FI110405B - A method for continuously monitoring heart rate - Google Patents
A method for continuously monitoring heart rate Download PDFInfo
- Publication number
- FI110405B FI110405B FI991570A FI991570A FI110405B FI 110405 B FI110405 B FI 110405B FI 991570 A FI991570 A FI 991570A FI 991570 A FI991570 A FI 991570A FI 110405 B FI110405 B FI 110405B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- impedance
- measurement
- signal
- ecg
- measurement method
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 72
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 26
- 238000002565 electrocardiography Methods 0.000 claims description 22
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims description 18
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 16
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 2
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims 1
- 230000035565 breathing frequency Effects 0.000 claims 1
- 238000002489 impedance cardiography Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000008784 apnea Diseases 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000422 nocturnal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 description 1
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000004202 respiratory function Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/029—Measuring or recording blood output from the heart, e.g. minute volume
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0295—Measuring blood flow using plethysmography, i.e. measuring the variations in the volume of a body part as modified by the circulation of blood therethrough, e.g. impedance plethysmography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
- A61B5/0535—Impedance plethysmography
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Physiology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
110405110405
MENETELMÄ SYDÄMEN LYÖNTITILAVUUDEN JATKUVAKSI SEURAAMISEKSIMETHOD FOR CONTINUOUS MONITORING OF HEART RATE
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä.The invention relates to a method as defined in the preamble of claim 1.
5 Entuudestaan tunnetaan, että sydämen lyönti- tilavuutta (engl. cardiac output, CO) voidaan monitoroida usealla eri menetelmällä, joita on sekä noninva-siivisia että invasiivisia, epäjatkuvia ja jatkuvia.It is known in the art that cardiac output (CO) can be monitored by a variety of methods, both noninvasive and invasive, discontinuous and continuous.
Eräs tunnettu jatkuva, noninvasiivinen sydä-10 men lyöntitilavuuden mittausmenetelmä perustuu vartalon impedanssimittaukseen. Impedanssikardiografisessa mittauksessa potilaan ylävartaloon asetetaan elektrodeja, joiden välistä impedanssia mitataan. Mitatussa sähköisessä impedanssissa on jaksottaisia muutoksia 15 sydämen toiminnasta johtuen, mikä sallii sydämen lyöntitilavuuden laskemisen teoreettisiin malleihin ja em-piirisiin kaavoihin perustuen. Impedanssikardiografia-menetelmän periaatteita on selostettu esim. teoksessa : .·. "Principles and Practice of Intensive Care Monito- • 20 ring". Martin J. Tobin. McCraw-Hill 1998. ISBN:007- ... 0650942, ss. 915-921. johon tässä viitataan.One known continuous, non-invasive method of measuring cardiac output volume is based on body impedance measurement. In impedance cardiographic measurement, electrodes between which impedance is measured are placed on the patient's upper body. The measured electrical impedance exhibits periodic changes due to the operation of the heart, which allows the heart rate to be calculated based on theoretical models and empirical formulas. The principles of impedance cardiography are described, for example, in:. Principles and Practice of Intensive Care Moni- • 20 ring. Martin J. Tobin. McCraw-Hill 1998. ISBN: 007- ... 0650942, ss. 915-921. referred to herein.
';* * Impedanssimittauksen etuna on yksinkertai- * suus, ja että sydämen lyönti tilavuutta voidaan sen avulla mitata jatkuvasti ja nopeasti noninvasiivises- :: : 25 ti. Sen merkittävänä haittana on kuitenkin epätark- kuus, koska empiirisissä kaavoissa käytettävät korja-uskertoimet perustuvat oletuksiin ja ovat epätarkkoja.The advantage of impedance measurement is its simplicity, and that it can be used to measure continuously and rapidly non-invasive heart rate. However, it has the significant disadvantage of being inaccurate because the correction factors used in the empirical formulas are based on assumptions and are inaccurate.
* Mm. potilaan paino, asento, elektrodien sijoitus yms *···’ seikat ja näiden pienetkin muutokset vaikuttavat mit- 30 taustulokseen. Impedanssikardiograf ia on erittäin .·*·. herkkä kehon rakenteelle, potilaan kehonestepitoisuu- delle, lihavuudelle sekä asennolle.* Among other things, the patient's weight, position, electrode placement, etc. * ··· ', and even minor changes to these, affect the background result. Impedance cardiography is extremely. · * ·. sensitive to body structure, patient body fluid level, obesity, and posture.
Eräs tunnettu epäjatkuva, invasiivinen menetelmä on ns. bolus-termodiluutio, eli lämpölaimennus-35 menetelmä, jossa kylmän suolaliuosboluksen sekoittu mista seurataan sydänvaltimokatetrin päässä olevalla 110405 2 termistorilla. Menetelmä on rutiinikäytössä. Sen pää-puutteet ovat jatkuvuuden puute sekä invasiivisuus.One known discontinuous, invasive method is the so-called. bolus thermodilution, a heat dilution-35 method in which mixing of cold saline bolus is monitored with a 110405 2 thermistor at the end of a coronary catheter. The method is in routine use. Its main shortcomings are lack of continuity and invasiveness.
On olemassa myös jatkuva termodiluutiomene-telmä, jossa verta lämmitetään sähkövastuksella, mutta 5 varjopuolena on vielä suurempi invasiivisuusaste, kallis katetri (noin kolme kertaa tavallisen termodiluu-tiokatetrin hintainen) sekä hidas responssi aikavakio (3-6 min). Termodiluutiomittausmenetelmiä öin selostettu esim. teoksessa "Principles and Practice of In-10 tensive Care Monitorina", Martin J. Tobin, McCraw-Hill 1998. ISBN:0070650942. ss. 801-805. johon tässä viitataan.There is also a continuous thermodilution method where blood is heated by electrical resistance, but the 5 drawbacks are an even higher degree of invasiveness, an expensive catheter (about three times the cost of a conventional thermodilution catheter), and a slow response time constant (3-6 min). Nocturnal thermodilution measurement methods are described, for example, in "Principles and Practice of In-10 Intensive Care Monitor," by Martin J. Tobin, McCraw-Hill 1998. ISBN: 0070650942. ss. 801-805. referred to herein.
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat.The object of the invention is to eliminate the above disadvantages.
15 Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jolla suhteellisen epätarkasta ja ... erilaisille vaikutuksille herkästä impedanssimittauk- sesta saatavaa lyöntitilavuustietoa saadaan tarpeen : “ mukaan tarkennettua.In particular, it is an object of the present invention to provide a method for obtaining, as necessary, relatively accurate and ... impulse volume information obtained from impedance measurement sensitive to various effects.
t » : 20 Edelleen keksinnön tarkoituksena on poistaa tähänastinen tarve käyttää impedanssimittausmenetelmän : : : vaatimia epätarkkoja empiirisiä kaavoja ja niiden vaa- timia korjauskertoimia.It is a further object of the invention to eliminate the hitherto need to use inaccurate empirical formulas and their required correction factors for the impedance measurement method.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnus- 25 omaisten seikkojen osalta viitataan oheisiin patentti-vaatimuksiin.As regards the features of the method according to the invention, reference is made to the appended claims.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä sydämen I '·· lyöntitilavuutta seurataan jatkuvasti mittaamalla lyöntitilavuutta jatkuvalla impedanssimittausmenetel-.’. 30 mällä. Keksinnön mukaisesti impedanssimittauksella saatua lyöntitilavuusarvoa kalibroidaan kvantitatiivi-’···’ sella toisella mittausmenetelmällä.In the method of the invention, the stroke volume of the heart I '·· is continuously monitored by measuring the stroke volume by a continuous impedance measurement method.' 30 miles. According to the invention, the impulse volume value obtained by impedance measurement is calibrated by a quantitative measuring method · ···.
Keksinnön etuna on, että jatkuvalla impedanssimittauksella, joka ei ole kovin tarkka, saatavaa 35 lyöntitilavuustietoa voidaan tarkentaa tarkalla toisella mittausmenetelmällä suoritettavalla kalibrointi-mittauksella. Tarkentava toinen menetelmä voi olla 110405 3 jatkuva, mutta hitaampi, ts. toimia viiveellä, tai epäjatkuva. Edelleen vältetään sydämen lyöntitilavuu-den laskennassa empiiristen laskentakaavojen ja lukuisten korjauskerrointen käyttö. Keksintö tarjoaa 5 halvan ja yksinkertaisen jatkuvan mittauksen, jonka tuloksia voidaan tarpeen mukaan tarkentaa olosuhteiden niin vaatiessa, ja edullisesti tarvitsematta kiinnittää potilaaseen ylimääräisiä antureita.An advantage of the invention is that the 35 stroke volume information obtained by continuous impedance measurement, which is not very accurate, can be refined by accurate calibration measurement by another measuring method. The second refining method may be 110405 3 continuous, but slower, i.e. delayed, or discontinuous. Further, the use of empirical formulas and multiple correction factors in the calculation of heart rate is avoided. The invention provides a cheap and simple continuous measurement, the results of which can be refined as required under the circumstances and preferably without the need for attaching additional sensors to the patient.
Menetelmän eräässä sovelluksessa kalibrointi-10 mittaus suoritetaan toisella mittausmenetelmällä ennalta määrätyin aikavälein. Kalibrointimittaus voidaan toistaa jaksottaisesti säännöllisin aikavälein tai satunnaisesti epäsäännöllisin aikavälein.In one embodiment of the method, the calibration-10 measurement is performed by another measurement method at predetermined time intervals. The calibration measurement can be repeated periodically at regular intervals or randomly at irregular intervals.
Menetelmän eräässä sovelluksessa impedanssi-15 mittausmenetelmällä saadun lyöntitilavuusarvon muutok sia havainnoidaan, ja kalibrointimittaus suoritetaan toisella mittausmenetelmällä tarpeen mukaan, kun impe-;··’ danssimittauksella saatu sydämen lyöntitilavuusarvo muuttuu. Edullisesti annetaan hälytys esim. potilas-,i : 20 valvontaa suorittavalle hoitohenkilökunnalle impedans- :”· simittausmenetelmällä saadun lyöntitilavuusarvon muut- T: tuessa. Hälytyksen perusteella hoitohenkilökunta suo- j’: rittaa hälytyksen perusteella kalibrointimittauksen mainitulla toisella mittausmenetelmällä.In one embodiment of the method, changes in the stroke volume value obtained by the impedance-15 measurement method are observed, and the calibration measurement is performed by another measuring method as needed, as the heart rate value obtained by the impedance-dance measurement changes. Preferably, an alert is given, for example, to patient, i: 20 monitoring nursing staff, in the event of a change in the impedance of the impedance: "· simulation method. Based on the alarm, the medical staff protects the calibration measurement based on the alarm by said second measuring method.
... 25 Menetelmän eräässä sovelluksessa toinen mit- tausmenetelmä on impedanssimittausmenetelmää tarkempi I · invasiivinen mittausmenetelmä, kuten termodiluutiome-netelmä. Jos käytetään termodiluutiomenetelmää, niin sellaisena voi olla joko jatkuva ja hidas sähkölämmit-30 teinen termodiluutiomenetelmä tai epäjatkuva bolus- termodiluutiomenetelmä. Sähkölämmitteinen termodiluu-tio on jatkuva, paljon keskiarvoistusta vaativa, tarkka ja hidas menetelmä, joka mittaa sydämen lyöntitila-vuutta 3 - 6 minuutin viiveellä. Hitaudesta johtuen 35 äkillinen lyöntitilavuuden muutos havaitaan esim. 3 minuutin kuluttua. Yhdessä impedanssimenetelmän kanssa käytettynä sillä on etuna, että epätarkan mutta nopean 110405 4 impedanssimittauksen perusteella saadaan nopea ja aikainen varoitus siitä, että lyöntitilavuus näyttää olevan muuttumassa, johon voidaan siten kiinnittää huomiota, ja sitten pienen viiveen, esim. 3 minuutin 5 kuluttua, mittaustulos tarkentuu automaattisesti säh kölämmitteisen jatkuvan termodiluutiomenetelmän avulla ja saadaan tarkka varmistus muutoksista.... 25 In one embodiment of the method, the second measurement method is an I · invasive measurement method, more precise than the impedance measurement method, such as the thermodilution method. If a thermodilution method is used, it can be either a continuous and slow electrothermic thermodilution method or a continuous bolus thermodilution method. Electrically heated thermodilution is a continuous, highly averaging, accurate, and slow method that measures heart rate with a delay of 3 to 6 minutes. Due to the slowness, 35 sudden changes in the stroke volume are observed, e.g., after 3 minutes. Used in combination with the impedance method, it has the advantage that inaccurate but fast 110405 4 impedance measurements provide a quick and early warning that the stroke volume seems to be changing and can thus be noted, and then, after a slight delay, e.g. electrically heated continuous thermodilution process and provides accurate confirmation of changes.
Toinen mittausmenetelmä voi olla jokin muukin sopiva tunnettu mittausmenetelmä, kuten väri-10 indikaattorilaimennusmenetelmä, sähkömagneettinen vir-tausmittaus (electromagnetic flowmetry), ns. Fick-menetelmä tai jokin muu.The second measuring method may be another suitable known measuring method, such as the color-10 indicator dilution method, electromagnetic flowmetry, so-called. Fick method or whatever.
Menetelmän eräässä sovelluksessa mitataan potilaasta impedanssisignaali, ja suodatetaan impedans-15 signaalista impedanssikardiografinen signaali, josta määritetään lyöntitilavuusarvo.In one embodiment of the method, an impedance signal is measured from a patient, and an impedance cardiographic signal is filtered from the impedance-15 signal to determine a beat volume value.
... Menetelmän eräässä sovelluksessa impedans- ;·*’ sisignaalista suodatetaan impedanssirespiraatiosignaa- : li, josta määritetään hengitystaajuusarvo.... In one embodiment of the method, an impedance signal is filtered from an internal impedance · * 'signal to determine a respiratory rate value.
: 20 Menetelmän eräässä sovelluksessa impedans- sisignaali mitataan elektrokardiografia- (EKG- ) standardin mukaisesti potilaaseen tavanomaisesti si-:*·*; joitettujen EKG-elektrodien avulla. Elektrodien si joittelussa ei tarvitse ottaa huomioon impedanssimit-25 tauksen lisävaatimuksia eikä sitä varten potilaaseen !., tarvitse kiinnittää lisäantureita, vaan impedanssimit- taus voidaan tehdä tavanomaisilla EKG-elektrodeilla.: 20 In one embodiment of the method, the impedance signal is measured according to an electrocardiography (ECG) standard in a patient conventionally si -: * · *; with ECG electrodes. Electrode placement does not need to take into account the additional requirements of impedance measurements, nor does it require additional sensors to be attached to the patient, but impedance measurement can be done with conventional ECG electrodes.
; '·· Menetelmän eräässä sovelluksessa mitataan elektrokardiografinen signaali. Impedanssisignaalista 30 suodatetaan impedanssikardiografinen signaali siten, että vain EKG-signaalista johdetun sydämen lyöntitaa-juuden lähellä olevat signaalitaajuudet päästetään läpi.; In an embodiment of the method, an electrocardiographic signal is measured. From the impedance signal 30, the impedance cardiographic signal is filtered so that only signal frequencies close to the heart rate derived from the ECG signal are passed through.
Menetelmän eräässä sovelluksessa impedanssi-35 kardiografinen signaali näytetään impedanssikardio- grammina samalla näytöllä elektrokardiogrammin kanssa.In one embodiment of the method, the impedance-35 cardiographic signal is displayed as an impedance cardiogram on the same screen as the electrocardiogram.
110405 5110405 5
Menetelmän eräässä sovelluksessa respiraa-tiosignaalia vastaava respiraatiokäyrä näytetään samalla näytöllä impedanssikardiogrammin ja/tai elektrokardiogrammin kanssa.In one embodiment of the method, the respiratory response corresponding to the respiration signal is displayed on the same screen as the impedance cardiogram and / or the electrocardiogram.
5 Menetelmän eräässä sovelluksessa sydämen lyön- titilavuusarvo lasketaan impedanssikardiografisesta signaalista respiraatiosignaalin perusteella määrätyn tietyn hengitysvaiheen aikana, edullisesti uloshengi-tyksen loppuvaiheen, aikana.In one embodiment of the method, the heart rate value is calculated from the impedance cardiographic signal based on the respiratory signal during a given respiratory phase, preferably during the final exhalation.
10 Menetelmän eräässä sovelluksessa impedanssi mitataan useasta elektrodikombinaatiosta, ja valitaan niistä johdetuista impedanssikardiografisistä signaaleista ennalta määrättyjen kriteerien mukaan paras, esim. suuriamplitudisin, tasaisin ja/tai eniten veren-15 painesignaalin näköisin, edelleen käsiteltäväksi.In one embodiment of the method, the impedance is measured from a plurality of electrode combinations and selected from the impedance cardiographic signals derived therefrom according to predetermined criteria, for best processing, e.g., high amplitude, steady and / or most blood-15 pressure signal.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti sovellutusesimerkkien avulla viittaamalla ·...· oheiseen piirustukseen, jossa '·· kuva 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mu- : 20 kaisen menetelmän erästä mittausjärjestelyä, ·;··; kuvat 2 ja 3 esittävät esimerkkejä tavanomai- sista impedanssikardiograf iässä käytettävistä elektro-·:·# disijoituksista, kuvat 4, 5 ja 6 esittävät standardia EKG- 25 elektrodien sijoittelua 3-kytkentäisessä mittausjär-'·* ' jestelyssä, v : kuva 7 esittää standardia EKG-elektrodien si- ·. joittelua 5-kytkentäisessä mittausjärjestelyssä, ···. kuva 8 esittää standardia EKG-elektrodien si- '·’ 30 joittelua 12-kytkentäisessä mittausjärjestelyssä, ja kuva 9 esittää samalle näytölle tulostettuja '"S elektrokardiogrammia EKG, impedanssia Z, joka sisältää respiraatiokomponentin resp ja impedanssikardiografi-sen IKG komponentin, sekä impedanssisignaalista suoda-35 tetut respiraatio- ja IKG-signaalikomponentit.In the following, the invention will be described in detail by way of example with reference to the accompanying drawing, in which: · Fig. 1 schematically illustrates a measuring arrangement of the method according to the invention, ·; ··; Figures 2 and 3 show examples of conventional electro ·: · # dislocations used in impedance cardiography, Figures 4, 5 and 6 show a standard ECG-25 electrode placement in a 3-lead measuring system, v: Figure 7 shows a standard ECG Electrode Screen- ·. in a 5-wire measurement system, ···. Fig. 8 shows a standard ECG electrode insertion in a 12-lead measurement system, and Fig. 9 shows an electrocardiogram S of ECG printed on the same screen, impedance Z containing resp, and resp impedance cardiographic IKG, and impedance signal filtering. 35 respiratory and IKG signal components.
Kuvassa 1 on esitetty kaaviomaisesti laitteisto sydämen lyöntitilavuuden jatkuvaksi mittaami- 110405 6 seksi. Laitteistoon kuuluu välineet jatkuvaa impedans-simittausta varten, jonka osalta kuvassa näkyy potilaan thoraxiin kiinnitetyt elektrodit 1, signaalinkä-sittelylaitteisto 2 ja näyttölaite 3. Epäjatkuvaa ka-5 librointimittausta varten laitteistoon kuuluu myös termodiluutiovälineet, joista kuvassa näkyy sydänval-timokatetri 4 ja injektointiväline 5, jolla bolus työnnetään katetrin 4 kautta sydänvaltimoon. Sekä impedanssiini t tauksessa että bolustermodiluutiossa käy-10 tettävät mittausvälineet ja -periaatteet ovat sinänsä tunnettuja ja ilmenevät yksityiskohtaisesti mm. teoksista "Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation" John G. Webster; John Wiley & Sons 1988, ISBN:04718293 66. ja "Principles and Practice of Inten-15 sive Care Monitoring". Martin J. Tobin. McCraw-Hill 1998. ISBN:0070650942. joten niitä ei tässä yksityiskohtaisesti selosteta.Figure 1 schematically shows an apparatus for continuous measurement of heart rate 110105 6. The apparatus includes means for continuous impedance simulation, the image showing electrodes 1 attached to the patient's thorax, signal processing apparatus 2, and a display device 3. For discontinuous calibration measurement, the apparatus also includes thermodilution means showing a heart rate catheter 5 and injection device. the bolus is inserted through catheter 4 into the cardiac artery. The measurement tools and principles used in both impedance measurement and bolus thermodilution are known per se and are described in detail e.g. John G. Webster, Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation; John Wiley & Sons 1988, ISBN: 04718293 66 and "Principles and Practice of Intensive Care Monitoring". Martin J. Tobin. McCraw-Hill 1998. ISBN: 0070650942. so they are not described in detail here.
'···' Mittausmenetelmä on esimerkiksi yhdistelmä : ’·· impedanssikardiografiästä ja bolus-termodiluutiosta jtj · 20 sekä rutiinisti suoritettavasta perus-EKG- :*·: monitoroinnin yhteydessä tehtävästä impedanssirespi- raatiomittauksesta.'···' The measurement method is, for example, a combination of: '·· impedance cardiography and bolus thermodilution jtj · 20 and routine basic ECG: * ·: impedance resistance measurement during monitoring.
Impedanssirespiraatiomenetelmä syöttää suur-taajuusvirtaa EKG-elektrodeihin ja mittaa sitä kautta 25 potilaan hengitystoimintaa kvalitatiivisesti, useimmi- ten tulostaen hengitys taajuuden ja toimien apnea-·* ’ hälyttimenä hengityksen loppuessa. Respiraatiomonito- roinnissa osa impedanssisignaalista on sydämestä pe-'*. räisin, ja se pyritään tavanomaisissa respiraa- 30 tiomonitoreissa suodattamaan pois.The impedance-resorption method supplies high-frequency current to the ECG electrodes and thereby qualitatively measures the respiratory function of 25 patients, most often producing respiratory rate and acting as an apnea · * 'alarm at the end of breathing. In respiratory monitoring, part of the impedance signal is from the heart pe - '*. and is sought to be filtered off by conventional respiratory monitors.
Tavanomaisessa impedanssikardiograf iässä käytetään ns. nelipistemittausta (ks. kuvat 2 ja 3) useiden milliampeereiden suurtaajuusvirralla, koko thora-xin läpi, jotta elektrodisijoituksen variabiliteetti 35 saataisiin minimoitua. Kuvassa 2 on esitetty impedans sikardiograf iästä tunnettu piste-elektrodien sijoitte- 110405 7 lu ja kuvassa 3 on vastaava nauhaelektrodien sijoittelu.In the conventional impedance cardiography age, so-called. four-point measurement (see Figures 2 and 3) at several milliamperes of high-frequency current through the entire Thora-X to minimize variation in electrode placement 35. Figure 2 shows the positioning of the point electrodes known from the age of the impedans zig-zagograph, and Figure 3 shows the corresponding positioning of the strip electrodes.
Seuraavassa selostettavassa menetelmän esimerkkisovelluksessa käytetään kuitenkin tavallista 5 standardia EKG-elektrodisijoittelua, jolloin elektrodisi joittelussa ei tarvitse toteuttaa mitään impedans-sikardiografiän edellyttämiä lisävaatimuksia. Elektro-disijoittelu voi siten olla jokin kuvien 4-8 mukainen järjestely. Kuvissa 4 - 6 on standardi EKG- 10 elektrodien sijoittelu 3-kytkentäisessä mittausjärjestelyssä. Kuvassa 7 on standardi EKG-elektrodien sijoittelu 5-kytkentäisessä mittausjärjestelyssä. Kuvassa 8 on standardi EKG-elektrodien sijoittelu 12-kytkentäisessä mittausj ärj estelyssä.However, the following exemplary embodiment of the method described below employs a standard 5 standard ECG electrode placement, so that no additional requirements for impedance sig- nography are required to align your electrode. The electro-disposition can thus be any arrangement according to Figures 4-8. Figures 4-6 show standard ECG-10 electrode placement in a 3-lead measurement arrangement. Figure 7 shows the standard placement of ECG electrodes in a 5-lead measurement setup. Figure 8 shows a standard ECG electrode placement in a 12-lead measurement system.
15 EKG-elektrodien käyttö impedanssirespiraa- tiomittaukseen tunnetaan sinänsä saman hakijan julkaisusta EP 0 747 005 AI.The use of ECG electrodes for measuring impedance resistance is known per se from EP 0 747 005 A1 of the same applicant.
*>·’ Kuten kuvasta 9 nähdään, mitatusta impedans- : *·· sisignaalista Z suodatetaan tavanomaisin signaalin- j 20 suodatusvälinein kvalitatiivinen impedanssikardiogra- finen signaali IKG, joka kuvaa sydänlyönnin aiheutta-maa johtavuusmuutosta kahden (tai useamman) EKG-elektrodin välillä. Tämä impedanssikardiografinen signaali IKG kuvaa sydämen mekaanista työtä. Tämän tiedon 25 saamiseksi on yleensä käytetty verenpainemittausta tai optista pletysmografiaa. Impedanssikardiografisesta -·’ * signaalista IKG sama tieto on saatavissa ilman lisäan- tureita suoraan tavallisista EKG-elektrodeista.*> · 'As seen in Figure 9, a qualitative impedance cardiographic signal IKG is used to filter the measured impedance: * ·· from the internal signal Z using conventional filtering means, which describes the change in conductivity caused by the heartbeat between two (or more) ECG electrodes. This impedance cardiographic signal IKG describes the mechanical work of the heart. Blood pressure measurement or optical plethysmography has generally been used to obtain this information. For the impedance cardiographic - · '* IKG signal, the same information is available without additional sensors directly from standard ECG electrodes.
·”. Jotta IKG-signaalista saataisiin sydämen 30 lyöntitilavuustieto, se keksinnön mukaisesti kalibroi-daan ajoittain bolustermodiluutiolla. Kalibrointimit-taus voidaan suorittaa jollain muullakin kvantitatiivisella menetelmällä. Tämä kalibrointi poistaa kehon rakenteesta, elektrodiasettelusta tai potilaan asen-35 nosta riippuvat tekijät, ja tuloksena saadaan kalib-rointihetkestä eteenpäin lyöntitilavuuden muutosta seuraava indeksi. Indeksi voidaan joko skaalata termo- 110405 8 diluutiolla ja näyttää jatkuvana lyöntitilavuustulok-sena ajan funktiona. Sen muutokset voivat aiheuttaa automaattisen hälytyksen, jonka perusteella käyttäjä ottaa uuden' termodiluutiobolusmittauksen. Sydämen lyön-5 titilavuusarvo SV lasketaan impedanssikardiografisesta signaalista IKG respiraatiosignaalin perusteella (resp) määrätyn tietyn hengitysvaiheen aikana, edullisesti uloshengityksen loppuvaiheen A aikana. Lyöntitila-vuusarvo SV on verrannollinen IKG-signaalin amplitu-10 diin.· ". In order to obtain the heart rate information from the IKG signal, it is periodically calibrated by bolus thermodilution in accordance with the invention. The calibration measurement can be performed by any other quantitative method. This calibration eliminates factors that depend on body structure, electrode placement, or patient elevation, and results in an index following the change in stroke volume from the moment of calibration. The index can either be scaled by the dilution of thermo-110405 8 and displayed as a continuous output of the volume as a function of time. Changes to it can trigger an automatic alarm, which triggers the user to take a new 'thermodilution bolus' measurement. The heart rate SV value is calculated from the impedance cardiographic signal based on the IKG respiratory signal (resp) during a specific respiratory phase, preferably during the final exhalation phase A. The stroke volume value SV is proportional to the amplitude of the IKG signal.
Kuvan 9 mukaisesti elektrokardiogrammi EKG, impedanssisignaali Z, respiraatiosignaali resp ja impedanssikardiograf inen signaali IKG näytetään käyrinä ajan suhteen samalla näytöllä 3, jotta niitä voidaan 15 tarkkailla yhtäaikaisesti.As shown in Figure 9, the electrocardiogram ECG, the impedance signal Z, the respiratory signal resp, and the impedance cardiographic signal IKG are plotted against time on the same display 3 so that they can be monitored simultaneously.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet • · *···' muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaati- : “ musten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puit- ·,: · 20 teissä.The invention is not limited to the above embodiments only, but many modifications are possible while remaining within the scope of the inventive idea defined by the claims.
* · ·* · ·
Mlml
Claims (18)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI991570A FI110405B (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | A method for continuously monitoring heart rate |
| AU59886/00A AU5988600A (en) | 1999-07-08 | 2000-07-03 | Method for continuous monitoring of cardiac output |
| PCT/FI2000/000608 WO2001003580A1 (en) | 1999-07-08 | 2000-07-03 | Method for continuous monitoring of cardiac output |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI991570 | 1999-07-08 | ||
| FI991570A FI110405B (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | A method for continuously monitoring heart rate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI991570A FI991570A (en) | 2001-01-09 |
| FI110405B true FI110405B (en) | 2003-01-31 |
Family
ID=8555049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI991570A FI110405B (en) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | A method for continuously monitoring heart rate |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU5988600A (en) |
| FI (1) | FI110405B (en) |
| WO (1) | WO2001003580A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2117645B1 (en) * | 2007-02-21 | 2017-08-09 | St. Jude Medical AB | Monitoring mechanical heart properties |
| US20180214033A1 (en) * | 2017-02-02 | 2018-08-02 | Edwards Lifesciences Corporation | Hemodynamic monitor providing enhanced cardiac output measurements |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4450527A (en) * | 1982-06-29 | 1984-05-22 | Bomed Medical Mfg. Ltd. | Noninvasive continuous cardiac output monitor |
| US5423326A (en) * | 1991-09-12 | 1995-06-13 | Drexel University | Apparatus and method for measuring cardiac output |
| US5309917A (en) * | 1991-09-12 | 1994-05-10 | Drexel University | System and method of impedance cardiography and heartbeat determination |
| FI106529B (en) * | 1995-05-26 | 2001-02-28 | Instrumentarium Oy | A method for monitoring patient breathing |
| US5685316A (en) * | 1996-04-08 | 1997-11-11 | Rheo-Graphic Pte Ltd. | Non-invasive monitoring of hemodynamic parameters using impedance cardiography |
| US5782774A (en) * | 1996-04-17 | 1998-07-21 | Imagyn Medical Technologies California, Inc. | Apparatus and method of bioelectrical impedance analysis of blood flow |
-
1999
- 1999-07-08 FI FI991570A patent/FI110405B/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-07-03 AU AU59886/00A patent/AU5988600A/en not_active Abandoned
- 2000-07-03 WO PCT/FI2000/000608 patent/WO2001003580A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU5988600A (en) | 2001-01-30 |
| WO2001003580A1 (en) | 2001-01-18 |
| FI991570A (en) | 2001-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11224385B2 (en) | Method for determining a person's sleeping phase which is favourable for waking up | |
| US11123023B2 (en) | Method and apparatus for determining respiratory information for a subject | |
| US4854327A (en) | Non-invasive and continuous cardiac performance monitoring device | |
| EP1745740B1 (en) | Apparatus for obtaining cardiac data | |
| US5469859A (en) | Non-invasive method and device for collecting measurements representing body activity and determining cardiorespiratory parameters of the human body based upon the measurements collected | |
| CN103784132B (en) | Blood volume measuring method and blood volume measurement apparatus | |
| AU2001237695B2 (en) | Method and apparatus for the non-invasive detection of particular sleep-state conditions by monitoring the peripheral vascular system | |
| AU2005268811B2 (en) | Non-invasive heart monitoring apparatus and method | |
| JP2004129788A (en) | Device for processing biological information | |
| MXPA04009533A (en) | System and method of assessment of arousal, pain and stress during anesthesia and sedation. | |
| JP2005312947A (en) | Method and apparatus for measuring blood volume, and vital sign monitor | |
| AU2001237695A1 (en) | Method and apparatus for the non-invasive detection of particular sleep-state conditions by monitoring the peripheral vascular system | |
| US6002960A (en) | Passive, non-invasive method to quantify objectively the level and density of a neural blockade | |
| Inamura et al. | One-minute wave in body fluid volume change enhanced by postural sway during upright standing | |
| FI110405B (en) | A method for continuously monitoring heart rate | |
| Gu et al. | A h-shirt-based body sensor network for cuffless calibration and estimation of arterial blood pressure | |
| AU731669B2 (en) | Passive, non-invasive method to quantify objectively the level and density of a neural blockade | |
| CN111887829A (en) | Human health information detection and evaluation system and operation method thereof | |
| Thippeswamy et al. | Prototype development of continuous remote monitoring of ICU patients at home | |
| JP3639813B2 (en) | Anesthesia depth measuring device | |
| US20220296110A1 (en) | Cardiac pulse wave retrieval from an electrical signal | |
| US20210076952A1 (en) | Compound physiological detection device | |
| WO2021196063A1 (en) | Polysomnography-based system and method for monitoring sleep of pneumonia patient | |
| Xia | Perianesthesia Monitoring | |
| Pinheiro et al. | A wireless monitoring system for health care applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MA | Patent expired |