P-wave morphology is positive-negative in two of three leads II, III, aVF, regardless of the P-wave duration.
  • Pronounced LA fibrosis is present if the sinus P wave morphology has a late P component. In these cases there is a
  • Component is usually greater than 170 ms.
  • the time synchronicity of all EKG leads is determined in each case by the earliest first point in time from all of the first points in time determined for the respectively selected EKG leads and a latest second point in time from all of the second times determined for the respectively selected EKG leads.
  • the earliest first as well as the latest second point in time define the actual start and end of the P-wave and thus determine the exact P-wave duration PWD.
  • the exact P-wave duration PWD determined in the context of the analysis unit 5 is fed to a comparator 6, which determines a deviation between the determined P-wave duration PWD and a reference value and is based on this a second decision criterion E2 generates a signal 7.
  • the comparator 6 In the event that the P-wave duration PWD determined is greater than a maximum predetermined time period At max , the comparator 6 generates the signal 7.
  • the maximum time period Atmax is typically in a range between 100 and 140 ms.
  • FIGS. 2a to d each show images of twelve-channel electrocardiograms which are affected by people with differently pronounced atrial cardiomyopathies.
  • the individual ECG leads correspond to the following standard ECG leads: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 to V6.
  • Low voltage substrate with a reduced rate of activation of the left atrium i.e. H. the electrical stimulus signal propagation, which is initiated at the sinus node and spreads over the right and left atrium in the direction of the AV node, is reflected in a longer duration of the P-wave duration recorded with the help of a 12-channel EKG.
  • FIGS. 2 a to d each show 12-channel surface EGKs from patients that are representative of different degrees of severity with regard to the formation of arrhythmogenic, fibrosis-rich, slower conduction points within the left atrial low-voltage substrate.
  • the signal levels of two intracardiac signals are at the top in FIGS. 2 a-d
  • Catheter leads are shown which, as reference signals, mark the actual end of the P wave.
  • the P-wave can be seen in the EKG leads II, III, aVF, V2-V6 as a P-wave with normal morphology, in the form of a positive P-wave.
  • the EKG lead II is used to determine the start of the P wave, ie the first point in time t1 and the EKG lead V4 to determine the end of the P - wave, ie the second point in time.
  • Fig. 2b shows an EKG of a patient with incipient fibrotic
  • Tissue changes in the left atrium which on the one hand lead to a change in the developing P-wave morphology, in the sense of a multi-peak wave course, see ECG leads II, III, aVF as well as an extension of the P-wave duration, in this case from 174 ms.
  • the EKG lead I & V2 is used to determine the temporal start of the P-wave, i.e. the first point in time t1 as well as the EKG lead V5 to determine the end of the P-wave, i.e. the second point in time.
  • Fig. 2c shows an EKG of a patient with advanced fibrotic
  • EKG leads reveals terminal P-wave components in leads I, aVL, V3-V6, which can only be visually recognized by means of strong amplification.
  • the EKG lead V4 is used here to determine the start of the P-wave, i.e. the first point in time h as well as the EKG lead I to determine the end of the P-wave, i.e. the second point in time.
  • the P-wave duration in this case is 172 ms.
  • Fig. 2d shows an EKG of a patient with very advanced fibrotic
  • An exact analysis of the ECG leads can still detect P-wave components in leads I, V5, which only get in the way a strong amplification are visually recognizable.
  • the EKG lead V5 is used to determine the beginning of the P-wave, i.e. the first point in time ti and the EKG lead I, V4 - V6 to determine the end of the P-wave, ie the second point in time.
  • the P-wave duration in this case is 160 ms.
  • Time signals characterizing signal levels are not taken into account in a superficial analysis, so that the P-wave duration would be defined as too short. In such a case, the diagnosis would completely wrongly assess the patient as not at risk for health.
  • Atrial heart activities associated with the P-wave can be precisely recorded and used to determine the end of the P-wave.

Abstract

The invention relates to a system for predicting at least one cardiological dysfunction in an individual, the system comprising: a means for providing an ECG, which has a number n of time-synchronised ECG tracings, each comprising a chronological order of time signals representing a sinus rhythm of the individual's heartbeat, to which time signals at least one P wave, a QRS complex and a T wave can be assigned in chronological order; a selection means, which selects at least two ECG tracings from the n ECG tracings; an analysis unit, which analyses the selected ECG tracings as follows: a) determination of an iso-electrical signal level, b) determination of a first point in time chronologically before the QRS complex, c) determination of a second point in time chronologically after the first point in time and chronologically before the QRS complex, d) execution of determination steps a) to c) for all selected ECG tracings, e) determination of an earliest first point in time from all the first points in time determined for the selected ECG tracings and a latest second point in time from all the second points in time determined for the selected ECG tracings, f) determination of a time frame delimited by the earliest first point in time and latest second point in time, known as the P wave duration; and a comparator, which generates a signal in the event that the determined P wave duration deviates from a reference value.

Description

System zur Prädiktion wenigstens einer kardiologischen Dysfunktion eines System for the prediction of at least one cardiac dysfunction of a
Individuums Individual
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Prädiktion wenigstens einer kardiologischen Dysfunktion eines Individuums. The invention relates to a system for predicting at least one cardiological dysfunction in an individual.
Stand der Technik State of the art
In medizinischen Fachkreisen besteht die einhellige Auffassung, dass Patienten mit einer fortgeschrittenen atrialen Kardiomyopathie einem erhöhten Risiko ausgesetzt sind, Herzkreislauferkrankungen zu erleiden, die typischerweise in Form von There is a unanimous opinion among medical professionals that patients with advanced atrial cardiomyopathy are at increased risk of developing cardiovascular disease, typically in the form of
Vorhofflimmern, Herzinsuffizienz oder ischämischen Schlaganfall auftreten können. Die sich in diesen Fällen ausbildenden mechanischen und/oder elektrischen Atrial fibrillation, heart failure, or ischemic stroke can occur. The mechanical and / or electrical that develop in these cases
Funktionsstörungen des Herzmuskels im Bereich der Vorhöfe beruhen auf einer krankhaften Vermehrung des Bindegewebes (Fibrose) und einer damit Functional disorders of the heart muscle in the area of the atria are based on a pathological increase in connective tissue (fibrosis) and one with it
einhergehenden lokalen Vernarbung des Herzmuskels. Zusätzlich kann eine associated local scarring of the heart muscle. In addition, a
Erweiterungen (Dilatation) der Vorhöfe begleitend bestehen. . Gängige There are accompanying enlargements (dilation) of the atria. . Common ones
Diagnosetechniken zur Erkennung von an atrialer Kardiomyopathie erkrankter Personen basieren entweder auf magnetresonanzgestützter Diagnostic techniques for identifying people with atrial cardiomyopathy are either based on magnetic resonance imaging
Herzvorhofsequenzbildaufnahmen oder auf einer invasiven elektroanatomischen Kartierung unter Verwendung eines speziellen 3D-Systems eines kardialen elektrophysiologischen Katheterlabors. Beide Diagnoseoptionen zeichnen sich durch eine begrenzte Verfügbarkeit und einen hohen Kostenaufwand aus. Im Falle magnetresonanzgestützter Untersuchungen bedarf es darüber hinaus der Injektion von Gadolinium als Kontrastmittel. Aus den genannten Gründen liegt es auf der Hand, dass derartige Untersuchungen an Patienten mit atrialer Kardiomyopathie nur in Ausnahmefällen, d.h. nicht systematisch durchgeführt werden. Atrial sequence image recordings or on an invasive electroanatomical mapping using a special 3D system of a cardiac electrophysiological catheter laboratory. Both diagnostic options are characterized by limited availability and high costs. In the case of magnetic resonance-supported examinations, gadolinium must also be injected as a contrast medium. For the reasons mentioned, it's on the Hand that such examinations on patients with atrial cardiomyopathy are only carried out in exceptional cases, ie not systematically.
Da das Krankheitsbild der atrialen Kardiomyopathie insbesondere in Form von Herzfibrosen eng mit einer erhöhten Risiko für Herzrhythmusstörungen, bspw. in Form von Vorhofflimmern oder Vorhofflattern, verbunden ist, sind alternative kostengünstige und ressourcenschonende Diagnoseverfahren wünschenswert, die als prädiktive low-cost Screeningverfahren eingesetzt werden sollen. Since the clinical picture of atrial cardiomyopathy, especially in the form of cardiac fibrosis, is closely connected with an increased risk of cardiac arrhythmias, e.g. in the form of atrial fibrillation or atrial flutter, alternative cost-effective and resource-saving diagnostic methods that are to be used as predictive low-cost screening methods are desirable.
Auf der Grundlage detaillierter Untersuchungen an Elektrokardiogrammen, die an einer Vielzahl von gesunden sowie an atrialer Kardiomyopathie erkrankter Personen aufgezeichnet worden sind, konnten einige EKG-gestützte Messparameter erkannt werden, auf deren Grundlage eine qualifizierte Risikoabschätzung für Vorhofflimmern und/oder Schlaganfall möglich erscheint. On the basis of detailed investigations on electrocardiograms recorded on a large number of healthy people as well as those suffering from atrial cardiomyopathy, some ECG-based measurement parameters could be identified, on the basis of which a qualified risk assessment for atrial fibrillation and / or stroke appears possible.
Aus einem Artikel von Jane Caldwell et al,„Prolonged P-wave duration is associated with atrial fibrillation recurrence after successful pulmonary vein Isolation for paroxysmal atrial fibrillation”, Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology, März 2014, Volume 39, Issue 2, S. 131-138, geht hervor, dass sich im Rahmen von postoperativen Untersuchungen an Patienten mit Pulmonalvenenisolation die From an article by Jane Caldwell et al, “Prolonged P-wave duration is associated with atrial fibrillation recurrence after successful pulmonary vein Isolation for paroxysmal atrial fibrillation”, Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology, March 2014, Volume 39, Issue 2, p. 131 -138, it emerges that, in the course of postoperative studies on patients with pulmonary vein isolation, the
Erkenntnis erhärtete, dass die P-Welle eines den Sinusrhythmus der Herzfunktion darstellenden Elektrokardiogramms (EKG), insbesondere deren P-Wellendauer, als relevanter Beurteilungsparameter für eine Risikoabschätzung gegenüber einem Auftreten von Vorhofflimmern oder Schlaganfall herangezogen werden kann. So konnte im Rahmen statistischer Auswertungen geschlussfolgert werden, dass The finding confirmed that the P-wave of an electrocardiogram (ECG) showing the sinus rhythm of the heart function, in particular its P-wave duration, can be used as a relevant assessment parameter for a risk assessment against the occurrence of atrial fibrillation or stroke. In the context of statistical evaluations it could be concluded that
Patienten mit einer verlängerten P-Wellendauer von > 140 ms einem signifikant erhöhten Risiko für Vorhofflimmern und/oder Schlaganfall unterliegen. Patients with an extended P-wave duration of> 140 ms are at a significantly increased risk of atrial fibrillation and / or stroke.
Eine jüngere Übersichts-Studie von Yao-Sheng Wang et al.,“ Prolonged P-wave duration is associated with atrial fibrillation recurrence after radiofrequency catheter ablation: A systematic review and meta-analysis”, International Journal of Cardiology, Volume 227, 15 January 2017, S. 355-359, bestätigt dies in einer Metaanalyse von 9 separaten Studien. So wurden die Elektrokardiogramme von kummulativ über 1000 Patienten hinsichtlich einer verlängerten P-Wellendauer analysiert, die einer kardiologischen Hochfrequenzkatheterablation unterzogen worden sind. Im Rahmen dieser Untersuchungen ergab sich, dass Patienten mit einer P-Wellendauer länger als 149,5 ms mit einer Wahrscheinlichkeit von 66% dem Risiko ausgesetzt sind, Vorhofflimmern zu erleiden. A recent review study by Yao-Sheng Wang et al., “Prolonged P-wave duration is associated with atrial fibrillation recurrence after radiofrequency catheter ablation: A systematic review and meta-analysis”, International Journal of Cardiology, Volume 227, January 15 2017, pp. 355-359, confirms this in a meta-analysis of 9 separate studies. The electrocardiograms of a cumulative over 1000 patients were analyzed with regard to an extended P-wave duration who had undergone cardiological high-frequency catheter ablation. These studies showed that patients with a P-wave duration longer than 149.5 ms are exposed to the risk of atrial fibrillation with a probability of 66%.
Eine in dem Artikel von Amir Jadidi et al. ,“The Duration ofthe Amplified Sinus-P- Wave Identities Presence of Left Atrial Low Voltage Substrate and Predicts Outcome After Pulmonary Vein Isolation in Patients With Persistent Atrial Fibrillation”, JACC: Clinical Electrophysiology, Volume 4, Issue 4, April 2018, 531 -543, vorgestellte Studie, die an Patienten mit Pulmonalvenenisolation durchgeführt wurde, bestätigt den Zusammenhang zwischen einer zeitlich verlängerten P-Welle und dem erhöhten Risiko für ein Wiederauftreten von Herzrhythmusstörungen in Form von One in the article by Amir Jadidi et al. , “The Duration of the Amplified Sinus-P- Wave Identities Presence of Left Atrial Low Voltage Substrate and Predicts Outcome After Pulmonary Vein Isolation in Patients With Persistent Atrial Fibrillation”, JACC: Clinical Electrophysiology, Volume 4, Issue 4, April 2018, 531 - 543, presented study, which was carried out on patients with pulmonary vein isolation, confirms the connection between a prolonged P wave and the increased risk of a recurrence of cardiac arrhythmias in the form of
Vorhofflimmern und Schlaganfall. Die vorliegende Studie zeigt erstmals, dass die stark amplifizierte P-Wellendauer, die aus einem digital verstärkten 12-Kanal Oberflächen-EKG innerhalb eines Sinusrhythmus ableitbar ist, mit dem Ausmaß des fibrotischen Niederspannungssubstrates innerhalb des linken Vorhofes sehr gut korreliert. So unterliegen Patienten mit einer P-Wellendauer von > 150 ms einem erhöhten Risiko für ein erneutes Auftreten von Arhythmien. Atrial fibrillation and stroke. The present study shows for the first time that the strongly amplified P-wave duration, which can be derived from a digitally amplified 12-channel surface ECG within a sinus rhythm, correlates very well with the extent of the fibrotic low-voltage substrate within the left atrium. Patients with a P-wave duration of> 150 ms are at an increased risk of a recurrence of arrhythmias.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Prädiktion wenigstens einer kardiologischen Dysfunktion, insbesondere in Form von Vorhofflimmern und/oder ischämischen Schlaganfall und/oder Herzinsuffizienz derart anzugeben, so dass die Zuverlässigkeit und Belastbarkeit einer Voraussage über die The invention is based on the object of specifying a system for predicting at least one cardiological dysfunction, in particular in the form of atrial fibrillation and / or ischemic stroke and / or heart failure, so that the reliability and resilience of a prediction about the
Wahrscheinlichkeit, dass ein Individuum eine kardiale Dysfunktion erleiden wird, signifikant verbessert werden soll. So soll es möglich sein, systemische The likelihood that an individual will experience cardiac dysfunction should be significantly improved. So it should be possible systemically
Untersuchungen an einer großen Vielzahl von Individuen schnell und ökonomisch vornehmen zu können, um im Ergebnis belastbare Risikoabschätzungen über das Auftreten künftiger kardiologischer Dysfunktion mit einer Zuverlässigkeit für jedes Individuum von wenigstens 80%, vorzugsweise wenigstens 90%, treffen zu können. Das lösungsgemäße System ist im Anspruch 1 angegeben. Das System in vorteilhafter Weise weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung insbesondere unter Bezugnahme auf die To be able to carry out examinations on a large number of individuals quickly and economically in order to be able to make reliable risk assessments about the occurrence of future cardiological dysfunction with a reliability for each individual of at least 80%, preferably at least 90%. The system according to the solution is specified in claim 1. Features which advantageously develop the system are the subject of the subclaims and the further description, in particular with reference to FIG
Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Refer to exemplary embodiments.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Zuverlässigkeit, mit der eine Aussage über ein potentiell vorhandenes Risiko vorgenommen werden kann, dem ein Individuum ausgesetzt ist, künftig Vorhofflimmern oder einen ischämischen Schlaganfall zu erleiden, unmittelbar korreliert ist mit der Genauigkeit der The invention is based on the knowledge that the reliability with which a statement can be made about a potentially existing risk to which an individual is exposed of suffering atrial fibrillation or an ischemic stroke in the future is directly correlated with the accuracy of the
messtechnisch erfassten P-Wellendauer, der„Area under the total or left atrial P- wave (AUP), dem Quotienten aus der Amplitude der Gesamt-P-Welle zu Gesamt-P- Dauer sowie Quotient der mittleren oder maximalen Amplitude eines vorbestimmten Anteils der P-Welle zur Dauer diesen Anteils oder zur Gesamtdauer der P-Welle“. Metrologically recorded P-wave duration, the "Area under the total or left atrial P-wave (AUP), the quotient of the amplitude of the total P-wave to the total P-duration and the quotient of the mean or maximum amplitude of a predetermined proportion of the P-wave for the duration of this part or for the total duration of the P-wave ”.
Anhand akribischer Auswertungen von Elektrokardiogrammen, die an einer großen Vielzahl von Personen gewonnen worden sind, wurden einerseits die On the one hand, on the basis of meticulous evaluations of electrocardiograms that have been obtained from a large number of people, the
Schwierigkeiten und die damit verbundenen Fehlermöglichkeiten bei der Difficulties and the associated possible errors in the
Risikoabschätzung von Herzrhythmusstörungen auf Basis der P-Wellendauer erkannt und andererseits die Erkenntnis gewonnen, dass die Belastbarkeit einer derartigen Risikoabschätzung sehr sensibel von der Exaktheit der messtechnischen Erfassung der P-Wellendauer abhängt. So gilt es die P-Wellendauer mit einem zeitlichen Fehler von maximal ± 2 ms, vorzugsweise maximal ± 1 ms, besonders bevorzugt maximal ± 0,5 ms exakt zu ermitteln. Bei größer werdendem Risk assessment of cardiac arrhythmias recognized on the basis of the P-wave duration and, on the other hand, the knowledge gained that the resilience of such a risk assessment depends very sensitively on the accuracy of the measurement-technical recording of the P-wave duration. The aim is to precisely determine the P wave duration with a time error of a maximum of ± 2 ms, preferably a maximum of ± 1 ms, particularly preferably a maximum of ± 0.5 ms. With growing
Toleranzbereich verschlechtert sich die Aussagezuverlässigkeit nichtlinear. Die dem lösungsgemäßen System zugrundeliegende Messqualität zur zeitlichen Erfassung der P-Wellendauer ermöglicht Personen-spezifische Prädiktionen bezüglich künftiger kardiovaskulärer Dysfunktion mit einer Wahrscheinlichkeit von wenigstens 80% bis hin zu über 90%. Tolerance range, the reliability of information deteriorates non-linearly. The measurement quality on which the system according to the solution is based for the temporal acquisition of the P-wave duration enables person-specific predictions with regard to future cardiovascular dysfunction with a probability of at least 80% up to over 90%.
Das lösungsgemäße System umfasst hierzu ein Mittel zur Bereitstellung eines an einer Person erfassten EKGs, das eine Anzahl n zeitsynchroner EKG-Ableitungen aufweist, die jeweils eine zeitliche Abfolge des Sinusrhythmus eines Herzschlages der Person repräsentierenden Zeitsignalen umfassen. Vorzugsweise besteht das Mittel zur Bereitstellung des EKGs in Form eines digitalen 12-Kanal-Standard-EKG- Aufnahmegerätes oder aus einem Körperoberflächen-EKG-Aufnahmesystems, das multiple Elektroden nutzt, um die Elektrischen Herzerregungen aufzuzeichnen. For this purpose, the system according to the solution comprises a means for providing an EKG recorded on a person, which has a number n of time-synchronous EKG leads which each comprise a time sequence of the sinus rhythm of a heartbeat of the person representing time signals. The means for providing the EKG is preferably in the form of a digital 12-channel standard EKG recording device or a body surface EKG recording system that uses multiple electrodes to record the electrical cardiac excitations.
Alternativ kann das Mittel zur Bereitstellung der n zeitsynchronen EKG-Ableitungen lediglich in Form eines Speichermediums ausgebildet sein, auf dem die n-EKG- Ableitungen in digitaler Form gespeichert sind. In einer einfachsten Form sind auch nur n = 3 Ableitungen nötig, die einer weiteren Auswertung zugrunde gelegt werden. Alternatively, the means for providing the n time-synchronous EKG leads can only be designed in the form of a storage medium on which the n-EKG leads are stored in digital form. In a simplest form, only n = 3 derivations are necessary, which are used as the basis for further evaluation.
Die vorzugsweise n = 12 zeitsynchronen EKG-Ableitungen umfassen in periodischer Abfolge die elektrokardiographisch aufgezeichneten, elektrischen Aktivitäten sämtlicher Herzmuskelfasern, die sich jeweils als Sinusrhythmus abzeichnen, der in seiner zeitlicher Abfolge in die sogenannte P-Welle, den QRS-Komplex sowie die T- Welle unterteilbar ist. Von zentraler Bedeutung ist im vorliegenden Fall der The preferably n = 12 time-synchronous EKG leads include, in periodic sequence, the electrocardiographically recorded electrical activities of all heart muscle fibers, each of which is defined as a sinus rhythm, which in its chronological sequence changes into the so-called P wave, the QRS complex and the T wave is divisible. Of central importance in this case is the
Zeitabschnitt der P-Welle, die der Vorhoferregung entspricht und deren Beginn durch eine elektrische Stimulation im Sinusknoten ausgelöst wird. Die elektrische Time segment of the P wave that corresponds to the atrial excitation and the beginning of which is triggered by electrical stimulation in the sinus node. The electric
Reizbildung breitet sich vom im rechten Vorhof befindlichen Sinusknoten über den linken Vorhof in Richtung des AV-Knotens (Atrioventrikularknoten) aus. Das zeitliche Ende der P-Welle definiert sich durch das Erreichen der vollständigen elektrischen Erregung der Herzvorhöfe, die in der Regel zeitlich vor der im Sinusrhythmus durch den QRS-Komplex definierten Herzkammererregung liegt. Stimulus formation spreads from the sinus node in the right atrium over the left atrium in the direction of the AV node (atrioventricular node). The temporal end of the P-wave is defined by the achievement of the complete electrical excitation of the atria, which usually precedes the ventricular excitation defined in the sinus rhythm by the QRS complex.
Das System umfasst neben dem Mittel zur Bereitstellung eines am Individuum erfassten EKGs ein Auswahlmittel, das aus der Anzahl n bereitgestellter EKG- Ableitungen jene EKG-Ableitungen auswählt, die sich bevorzugterweise für eine P- Wellendauer-Ermittlung eignen. In addition to the means for providing an EKG recorded on the individual, the system includes a selection means which selects those EKG leads from the number n provided EKG leads which are preferably suitable for a P-wave duration determination.
Die in digitaler Form vorliegenden EKG-Ableitungen ermöglichen im Rahmen des Prozessor-gestützten Auswahlmittels den Einsatz eines Bilddaten auswertenden Programmes und/oder von numerischen Auswertealgorithmen, das bzw. die unter zusätzlicher Nutzung von gespeicherten Experteninformationen, bspw. in Form von Referenzdaten, sowie auch optionaler Nutzung von selbst lernenden The EKG leads present in digital form enable the use of a program evaluating image data and / or numerical evaluation algorithms within the framework of the processor-supported selection means, which, with additional use of stored expert information, for example in the form of Reference data, as well as optional use of self-learning
Datensignalauswerteroutinen, aus den n EKG-Ableitungen jene selektieren, in denen charakteristische und vollständige P-Wellenanteile enthalten sind. Aus sämtlichen EKG-Ableitungen sind wenigstens zwei oder sofern die Auswahlkriterien erfüllt sind, vorzugsweise alle EKG-Ableitungen auszuwählen. Für die Auswahl geeigneter EKG- Ableitungen ist somit eine bestimmter Ähnlichkeitsgrad zwischen den seitens des Bereitstellungsmittels vorliegenden EKG-Ableitungen und einer vorgegebenen Referenz als erstes Entscheidungskriterium E1 zugrundegelegt. Data signal evaluation routines, from the n ECG leads select those that contain characteristic and complete P-wave components. From all ECG leads, at least two or, if the selection criteria are met, preferably all ECG leads are to be selected. The selection of suitable EKG leads is thus based on a certain degree of similarity between the EKG leads present on the part of the provision means and a predetermined reference as the first decision criterion E1.
Eine prozessorbasierte Recheneinheit, die als Analyseeinheit dient und mit dem Auswahlmittel kommuniziert, analysiert die vorausgewählten EKG-Ableitungen in Bezug auf den zeitlichen Beginn und das zeitliche Ende der P-Welle in wenigstens einem Sinusrhythmus pro EKG-Ableitung. A processor-based arithmetic unit, which serves as an analysis unit and communicates with the selection means, analyzes the preselected EKG leads with respect to the beginning and end of the P-wave in at least one sinus rhythm per EKG lead.
Hierzu gilt es zunächst einen iso-elektrischen Signalpegel anhand der Zeitsignale einer ausgewählten EKG-Ableitung zu ermitteln. Ein den Zeitsignalen einer ausgewählten EKG-Ableitung zuordenbarer iso-elektrischer Signalpegel zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass innerhalb einer vorgegebenen zeitlichen Spanne die EKG-Zeitsignale keine technisch auswertbaren, über den Rauschanteil erhabene Signalpegel aufweisen. Zur Ermittlung des iso-elektrischen Signalpegels eignet sich eine zeitlich vor der P-Welle liegende Zeitspanne innerhalb eines For this purpose, it is first necessary to determine an iso-electrical signal level based on the time signals of a selected EKG lead. An iso-electrical signal level that can be assigned to the time signals of a selected EKG lead is preferably characterized in that, within a predetermined time span, the EKG time signals have no technically evaluable signal levels that are higher than the noise component. To determine the iso-electrical signal level, a time period before the P-wave within a is suitable
Sinusrhythmus, die wenigstens 10 ms, vorzugsweise wenigstens 20 ms, besonders vorzugsweise wenigstens 30 ms lang ist. Sinus rhythm which is at least 10 ms, preferably at least 20 ms, particularly preferably at least 30 ms long.
Zum Zwecke der Ermittlung des Beginns der P-Welle bestimmt die Analyseeinheit jenen ersten Zeitpunkt, der zeitlich vor dem QRS-komplex liegt und ab dem die nachfolgenden Zeitsignale der EKG-Ableitung einen vom iso-elektrischen For the purpose of determining the beginning of the P-wave, the analysis unit determines that first point in time which is before the QRS complex and from which the subsequent time signals of the EKG lead are one of the iso-electrical signals
Signalpegel abweichenden Signalpegel aufweisen. Vorzugsweise weist dieser vom iso-elektrischen Signalpegel abweichende Signalpegel wenigstens den doppelten Signalpegel gegenüber des iso-elektrischen Signalpegels auf. Optional kann ein weiteres Kriterium zur Ermittlung des ersten, den Beginn der P- Welle definierenden Zeitpunktes herangezogen werden, gemäß dem innerhalb einer sich an den ersten Zeitpunkt unmittelbar anschließenden ersten Zeitspanne liegende, nachfolgende Zeitsignale jeweils einen positiv zunehmenden Signalpegel besitzen, d.h. die durch die Zeitsignale innerhalb des zweiten Zeitpunktes definierte P-Welle weist mathematisch jeweils positive erste Ableitungen auf. Signal level have different signal levels. This signal level, which deviates from the iso-electrical signal level, preferably has at least twice the signal level compared to the iso-electrical signal level. Optionally, a further criterion can be used to determine the first point in time defining the beginning of the P-wave, according to which, within a first time period immediately following the first point in time, subsequent time signals each have a positively increasing signal level, that is, those caused by the time signals Mathematically, the P-wave defined within the second point in time has positive first derivatives.
Zur Ermittlung des das Ende der P-Welle definierenden zweiten Zeitpunktes, der zeitlich nach dem ersten Zeitpunkt und vor dem QRS-Komplex liegt, gilt es jenen Zeitpunkt zu ermitteln, an dem die Zeitsignale der EKG-Ableitung ausgehend von einem vom iso-elektrischen Signalpegel abweichenden Signalpegel wieder den iso elektrischen Signalpegel annehmen. In vorteilhafter Weise gilt als Ende der P-Welle, d.h. als zweiter Zeitpunkt, jener Zeitpunkt, dessen zugeordnetes Zeitsignal dem iso elektrischen Signalpegel entspricht und das diesem Zeitsignal unmittelbar To determine the second point in time defining the end of the P wave, which is after the first point in time and before the QRS complex, it is necessary to determine the point in time at which the time signals of the EKG lead are based on an iso-electrical signal level If the signal level deviates, assume the iso-electrical signal level again. Advantageously, the end of the P-wave, i. E. as the second point in time, that point in time whose assigned time signal corresponds to the iso-electrical signal level and which is directly related to this time signal
vorausgehende Zeitsignal wenigstens einen doppelten Signalpegel verglichen zum iso-elektrischen Signalpegel besitzt. preceding time signal has at least twice the signal level compared to the iso-electrical signal level.
In vorteilhafter Weise kann ein zweites, den zweiten Zeitpunkt bestimmendes A second point in time, which determines the second point in time, can advantageously be used
Entscheidungskriterium genutzt werden, gemäß dem die innerhalb einer sich an den zweiten Zeitpunkt anschließenden zweiten Zeitspanne liegenden Zeitsignale den iso elektrischen Signalpegel aufweisen müssen oder durch den zeitlichen Beginn des zeitlich folgenden QRS-Komplex, der dem so genannten Kammerkomplex entspricht, begrenzt wird. Die zweite Zeitspanne sollte wenigstens 4 ms betragen. Decision criterion can be used according to which the time signals lying within a second time period following the second point in time must have the isoelectric signal level or are limited by the temporal start of the temporally following QRS complex, which corresponds to the so-called chamber complex. The second time span should be at least 4 ms.
Ein weiteres optionales Entscheidungskriterium, das in Kombination oder alternativ zu den vorstehenden Entscheidungskriterien für die Festlegung des jeweils ersten und zweiten Zeitpunktes herangezogen werden kann, die die P-Welle zeitlich begrenzen, nutzt den Vergleich der EKG-Ableitungen mit einem Referenz- Zeitsignalmuster von einer Sinusrhythmus-P-Welle. Im Rahmen des Vergleiches wird eine numerische Mustererkennung durchgeführt. Aus allen ausgewählten EKG-Ableitungen, die jeweils zueinander zeitsynchrone Zeitsignale umfassen, wählt die Analyseeinheit jenen ersten Zeitpunkt aus, der zeitlich als am frühesten erfasst worden ist. Demgegenüber wird aus den Another optional decision criterion, which can be used in combination or as an alternative to the above decision criteria to determine the respective first and second point in time, which time-limit the P-wave, uses the comparison of the EKG leads with a reference time signal pattern from a sinus rhythm -P wave. A numerical pattern recognition is carried out as part of the comparison. The analysis unit selects that first point in time that was recorded as the earliest in time from all selected EKG leads, which each comprise time-synchronized time signals. In contrast, the
ausgewählten EKG-Zeitsignalen jener zweite Zeitpunkt ausgewählt, der zeitlich als spätester zweiter Zeitpunkt ermittelt worden ist. Auf der Grundlage des jeweils frühesten ersten Zeitpunktes sowie des jeweils spätesten zweiten Zeitpunktes ermittelt die Analyseeinheit die tatsächliche (maximale) P-Wellendauer, die für weitere Betrachtungen einer exakten Messdauer der P-Welle innerhalb des selected EKG time signals selected that second point in time which has been determined chronologically as the latest second point in time. On the basis of the earliest first point in time and the latest second point in time, the analysis unit determines the actual (maximum) P-wave duration, which is necessary for further considerations of an exact measurement duration of the P-wave within the
Herzsinusrhythmus entspricht. Corresponds to the heart sine rhythm.
Das lösungsgemäße System umfasst darüber hinaus einen Komparator, der eine Abweichung zwischen der ermittelten P-Wellendauer und einem Referenzwert ermittelt und unter Zugrundelegung eines zweiten Entscheidungskriteriums ein Signal generiert. Dem zweiten Entscheidungskriterium liegt eine maximale The system according to the solution also includes a comparator which determines a deviation between the determined P-wave duration and a reference value and generates a signal on the basis of a second decision criterion. The second decision criterion is a maximum
Zeitspanne Atmax zugrunde, für die gilt: 100 < Atmax ^ 140 ms. Im Falle, dass die ermittelte P-Wellendauer größer Atmax ist, generiert der Komparator das Signal in Form eines akustischen, visuellen oder haptisch wahrnehmbaren Signals. Time span Atmax is based, for which the following applies: 100 <Atmax ^ 140 ms. In the event that the determined P-wave duration is greater than Atmax, the comparator generates the signal in the form of an acoustic, visual or haptically perceptible signal.
Wie bereits erwähnt ermöglicht der Einsatz eines 12-Kanal-EKGs die Erfassung von 12 Ableitungen, die den 12 EKG-Standardabweichungen nach Einthoven, As already mentioned, the use of a 12-lead EKG enables the acquisition of 12 leads that correspond to the 12 EKG standard deviations according to Einthoven,
Goldberger und Wilson entsprechen und die die nachfolgenden Bezeichnungen besitzen: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 bis V6. Goldberger and Wilson and have the following designations: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 to V6.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, für die Bestimmung des jeweils ersten Zeitpunktes, wenigstens zwei, vorzugsweise alle der nachfolgenden EKG- Ableitungen auszuwählen: II, III, aVF, aVR, V1 , V2. It has proven to be particularly advantageous to select at least two, preferably all of the following EKG leads for determining the respective first point in time: II, III, aVF, aVR, V1, V2.
Zur Ermittlung des jeweils zweiten Zeitpunktes eignen sich vorzugsweise wenigstens zwei, vorzugsweise alle der nachfolgenden EKG-Ableitungen: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V2 bis V6. Ebenso ist es möglich nur wenigstens drei EKG-Ableitungen lösungsgemäß einzusetzen, um die P-Wellendauer mit einer ausreichend großen Zuverlässigkeit zu ermitteln. In diesem Fall gilt es die EKG-Elektroden so anzuordnen, so dass die Messung von mindestens einer inferioren oder einer lateralen oder einer infero- lateralen oder einer superolateralen oder einer anterioren EKG-Ableitung möglich ist. Zur Ableitung der lateralen oder inferioren oder inferolateralen oder superolateralen EKGs können die EKG-Elektroden rechts und links vom Sternum bzw. von der mittleren sagitalen Körperachse angebracht sein. Zur Ableitung der anterioren oder posterioren EKG-Elektroden können die EKG-Elektroden vorne und hinten am Brustkorb angebracht sein. In allen Fällen müssen die EKG-Elektroden jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Zero-Potential-Linie des Flerzfeldes nach Augustus Waller (1887) liegen. At least two, preferably all of the following EKG leads are suitable for determining the respective second point in time: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V2 to V6. It is also possible to use only at least three EKG leads according to the solution in order to determine the P-wave duration with sufficiently high reliability. In this case it is important to arrange the EKG electrodes so that the measurement of at least one inferior or one lateral or one inferolateral or one superolateral or one anterior EKG lead is possible. To derive the lateral or inferior or inferolateral or superolateral EKGs, the EKG electrodes can be attached to the right and left of the sternum or the central sagital axis of the body. To derive the anterior or posterior EKG electrodes, the EKG electrodes can be attached to the front and rear of the chest. In all cases, the EKG electrodes must be on opposite sides of the zero potential line of the Flerzfeld according to Augustus Waller (1887).
Der Abstand zweier Elektroden sollte größer als 1 cm betragen, um die kardialen Signale adäquat aufzuzeichnen und für die Diagnose einer atrialen Kardiomypathie zugänglich zu machen, z.B: rechts und links vom Sternum oder an der rechten und linken Clavicula („Schlüsselbein“) oder am rechten Ohr und an der linksseitigen Clavicula (jeweils auf der anderen Seite der Zero-Potential-Linie) oder rechte Hand und linke Hand angebracht sein. The distance between two electrodes should be greater than 1 cm in order to adequately record the cardiac signals and to make them accessible for the diagnosis of atrial cardiomypathy, e.g. right and left of the sternum or on the right and left clavicle ("collarbone") or on the right Ear and the left clavicle (each on the other side of the zero potential line) or right hand and left hand.
Um Artefakte sowie auch anderweitige Störeinflüsse, beispielsweise betreffend den Rauschpegel, bei der Auswertung der EKG-Ableitungen zu reduzieren, bietet es sich an, die Zeitsignale einer EKG-Ableitung von wenigstens zwei, vorzugsweise 10 bis 1000, Sinusrhythmen des Herzschlages zu überlagern und mathematisch zu mittein. Die Überlagerung und mathematische Mittelung führt die Analyseeinheit an sämtlichen ausgewählten EKG-Ableitungen separat aus. Auf der Grundlage der überlagerten und gemittelten Zeitsignale pro EKG-Ableitung führt die Analyseeinheit die vorstehend erläuterten Ermittlungsschritte zum Erhalt des ersten und zweiten Zeitpunktes durch. In order to reduce artifacts and other interfering influences, for example relating to the noise level, when evaluating the EKG leads, it is advisable to superimpose and mathematically superimpose the time signals of an EKG lead of at least two, preferably 10 to 1000, sinus rhythms of the heartbeat in the middle. The analysis unit performs the superimposition and mathematical averaging separately on all selected ECG leads. On the basis of the superimposed and averaged time signals per EKG lead, the analysis unit carries out the determination steps explained above for obtaining the first and second time.
Optional ist ferner ein Integrator vorgesehen, der unter Zugrundelegung der ermittelten P-Wellendauer einen Integralwert, einen so genannten Area-Under-The- Curve-Wert, über die zeitliche Abfolge der Zeitsignale innerhalb der ermittelten P- Wellendauer erstellt. Der bereits vorhandene Komparator oder ein weiterer, zusätzlicher Komparator vergleicht den ermittelten Integralwert mit einem Optionally, an integrator is also provided which, on the basis of the determined P-wave duration, generates an integral value, a so-called Area-Under-The- Curve value, created over the time sequence of the time signals within the determined P-wave duration. The existing comparator or a further, additional comparator compares the determined integral value with a
Referenzwert und generiert unter Zugrundelegung eines dritten Reference value and generated on the basis of a third
Entscheidungskriteriums ein Signal. Decision criterion a signal.
Aus der vorstehend ermittelten P-Welle kann der Quotient aus der mittleren oder maximalen Amplitude der Gesamt-P-Welle zur Gesamt-P-Dauer sowie Quotient der mittleren oder maximalen Amplitude eines vorbestimmten Anteils der P-Welle zur Dauer diesen Anteils oder zur Gesamtdauer der P-Welle ermittelt werden. Diese Parameter werden mit dem vorhandenen Komparator oder einem Weiteren mit einem Referenzwert verglichen werden, der unter Zugrundelegung eines weiteren Entscheidungskriteriums ein Signal erzeugt. From the P-wave determined above, the quotient of the mean or maximum amplitude of the total P-wave to the total P-duration and the quotient of the mean or maximum amplitude of a predetermined portion of the P-wave to the duration of this portion or to the total duration of the P-wave can be determined. These parameters are compared with the existing comparator or another with a reference value, which generates a signal on the basis of a further decision criterion.
Kurze Beschreibung der Erfindung Brief description of the invention
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen The invention is hereinafter described without limiting the general
Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen: The concept of the invention is described by way of example using exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 a schematische Darstellung eines lösungsgemäßen Systems zur Fig. 1 a schematic representation of a system according to the solution for
Prädiktion wenigstens einer kardiologischen Dysfunktion, Prediction of at least one cardiological dysfunction,
Fig. 1 b Sinusrhythmus eines Flerzschlages eines Individuums, Fig. 1 b sinus rhythm of a heart beat of an individual,
Fig. 2a - d EKG-Darstellungen mit jeweils zwölf EKG-Ableitungen für jeweils vier unterschiedliche Personen. 2a-d EKG representations each with twelve EKG leads for four different people.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit Ways to carry out the invention, commercial utility
Figur 1 a stellt in schematisierter Komponentenzusammenstellung das Figure 1 a shows in a schematic compilation of components
lösungsgemäße System zur Prädiktion wenigstens einer kardiologischen Dysfunktion einer Person dar. Das Mittel 1 zur Bereitstellung eines an einer Person bzw. Individuum erfassten EKG's, typischer Weise in Form eines digitalen n-Kanal-EKG- Aufnahmegerätes, stellt die elektrischen Reizpotentiale am Herzen des Person dar, die je nach EKG-Ableitung definierten räumlichen kardiologischen Bereichen zuordenbar sind. Standard-EKG-Aufzeichnungsgeräte verfügen über insgesamt n = 12 EKG-Ableitungen 2, die nach Einthoven, Goldberger und Wilson die system for predicting at least one cardiological dysfunction of a person. The means 1 for providing a person or Individual acquired ECG's, typically in the form of a digital n-lead ECG recording device, provides the electrical stimulus potentials at the heart of the person is who are sorted by cardiac ECG lead defined spatial areas assigned. Standard ECG recording devices have a total of n = 12 ECG leads 2, which are based on Einthoven, Goldberger and Wilson
nachfolgenden Bezeichnungen besitzen: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 bis V6. have the following designations: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 to V6.
Jede der einzelnen EKG-Ableitungen 2 setzt sich aus digital aufgenommen Each of the individual EKG leads 2 is made up of digitally recorded
Zeitsignalen zusammen, die den Sinusrhythmus 3 der Herzaktivität widerspiegeln. Figur 1 b zeigt die klassische Morphologie eines Sinusrhythmus 3, der sich in zeitlicher Abfolge zumindest aus der P-Welle, einem nachfolgenden QRS-Komplex sowie einer abschließenden T-Welle zusammensetzt. Das lösungsgemäße System ermittelt die P-Wellendauer PWD der Person in einer hochpräzisen Qualität, wodurch erstmals belastbare Aussagen über das Schlaganfallrisiko einer Person mit einer Zuverlässigkeit von wenigstens 80% angestellt werden können. Hierzu sind der zeitliche Beginn ti sowie das zeitliche Ende t2 der P-Welle hochgenau und fehlerfrei zu ermitteln. Dies setzt voraus, dass das Mittel 1 zur Bereitstellung des am Time signals together that reflect the sinus rhythm 3 of the heart activity. FIG. 1 b shows the classic morphology of a sinus rhythm 3 which, in chronological order, is composed of at least the P wave, a subsequent QRS complex and a concluding T wave. The system according to the solution determines the P-wave duration PWD of the person with a high-precision quality, whereby for the first time reliable statements about the stroke risk of a person can be made with a reliability of at least 80%. For this purpose, the time beginning ti and the time end t2 of the P wave must be determined with high precision and without errors. This assumes that the means 1 for providing the on
Individuum erfassten EKG's die n-EKG-Ableitungen 2 mit einer Abtastrate von wenigstens 500 Hz, vorzugsweise von wenigstens 1000 Hz bereitstellt. Im Falle einer Abtastrate von 1000 Hz kann pro Millisekunde ein Zeitsignal erfasst werden. Gilt es eine feiner Zeitauflösung zu realisieren, so müsste die digitale S the n-ECG leads 2, preferably provides individual acquired ECG 'at a sampling rate of at least 500 Hz of at least 1000 Hz. In the case of a sampling rate of 1000 Hz, a time signal can be recorded per millisecond. If a finer time resolution is to be achieved, the digital one would have to be
elektrokardiographische Aufzeichnung mit einer entsprechend höheren Abtastrate erfolgen. Besonders wünschenswert sind Abtastraten von 2000 Hz oder 5000 Hz. electrocardiographic recording take place at a correspondingly higher sampling rate. Sampling rates of 2000 Hz or 5000 Hz are particularly desirable.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass das Mittel zur Bereitstellung an einer Person erfassten EKG's 1 die n-EKG-Ableitungen 2 in amplifizierter Form bereitstellt, in der die n-EKG-Ableitungen 2 in Bezug auf die den Zeitsignalen zuordenbaren Moreover, it is advantageous that the means ECG leads n-2 provides for the provision of a person recorded ECG's 1 in amplified form in which the n-ECG leads 2 on the assignable the timing signals with respect
Signalpegel mit einem Verstärkungsfaktor von wenigstens 4, vorzugsweise von wenigstens 8 verstärkt sind, sowohl in der Zeitachse (x-Achse) als auch in der Voltage-Amplitude (Y-Achse). Ebenso ist die Verstärkung der Zeitachse von Signal levels are amplified with a gain factor of at least 4, preferably of at least 8, both in the time axis (x-axis) and in the voltage amplitude (Y-axis). Likewise is the gain of the time axis of
Bedeutung, um die genaue Messung zu ermöglichen. Hierbei sollte die Zeitachse mit mindesten 100mm/sec und vorzugsweise mit 200mm/sec angezeigt werden. Die in der vorstehenden Weise digital erfassten und optional signaltechnisch aufbereiteten n-EKG-Ableitungen 2 werden in Form eines digitalen Datensatzes einem rechnerbasierten Auswahlmittel 4 zugeführt, das auf Basis eines ersten Entscheidungskriteriums E1 aus der Anzahl n-EKG-Ableitungen 2 jene EKG- Ableitungen 2' auswählt, anhand derer eine möglichst exakte zeitliche Bestimmung des jeweils ersten Zeitpunktes ti sowie zweiten Zeitpunktes t2 möglich ist. Significance to enable accurate measurement. The time axis should be displayed with at least 100mm / sec and preferably 200mm / sec. The n-EKG leads 2 recorded digitally in the above manner and optionally processed using signal technology are fed to a computer-based selection means 4 in the form of a digital data record, which, on the basis of a first decision criterion E1, selects those EKG leads 2 from the number of n-EKG leads 2 ' , on the basis of which the most precise possible time determination of the respective first point in time ti and second point in time t2 is possible.
Zur Bestimmung des ersten Zeitpunktes ti, der den Beginn der P-Welle definiert, gilt es zunächst den iso-elektrischen Signalpegel ISO zu bestimmen. In einem To determine the first point in time ti, which defines the beginning of the P-wave, it is first necessary to determine the iso-electrical signal level ISO. In one
Zeitbereich, der zeitlich vor dem QRS-Komplex liegt, entspricht der Beginn der P- Welle jenem Zeitpunkt ti, an dem sich der Signalpegel der Zeitsignale vom iso elektrischen Signalpegel ISO um einen technisch verifizierbaren und sich vom iso elektrischen Signalpegel positiv abhebenden Signalpegel auszeichnet. Vorzugsweise hebt sich dieser technische verifizierbare Signalpegel um den doppelten The time range that precedes the QRS complex corresponds to the start of the P wave at the point in time ti at which the signal level of the time signals from the ISO electrical signal level is characterized by a technically verifiable signal level that is positively different from the electrical ISO signal level. This technically verifiable signal level is preferably doubled
Signalpegelbetrag gegenüber dem iso-elektrischen Signalpegel ab. Unmittelbar an diesem technisch verifizierbaren, sich gegenüber des iso-elektrischen Signalpegels abhebenden Signalpegel müssen die innerhalb einer sich an den ersten Zeitpunkt ti unmittelbar anschließenden ersten Zeitspanne Ati liegenden, zeitlich nachfolgenden Zeitsignale jeweils positiv zunehmende oder bei inversem Kurvenverlauf negativ abnehmende Signalpegel besitzen. Die erste Zeitspanne entspricht typischerweise maximal der Hälfte der P-Wellendauer, in der die P-Welle positiv ansteigt. Signal level amount compared to the iso-electrical signal level. Immediately at this technically verifiable signal level, which contrasts with the iso-electrical signal level, the temporally following time signals within a first time period Ati immediately following the first point in time ti must have signal levels that increase positively or decrease negatively in the case of an inverse curve shape. The first time period typically corresponds to a maximum of half the P-wave duration in which the P-wave rises positively.
Vorzugsweise sollte die erste Zeitspanne daher zwischen 40 und 80 ms betragen. The first time span should therefore preferably be between 40 and 80 ms.
Für die Ermittlung des zweiten Zeitpunktes t2 sollten die innerhalb einer sich an den zweiten Zeitpunkt t2 anschließenden zweiten Zeitspanne liegenden Zeitsignale wieder den isoelektrischen Zeitsignalpegel ISO aufweisen. Die sich an den zweiten Zeitpunkt t2 anschließende isoelektrische Zeitspanne At2 sollte wenigstens 4 ms betragen. For the determination of the second point in time t2, the time signals lying within a second time period following the second point in time t2 should again have the isoelectric time signal level ISO. The isoelectric time interval At2 following the second point in time t2 should be at least 4 ms.
Vorteilhaft ist überdies der Vergleich des messtechnisch erfassten Sinusrhythmus mit einem Referenzzeitsignalmuster oder einem Satz von Referenzzeitsignalmustern im Rahmen einer softwaregestützten Mustererkennung. So ermöglicht eine derartige Mustererkennung die typische Morphologie einer Sinusrhythmus-P-Welle innerhalb der jeweils messtechnisch erfassten EKG-Ableitungen. Sollte die Mustererkennung jedoch zu einem negativen Ergebnis führen, so ist die entsprechende EKG-Ableitung nicht dazu geeignet, den zeitlichen Beginn sowie das zeitliche Ende der P-Welle exakt zu ermitteln. Als morphologische relevante Kriterien werden derzeit folgende Charakteristiken angesehen: In addition, the comparison of the metrologically detected sinus rhythm with a reference time signal pattern or a set of reference time signal patterns is advantageous Framework of a software-based pattern recognition. Such a pattern recognition enables the typical morphology of a sinus rhythm P wave within the respective metrologically recorded EKG leads. However, should the pattern recognition lead to a negative result, the corresponding EKG lead is not suitable for determining exactly the beginning and the end of the P-wave. The following characteristics are currently regarded as morphologically relevant criteria:
1. Hat die P-Welle einen monophasisch negativen oder negativ-positiven 1. Does the P-wave have a monophasic negative or negative-positive
Ausschlag in der Ableitung I, so liegt kein Sinusrhythmus vor und die Analyse kann nicht erfolgen. If there is a rash in lead I, there is no sinus rhythm and the analysis cannot be performed.
2. Hat die P-Welle einen monophasisch positiven Ausschlag in der Ableitung aVR, so liegt kein Sinusrhythmus vor und die Analyse kann nicht erfolgen. 2. If the P wave has a monophasic positive deflection in the lead aVR, there is no sinus rhythm and the analysis cannot be carried out.
3. Beträgt das Signal-Rausch-Verhältnis, auch nach Mittelung von mindestens 2- 1000 Schlägen, in einer der 12 Ableitungen bei größer als 0.2, so kann keine Analyse in dieser Ableitung erfolgen. 3. If the signal-to-noise ratio is greater than 0.2 in one of the 12 leads, even after averaging at least 2,000 beats, no analysis can be carried out in this lead.
4. Die P-Wellen-Morphologie wird innerhalb jeder der 12 EKG-Ableitungen unter den 10 (bis 1000) konsekutiv aufgenommenen P-Wellen verglichen. Die häufigste, d.h. dominant wiederkehrende, P-Wellen-Morphologie wird bestimmt. Falls die P-Wellen-Morphologie in wenigstens einer Ableitung zu mehr als 15% von der„dominanten“ P-Wellen-Morphologie abweicht, so werden diese abweichenden Morphologien nicht für die Analyse genutzt. 4. The P-wave morphology is compared within each of the 12 ECG leads among the 10 (up to 1000) consecutively recorded P-waves. The most common, i.e. dominantly recurring, P-wave morphology is determined. If the P-wave morphology deviates by more than 15% from the “dominant” P-wave morphology in at least one derivative, these deviating morphologies are not used for the analysis.
Die vorstehenden Fälle geben Kriterien an, um die Analyse durchzuführen, jeweils bei Abwesenheit der unter 1 und 2 genannten Kriterien, und um Ableitungen von der Analyse auszuschließen, die zur Bestimmung der P-Wellendauer nicht geeignet sind. The above cases specify criteria for performing the analysis, in each case in the absence of the criteria listed under 1 and 2, and for excluding derivations from the analysis which are not suitable for determining the P-wave duration.
Folgende P-Wellen-Charakteristika sind mit Vorhandensein oder Abwesenheit von linksatrialer Fibrose (linksatriale Kardiomyopathie) assoziiert: The following P-wave characteristics are associated with the presence or absence of left atrial fibrosis (left atrial cardiomyopathy):
1. Kein Verdacht auf Fibrose im linken Atrium (LA) liegt vor, falls die Sinus-P- Wellen-Morphologie in den inferioren Ableitungen II, III, aVF monophasisch positiv ist und die P-Wellendauer kleiner 143 ms bei Frauen und kleiner 154ms bei Männern beträgt. 1. There is no suspicion of fibrosis in the left atrium (LA) if the sinus P-wave morphology in the inferior leads II, III, aVF is monophasic is positive and the P-wave duration is less than 143 ms for women and less than 154 ms for men.
2. Fibrose im linken Atrium (LA) liegt vor, falls die Gesamtdauer der Sinus-P- Welle aus den gewählten Ableitungen größer als 143 ms bei Frauen und größer als 153 ms bei Männern beträgt. 2. Fibrosis in the left atrium (LA) is present if the total duration of the sinus P wave from the selected leads is greater than 143 ms in women and greater than 153 ms in men.
3. LA-Fibrose liegt vor, falls die Sinus-P-Wellen-Morphologie positiv-negativ in zwei von drei Ableitungen II, III, aVF ist und zwar unabhängig von der P- Wellendauer. 3. LA fibrosis is present if the sinus P-wave morphology is positive-negative in two of three leads II, III, aVF, regardless of the P-wave duration.
4. Eine ausgeprägte LA-Fibrose liegt vor, falls die Sinus-P-Wellen-Morphologie eine späte P-Komponente besitzt. In diesen Fällen findet sich eine 4. Pronounced LA fibrosis is present if the sinus P wave morphology has a late P component. In these cases there is a
monophasische positive P-Welle in den Ableitungen II, III, AVF, die von einem isoelektrischen Intervall gefolgt ist, das wiederum von einer zeitlich monophasic positive P-wave in leads II, III, AVF, which is followed by an isoelectric interval, which in turn is temporal
abgesetzten P-Komponente in zwei der folgenden Ableitungen gefolgt wird: I, aVL, aVR, V1 -V6. Die gesamte P-Wellendauer inklusive der späten separated P component is followed in two of the following derivatives: I, aVL, aVR, V1 -V6. The entire P-wave duration including the late
Komponente ist i.d.R. größer 170 ms. Component is usually greater than 170 ms.
Die mit Hilfe des Auswahlmittels 4 selektierten EKG-Ableitungen 2', die wenigstens zwei EKG-Ableitungen jedoch maximal alle n-EKG-Ableitungen umfassen können, werden einer prozessorbasierten Analyseeinheit 5 zugeführt, die die EKG- Ableitungen 2' zur exakten Ermittlung der ersten und zweiten Zeitpunkte ti, t2 analysiert. Zu sämtlichen ausgewählten EKG-Ableitungen 2' wird jeweils der zeitliche Beginn sowie das zeitliche Ende der P-Welle exakt ermittelt. Aufgrund der The EKG leads 2 ' selected with the aid of the selection means 4, which can include at least two EKG leads but at most all n-EKG leads, are fed to a processor-based analysis unit 5, which uses the EKG leads 2 ' for the exact determination of the first and second times ti, t2 analyzed. The beginning and the end of the P-wave are determined exactly for all selected EKG leads 2 ' . Due to the
Zeitsynchronität aller EKG-Ableitungen wird jeweils der früheste erste Zeitpunkt aus allen zu den jeweils ausgewählten EKG-Ableitungen ermittelten ersten Zeitpunkten sowie ein jeweils spätester zweiter Zeitpunkt aus allen zu den jeweils ausgewählten EKG-Ableitungen ermittelten zweiten Zeitpunkten ermittelt. Der jeweils früheste erste sowie späteste zweite Zeitpunkt definieren den tatsächlichen zeitlichen Beginn sowie das zeitliche Ende der P-Welle und bestimmen somit die exakte P-Wellendauer PWD. Die im Rahmen der Analyseeinheit 5 ermittelte exakte P-Wellendauer PWD wird einem Komparator 6 zugeführt, der eine Abweichung zwischen der ermittelten P-Wellendauer PWD und einem Referenzwert bestimmt und unter Zugrundelegung eines zweiten Entscheidungskriteriums E2 ein Signal 7 generiert. Für den Fall, dass die ermittelte P-Wellendauer PWD größer als eine maximal vorgegebene Zeitspanne Atmax ist, so generiert der Komparator 6 das Signal 7. Typischerweise liegt die maximale Zeitspanne Atmax in einem Bereich zwischen 100 und 140 ms. The time synchronicity of all EKG leads is determined in each case by the earliest first point in time from all of the first points in time determined for the respectively selected EKG leads and a latest second point in time from all of the second times determined for the respectively selected EKG leads. The earliest first as well as the latest second point in time define the actual start and end of the P-wave and thus determine the exact P-wave duration PWD. The exact P-wave duration PWD determined in the context of the analysis unit 5 is fed to a comparator 6, which determines a deviation between the determined P-wave duration PWD and a reference value and is based on this a second decision criterion E2 generates a signal 7. In the event that the P-wave duration PWD determined is greater than a maximum predetermined time period At max , the comparator 6 generates the signal 7. The maximum time period Atmax is typically in a range between 100 and 140 ms.
Die Figuren 2a bis d zeigen jeweils Abbilder von Zwölfkanal-Elektrokardiogrammen, die an Personen mit unterschiedlich ausgeprägten atrialen Kardiomyopathien erkrankt sind. Die einzelnen EKG-Ableitungen entsprechen den nachfolgenden Standard EKG-Ableitungen: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 bis V6. FIGS. 2a to d each show images of twelve-channel electrocardiograms which are affected by people with differently pronounced atrial cardiomyopathies. The individual ECG leads correspond to the following standard ECG leads: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 to V6.
Im Rahmen von Anmelder-seitig an Patienten mit Pulmonalvenenisolation (PVI) durchgeführten Untersuchungen, bei denen dennoch PVI persistierendes As part of investigations carried out by the applicant on patients with pulmonary vein isolation (PVI), in which PVI nonetheless persisted
Vorhofflimmern (AF) auftritt, kristallisiert sich die begründete Annahme heraus, dass sich arrhythmogene langsamere Leitungsstellen innerhalb und an den If atrial fibrillation (AF) occurs, the well-founded assumption emerges that there are arrhythmogenic slower conduction points within and on the
Grenzbereichen des linksatrialen Niederspannungssubstrats ausbilden bzw. Train or develop border areas of the left atrial low-voltage substrate
ausgebildet haben. So korreliert ein fortgeschrittenes linksatriales have trained. This is how an advanced left atrial correlates
Niederspannungssubstrat mit einer verringerten Aktivierungsgeschwindigkeit des linken Vorhofs, d. h. die elektrische Reizsignalausbreitung, die am Sinusknoten initiert wird und sich über den rechten und linken Vorhof in Richtung des AV-Knotens ausbreitet, zeichnet sich in einer längeren Dauer der mit Hilfe eines 12-Kanal EKGs aufgezeichneten P-Wellendauer ab. Low voltage substrate with a reduced rate of activation of the left atrium, i.e. H. the electrical stimulus signal propagation, which is initiated at the sinus node and spreads over the right and left atrium in the direction of the AV node, is reflected in a longer duration of the P-wave duration recorded with the help of a 12-channel EKG.
In den Figuren 2 a bis d sind 12-Kanal-Oberflächen-EGKs jeweils von Patienten dargestellt, die repräsentativ für unterschiedliche Schweregrade hinsichtlich der Ausbildung von arrhythmogenen, Fibrose-reichen langsameren Leitungsstellen innerhalb des linksatrialen Niederspannungssubstrats sind. Zusätzlich sind in den Figuren 2 a-d zuoberst jeweils die Signalpegel zweier intrakardialer FIGS. 2 a to d each show 12-channel surface EGKs from patients that are representative of different degrees of severity with regard to the formation of arrhythmogenic, fibrosis-rich, slower conduction points within the left atrial low-voltage substrate. In addition, the signal levels of two intracardiac signals are at the top in FIGS. 2 a-d
Katheterableitungen gezeigt, die als Referenzsignale jeweils das tatsächliche zeitliche Ende der P-Welle markieren. Catheter leads are shown which, as reference signals, mark the actual end of the P wave.
Fig. 2a zeigt das EKG eines unkritischen Patienten, mit einem Herz ohne 2a shows the EKG of a non-critical patient with a heart without
nennenswerte Reizsignalausbreitungsverzögerungen im linken Vorhof ohne Narben- /Fibroseareale. Die P-Welle zeichnet sich in den EKG-Ableitungen II, III, aVF, V2-V6 als eine P-Welle mit normaler Morphologie, in Form einer positiven P-Welle ab. Für eine exakte Bestimmung der P -Wellendauer von, in diesem Fall, 133 ms dient die EKG-Ableitung II zur Bestimmung des zeitlichen Beginns der P-Welle, d.h. der erste Zeitpunkt t1 sowie die EKG-Ableitung V4 zur Festlegung des zeitlichen Endes der P- Welle, d.h. der zweite Zeitpunkt. Significant stimulus signal propagation delays in the left atrium without scarring / Fibrosis areas. The P-wave can be seen in the EKG leads II, III, aVF, V2-V6 as a P-wave with normal morphology, in the form of a positive P-wave. For an exact determination of the P wave duration of, in this case, 133 ms, the EKG lead II is used to determine the start of the P wave, ie the first point in time t1 and the EKG lead V4 to determine the end of the P - wave, ie the second point in time.
Fig. 2b zeigt ein EKG eines Patienten mit beginnenden fibrotischen Fig. 2b shows an EKG of a patient with incipient fibrotic
Gewebeveränderungen im linken Vorhof, die zum einen zu einer Veränderung der sich ausbildenden P-Wellen-Morphologie führen, im Sinne eines mehrgipfeligen Wellenverlaufes, siehe die EKG-Ableitungen II, III, aVF sowie zu einer Verlängerung der P-Wellendauer, in diesem Fall von 174 ms. Für eine exakte Bestimmung der P- Wellendauer dient hier die EKG-Ableitung I & V2 zur Bestimmung des zeitlichen Beginns der P-Welle, d.h. der erste Zeitpunkt t1 sowie die EKG-Ableitung V5 zur Festlegung des zeitlichen Endes der P-Welle, d.h. der zweite Zeitpunkt. Tissue changes in the left atrium, which on the one hand lead to a change in the developing P-wave morphology, in the sense of a multi-peak wave course, see ECG leads II, III, aVF as well as an extension of the P-wave duration, in this case from 174 ms. For an exact determination of the P-wave duration, the EKG lead I & V2 is used to determine the temporal start of the P-wave, i.e. the first point in time t1 as well as the EKG lead V5 to determine the end of the P-wave, i.e. the second point in time.
Fig. 2c zeigt ein EKG eines Patienten mit fortgeschrittenen fibrotischen Fig. 2c shows an EKG of a patient with advanced fibrotic
Gewebeveränderungen im linken Vorhof, die zu einer nachlassenden Tissue changes in the left atrium leading to diminishing
Reizsignalausbreitung und vor allem messtechnisch nur schwer nachweisbaren Signaldetektion führen, sodass in vielen EKG-Ableitungen die Ausprägung des P- Welle im linken Vorhof nicht oder nur sehr schlecht detektierbar ist. Eine exakte Analyse der EKG-Ableitungen lassen in den Ableitungen I, aVL, V3-V6 noch terminale P-Wellenanteile erkennen, die nur im Wege einer starken Amplifikation visuell erkennbar sind. Für eine exakte Bestimmung der P-Wellendauer dient hier die EKG-Ableitung V4 zur Bestimmung des zeitlichen Beginns der P-Welle, d.h. der erste Zeitpunkt h sowie die EKG-Ableitung I zur Festlegung des zeitlichen Endes der P-Welle, d.h. der zweite Zeitpunkt. Die P-Wellendauer beträgt in diesem Fall 172 ms. Stimulus signal propagation and, above all, signal detection that is difficult to detect using measurement technology, so that in many ECG recordings the expression of the P-wave in the left atrium cannot be detected, or only very poorly. An exact analysis of the EKG leads reveals terminal P-wave components in leads I, aVL, V3-V6, which can only be visually recognized by means of strong amplification. For an exact determination of the P-wave duration, the EKG lead V4 is used here to determine the start of the P-wave, i.e. the first point in time h as well as the EKG lead I to determine the end of the P-wave, i.e. the second point in time. The P-wave duration in this case is 172 ms.
Fig. 2d zeigt ein EKG eines Patienten mit stark fortgeschrittener fibrotischer Fig. 2d shows an EKG of a patient with very advanced fibrotic
Gewebeveränderung im linken Vorhof. Dies führt zu einer stark reduzierten und sich schwach abbildenden Reizausbreitung. Eine exakte Analyse der EKG-Ableitungen lassen in den Ableitungen I, V5 noch P-Wellenanteile erkennen, die nur im Wege einer starken Amplifikation visuell erkennbar sind. Für eine exakte Bestimmung der P-Wellendauer dient hier die EKG-Ableitung V5 zur Bestimmung des zeitlichen Beginns der P-Welle, d.h. der erste Zeitpunkt ti sowie die EKG-Ableitung I, V4 - V6 zur Festlegung des zeitlichen Endes der P-Welle, d.h. der zweite Zeitpunkt. Die P- Wellendauer beträgt in diesem Fall 160 ms. Tissue changes in the left atrium. This leads to a greatly reduced and weakly reproduced stimulus spread. An exact analysis of the ECG leads can still detect P-wave components in leads I, V5, which only get in the way a strong amplification are visually recognizable. For an exact determination of the P-wave duration, the EKG lead V5 is used to determine the beginning of the P-wave, i.e. the first point in time ti and the EKG lead I, V4 - V6 to determine the end of the P-wave, ie the second point in time. The P-wave duration in this case is 160 ms.
Die vorstehenden Beispiele verdeutlichen die Schwierigkeit und die daraus begründete Notwendigkeit die P-Wellendauer exakt zu ermitteln. Beispielsweise im Falle eines Patienten mit einem EKG gemäß Fig. 2c und 2d würde eine zeitlich zu frühe Festlegung des zeitlichen Endes t2 der P-Welle zur einer schwerwiegenden Fehldiagnose führen, zumal in diesen Fällen die sich nach der sich monophasig ausbildenden P-Welle zeitlich anschließenden und sich mit einem geringen The above examples illustrate the difficulty and the necessity of determining the P-wave duration exactly. For example, in the case of a patient with an EKG according to FIGS. 2c and 2d, setting the temporal end t2 of the P-wave too early would lead to a serious misdiagnosis, especially since in these cases the P-wave that follows in time after the monophasic P-wave and deal with a minor
Signalpegel auszeichnenden Zeitsignale bei einer oberflächigen Analyse nicht beachtet werden, so dass die P-Wellendauer als zu kurz festgelegt würde. In einem solchen Fall würde die Diagnose den Patienten vollkommen zu Unrecht als gesundheitlich nicht gefährdet bewerten. Time signals characterizing signal levels are not taken into account in a superficial analysis, so that the P-wave duration would be defined as too short. In such a case, the diagnosis would completely wrongly assess the patient as not at risk for health.
Im Wege der digitalen Signalauswertung unter Zugrundelegung der lösungsgemäßen Analyseeinheit, die die Signalpegel der Zeitsignale exakt auf By way of digital signal evaluation, based on the analysis unit according to the solution, which exactly determines the signal level of the time signals
Signalpegelschwankungen im Bereich der doppelten Signalpegelhöhe im Vergleich zum iso-elektrischen Signalpegel auswertet, können zur P-Welle zugehörige atriale Flerzaktivitäten exakt erfasst und zur Festlegung des zeitlichen Endes der P-Welle herangezogen werden. When evaluating signal level fluctuations in the range of twice the signal level compared to the iso-electrical signal level, atrial heart activities associated with the P-wave can be precisely recorded and used to determine the end of the P-wave.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Mittel zur Bereitstellung eines am Individuum erfassten EKG's1 means for providing a detected at individual ECG's
2 EKG-Ableitung 2 ECG lead
3 Sinusrhythmus eines Herzschlages 3 Sinus rhythm of a heartbeat
4 Auswahlmittel 4 means of selection
5 Analyseeinheit 5 analysis unit
6 Komparator 6 comparator
7 Signal 7 signal
2' ausgewählte EKG-Ableitungen 2 ' selected ECG leads
E1 erstes Entscheidungskriterium E1 first decision criterion
E2 zweites Entscheidungskriterium E2 second decision criterion
PWD Pulswellendauer PWD pulse wave duration
ISO isoelektrischer Signalpegel ISO isoelectric signal level
t1 erster Zeitpunkt t1 first point in time
t2 zweiter Zeitpunkt t2 second point in time
Ati erste Zeitspanne Ati first period
At2 zweite Zeitspanne At2 second time span

Claims

Patentansprüche Claims
1. System zur Prädiktion wenigstens einer kardiologischen Dysfunktion eines 1. System for predicting at least one cardiac dysfunction of a
Individuums mit Individual with
einem Mittel (1 ) zur Bereitstellung eines am Individuum erfassten EKGs, das eine Anzahl n zeitsynchroner EKG-Ableitungen (2) aufweist, die jeweils eine zeitliche Abfolge von einen Sinusrhythmus (3) eines Herzschlages des Individuums repräsentierenden Zeitsignalen umfassen, denen in zeitlicher Abfolge zumindest eine P-Welle, ein QRS-Komplex sowie eine T-Welle zuordenbar sind, a means (1) for providing an EKG recorded on the individual, which has a number n of time-synchronous EKG leads (2), each of which comprises a time sequence of time signals representing a sinus rhythm (3) of a heartbeat of the individual, which in time sequence at least a P-wave, a QRS-complex and a T-wave can be assigned,
einem Auswahlmittel (4) , das aus der Anzahl n bereitgestellter EKG-Ableitungen unter Zugrundelegung eines ersten Entscheidungskriteriums wenigstens zwei EKG-Ableitungen auswählt, a selection means (4) which selects at least two ECG leads from the number n provided EKG leads on the basis of a first decision criterion,
einer Analyseeinheit (5), die die ausgewählten EKG-Ableitungen jeweils in folgender Weise analysiert: an analysis unit (5) which analyzes the selected ECG leads in the following way:
a) Ermitteln eines iso-elektrischen Signalpegels anhand der Zeitsignale einer der ausgewählten EKG-Ableitungen, a) Determining an iso-electrical signal level based on the time signals of one of the selected EKG leads,
b) Ermitteln eines zeitlich vor dem QRS-Komplex liegenden ersten Zeitpunktes, ab dem die Zeitsignale der ausgewählten EKG-Ableitung einen vom iso elektrischen Signalpegel abweichenden Signalpegel aufweisen, b) determining a first point in time before the QRS complex from which the time signals of the selected EKG lead have a signal level that deviates from the iso-electrical signal level,
c) Ermitteln eines dem ersten Zeitpunkt zeitlich nachfolgenden und zeitlich vor dem QRS-Komplex liegenden zweiten Zeitpunktes, an dem die Zeitsignale der ausgewählten EKG-Ableitung ausgehend von einem vom iso-elektrischen c) Determining a second time following the first time and before the QRS complex at which the time signals of the selected EKG lead are based on one of the iso-electrical
Signalpegel abweichenden Signalpegel wieder den iso-elektrischen Signalpegel annehmen, Signal level deviating from the signal level assume the iso-electrical signal level again,
d) Durchführen der Ermittlungsschritte a) bis c) für alle ausgewählten EKG- Ableitungen, d) Carrying out the determination steps a) to c) for all selected ECG leads,
e) Ermitteln eines frühesten ersten Zeitpunktes aus allen zu den jeweils ausgewählten EKG-Ableitungen ermittelten ersten Zeitpunkten und eines spätesten zweiten Zeitpunktes aus allen zu den jeweils ausgewählten EKG- Ableitungen ermittelten zweiten Zeitpunkten, e) determining an earliest first point in time from all the first points in time determined for the respectively selected EKG leads and a latest second point in time from all second points in time determined for the respectively selected EKG leads,
f) Ermitteln einer durch den frühesten ersten und spätesten zweiten Zeitpunkt begrenzten Zeitspanne, die der sogenannten P-Wellendauer (PWD) entspricht, sowie einem Komparator (6), der eine Abweichung zwischen der ermittelten P-Wellendauer (PWD) und einem Referenzwert ermittelt und unter Zugrundelegung eines zweiten Entscheidungskriteriums ein Signal generiert. f) determining a period of time which is limited by the earliest first and latest second point in time and which corresponds to the so-called P-wave duration (PWD), and a comparator (6) which determines a deviation between the determined P-wave duration (PWD) and a reference value and generates a signal on the basis of a second decision criterion.
2. System nach Anspruch 1 , 2. System according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bereitstellung des am Individuum erfassten EKGs in Form eines a) digitalen n-Kanal-EKG-Aufnahmegerätes, , oder b) eines Speichermediums ausgebildet ist, auf dem die n EKG-Ableitungen in digitaler Form gespeichert sind oder c) eines Körperoberflächen-EKG-Aufnahmesystems, das n multiple Elektroden nutzt, um die Elektrischen Flerzerregungen aufzuzeichnen. characterized in that the means for providing the EKG recorded on the individual is in the form of a) digital n-channel EKG recording device, or b) a storage medium on which the n EKG leads are stored in digital form, or c ) a body surface EKG recording system that uses n multiple electrodes to record the electrical stimuli.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, 3. System according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bereitstellung des am Individuum erfassten EKGs die n EKG-Ableitungen mit einer Abtastrate von wenigstens 500 Hz, vorzugsweise von wenigstens 1000 Flz bereitstellt. characterized in that the means for providing the EKG recorded on the individual provides the n EKG leads with a sampling rate of at least 500 Hz, preferably of at least 1000 Hz.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. System according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bereitstellung des am Individuum erfassten EKGs die n EKG-Ableitungen in amplifizierter Form bereitstellt, in der die am Individuum erfassten n EKG-Ableitungen in Bezug auf die den Zeitsignalen zuordenbaren Signalpegel mit einem Verstärkungsfaktor von wenigstens 4, vorzugsweise von wenigstens 8 verstärkt characterized in that the means for providing the EKG recorded on the individual provides the n EKG leads in amplified form, in which the n EKG leads recorded on the individual with a gain factor of at least 4, preferably of, in relation to the signal level that can be assigned to the time signals at least 8 reinforced
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. System according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinheit vor dem Ermittlungsschritt a) die Zeitsignale von einer Abfolge von wenigstens zwei, vorzugsweise 10 bis 1000 Sinusrhythmen des Herzschlages des Individuums überlagert und mittelt zum Erhalt von für jede ausgewählte EKG-Ableitung zeitsynchrone Zeitsignalen, die den characterized in that the analysis unit, prior to the determination step a), superimposes the time signals of a sequence of at least two, preferably 10 to 1000 sinus rhythms of the heartbeat of the individual and averages them to obtain time-synchronous time signals for each selected EKG lead, which correspond to the
Sinusrhythmus des Herzschlages des Individuums repräsentieren und die den Ermittlungsschritten a) bis f) zugrunde liegen. Represent the sinus rhythm of the heartbeat of the individual and on which the determination steps a) to f) are based.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. System according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass dem im Auswahlmittel implementierten ersten Entscheidungskriterium ein Referenz-Zeitsignalmuster von einer Sinusrhythmus-P- Welle zugrunde liegt, das im Rahmen einer Mustererkennung mit den EKG- Ableitungen verglichen wird, und dass das Auswahlmittel anhand eines characterized in that the first decision criterion implemented in the selection means is based on a reference time signal pattern from a sinus rhythm P-wave, which is compared with the EKG leads within the framework of a pattern recognition, and that the selection means based on a
vorgegebenen Ähnlichkeitsgrades geeignete EKG-Ableitungen auswählt. given degree of similarity selects suitable EKG leads.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. System according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseeinheit (5) die ausgewählten EKG- Ableitungen zur Ermittlung des jeweils ersten und zweiten Zeitpunktes wie folgt auswertet: characterized in that the analysis unit (5) evaluates the selected EKG leads to determine the respective first and second point in time as follows:
- Zum Ermitteln des ersten Zeitpunktes, an dem der Signalpegel des Zeitsignals vom iso-elektrischen Signalpegel zu einem positiv größeren Signalpegel abweicht, besitzen die innerhalb einer sich an den ersten Zeitpunkt - To determine the first point in time at which the signal level of the time signal deviates from the iso-electrical signal level to a positively greater signal level, the within one point at the first point in time
unmittelbar anschließenden erste Zeitspanne liegenden, nachfolgenden Zeitsignale jeweils einen positiv zunehmenden Signalpegel, und immediately following the first time period, subsequent time signals each have a positively increasing signal level, and
- Zum Ermitteln des zweiten Zeitpunktes, weisen die innerhalb einer sich an den zweiten Zeitpunkt anschließenden zweiten Zeitspanne liegenden - To determine the second point in time, the point within a second time period following the second point in time
Zeitsignale den iso-elektrischen Signalpegel auf oder sind durch den Beginn des Kammerkomplexes (QRS) begrenzt. Time signals have the iso-electrical signal level or are limited by the beginning of the ventricular complex (QRS).
8. System nach Anspruch 7, 8. System according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zeitspanne zwischen 40 ms bis 80 ms liegt, und characterized in that the first time period is between 40 ms and 80 ms, and
dass die zweite Zeitspanne bei Vorliegen eines isoelektrischen Signals wenigstens 4 ms misst. that the second time span measures at least 4 ms in the presence of an isoelectric signal.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. System according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bereitstellung des am Individuum erfassten EKGs n=12 EKG-Ableitungen umfasst, die den nachfolgenden 12-Standard EKG-Standardableitungen nach Einthoven, Goldberger und Wilson entsprechen: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 - V6. characterized in that the means for providing the EKG recorded on the individual comprises n = 12 EKG leads which correspond to the following 12 standard EKG standard leads according to Einthoven, Goldberger and Wilson: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1 - V6.
10. System nach Anspruch 9, 10. System according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das im Auswahlmittel implementierte zweite characterized in that the second implemented in the selection means
Entscheidungskriterium die Auswahl aus den n-EKG Ableitungen unter Maßgabe wenigstens eines der folgenden Kriterien trifft: The decision criterion is the selection from the n-ECG leads based on at least one of the following criteria:
- Zum Ermitteln des ersten Zeitpunktes werden wenigstens zwei der - At least two of the
nachfolgenden EKG-Ableitungen herangezogen: the following ECG leads are used:
II, III, aVF, aVR, V1 , V2 II, III, aVF, aVR, V1, V2
- Zum Ermitteln des zweiten Zeitpunktes werden wenigstens zwei der - To determine the second point in time, at least two of the
nachfolgenden EKG-Ableitungen herangezogen: the following ECG leads are used:
II, III, aVR, aVL, aVF, V2 bis V6 II, III, aVR, aVL, aVF, V2 to V6
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 11. System according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, das Mittel zur Bereitstellung des am Individuum erfassten EKGs wenigstens n=3 EKG-Ableitungen umfasst, und characterized in that the means for providing the EKG recorded on the individual comprises at least n = 3 EKG leads, and
dass das im Auswahlmittel implementierte zweite Entscheidungskriterium die that the second decision criterion implemented in the selection means the
Auswahl aus den n-EKG Ableitungen unter Maßgabe wenigstens eines der folgenden Kriterien trifft: Selection from the n-ECG leads based on at least one of the following criteria:
- Zum Ermitteln des ersten und zweiten Zeitpunktes werden wenigstens zwei der nachfolgenden EKG-Ableitungen herangezogen: - At least two of the following ECG leads are used to determine the first and second point in time:
Inferiore, laterale, infero-laterale, superolaterale oder anteriore EKG-Ableitung, wobei die zugehörigen EKG-Elektroden jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Null-Potenzial-Linie des Flerzfeld angebracht sind. Inferior, lateral, inferolateral, superolateral or anterior EKG lead, with the associated EKG electrodes being attached to opposite sides of the zero potential line of the Flerzfeld.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , 12. System according to one of claims 1 to 11,
dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Entscheidungskriterium eine maximale Zeitspanne Atmax zugrunde liegt, für die gilt: 100 < Atmax ^ 140 ms, und characterized in that the second decision criterion is based on a maximum time period At max , for which the following applies: 100 <At max ^ 140 ms, and
dass im Falle, dass die ermittelte P-Wellendauer (PWD) größer Atmax ist, der Komparator das Signal generiert. that in the event that the determined P-wave duration (PWD) is greater than Atmax, the comparator generates the signal.
13. System nach ein der Ansprüche 1 bis 12, 13. System according to one of claims 1 to 12,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Integrator vorgesehen ist, der unter characterized in that an integrator is provided under
Zugrundelegung der jeweils die ermittelte P-Wellendauer zeitlich begrenzenden ersten und zweiten Zeitpunktes einen Integralwert (AUC) über die zeitliche Abfolge der Zeitsignale innerhalb der P-Wellendauer erstellt, Based on the first and second points in time that limit the P-wave duration, an integral value (AUC) is created over the time sequence of the time signals within the P-wave duration,
und dass der Komparator oder ein weitere Komparator den Integralwert mit einem Referenzwert vergleicht und unter Zugrundelegung eines dritten and that the comparator or a further comparator compares the integral value with a reference value and on the basis of a third
Entscheidungskriteriums das Signal generiert. Decision criterion generates the signal.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, 14. System according to one of claims 1 to 13,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Integrator vorgesehen ist, der unter characterized in that an integrator is provided under
Zugrundelegung der jeweils die ermittelte P-Wellendauer zeitlich begrenzenden ersten und zweiten Zeitpunktes einen Integralwert (AUC) über die zeitliche Abfolge der Zeitsignale innerhalb der P-Wellendauer erstellt, Based on the first and second points in time that limit the P-wave duration, an integral value (AUC) is created over the time sequence of the time signals within the P-wave duration,
dass ein Dividierer vorgesehen ist, der die maximale oder mittlere P-Wellen- Amplitude aus der gesamten P-Wellen oder einem ausgewählten Anteil davon durch die ermittelte Gesamt-P-Wellendauer oder der ausgewählten P-Wellenanteils dividiert und einen Verhältniswert ermittelt, und that a divider is provided which divides the maximum or mean P-wave amplitude from the total P-waves or a selected portion thereof by the determined total P-wave duration or the selected P-wave portion and determines a ratio, and
dass der Komparator oder ein weiterer Komparator den Verhältniswert mit einem Referenzwert vergleicht und unter Zugrundelegung eines dritten that the comparator or another comparator compares the ratio value with a reference value and on the basis of a third
Entscheidungskriteriums das Signal generiert. Decision criterion generates the signal.
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FI113835B (en) * 2003-04-10 2004-06-30 Pentti Korhonen Cardiac analysis method for monitoring atrial arrhythmias, involves focusing cardiac analysis to dynamic changes of configuration of P-wave of ECG signal, and comparing every detected P-wave to reference P-wave in defined time period

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