NL2000118C2

NL2000118C2 - Werkwijze en analyse-inrichting voor het analyseren van ademhaling.

Info

Publication number: NL2000118C2
Application number: NL2000118A
Authority: NL
Inventors: Rutger Alexander Brest Kempen; Alexander Adriaan Huntelerslag
Original assignee: R & S Techmedic B V
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-02
Also published as: EP2037800A1; EP2037800B1; DE602007006954D1; ATE469599T1; WO2008002141A1

Description

Werkwijze en analyse-inrichting voor het analyseren van ademhaling

5 GEBIED VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en analyse-inrichting voor het analyseren van ademhaling.

STAND VAN DE TECHNIEK

10 Uit de stand van de techniek zijn elektrocardiografen (ECG-apparaten) bekend.

Met dergelijke ECG-apparaten kan informatie worden verkregen over een hart van bijvoorbeeld een mens of dier, en in het bijzonder over het functioneren van een hart daarvan. Deze informatie wordt verkregen door met op de huid aangebrachte elektroden elektrische signalen van het hart te meten. Dergelijke informatie kan onder 15 meer wijzen op stoornissen van het hart (zoals een onregelmatige of trage of snelle hartslag). De werking van een ECG-apparaat volgens de stand van de techniek zal verderop onder verwijzing naar Fig. 1 in meer detail beschreven worden.

Het doel is een werkwijze en een analyse-inrichting te verschaffen, waarmee informatie over de ademhaling van een persoon of dier kan worden verkregen.

20

KORTE BESCHRIJVING

Volgens een aspect wordt een analyse-inrichting voor het analyseren van ademhaling verschaft, waarbij de analyse-inrichting een processor en een invoer/uitvoereenheid omvat, waarbij de analyse-inrichting is ingericht om 25 - via een invoer/uitvoereenheid meetgegevens te ontvangen die representatief zijn voor de elektrische activiteit van een hart, - uit de meetgegevens een aantal tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen te bepalen. Het is gebleken dat het aantal vastgestelde tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen zeer bruikbaar kan zijn om informatie over een persoon of 30 dier te verkrijgen, in het bijzonder om informatie over de ademhaling van die persoon of dier te verkrijgen.

2

Volgens een uitvoeringsvorm kan de analyse-inrichting meetgegevens van een aantal op een lichaam plaatsbare elektroden ontvangen. Dit is een eenvoudige manier om informatie over een de elektrische activiteit van een hart te verkrijgen.

Volgens een uitvoeringsvorm kan de analyse-inrichting meetgegevens ontvangen 5 van een van: een ECG-inrichting (1), een floppy-disk, CD-ROM, DVD of USB-stick. De analyse-inrichting kan de meetgegevens op verschillende andere wijzen verkrijgen, bijvoorbeeld van een ECG-inrichting. Ook kan de analyse-inrichting gegevens verkrijgen van een gegevensdrager, waarop in een eerder stadium meetgegevens van een hart zijn opgeslagen.

10 Volgens een uitvoeringsvorm is de analyse-inrichting ingericht om meetgegevens te ontvangen met een bemonstersnelheid van 1 ms of minder, bijv. 0,1 ms. Voor het verkrijgen van nauwkeurige informatie over de ademhaling van een persoon of dier worden de meetgegevens die representatief zijn voor de elektrische activiteit van een hart bij voorkeur met een zo hoog mogelijke bemonstersnelheid verzameld, zodat de 15 tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen voldoende nauwkeurig te bepalen zijn.

Volgens een uitvoeringsvorm is de analyse-inrichting verder ingericht om de meetgegevens die representatief zijn voor de elektrische activiteit van een hart uit te voeren, bijvoorbeeld aan een ECG-inrichting. Dit maakt het mogelijk om een analyse-inrichting te voorzien die in samenwerking met een ECG-inrichting kan iunctioneren.

20 Volgens een uitvoeringsvorm is de analyse-inrichting verder ingericht öm - uit het aantal bepaalde tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen een ademfirequentie te bepalen. Dit kan gebeuren door naar regelmatige variaties te kijken in de bepaalde tijden tussen opeenvolgende hartslagen. Als deze tijd groter wordt is er meestal sprake van inademing, als deze tijd kleiner wordt is er meestal sprake van 25 uitademing. Door achtereenvolgens in- en uitademing te detecteren, kan een ademfirequentie, bijvoorbeeld een aantal ademhalingen per minuut worden bepaald

Volgens een uitvoeringsvorm is de analyse-inrichting ingericht om - uit de meetgegevens een maximale waarde voor de tijd tussen opeenvolgende hartslagen te bepalen, 30 - uit de meetgegevens een minimale waarde voor de tijd tussen opeenvolgende hartslagen te bepalen, en - een maat (B) voor de ademhalingsinspanning te berekenen, waarbij de maat (B) evenredig is met een verschil van de maximale waarde en de minimale waarde: B = tmax 3 - tmin· Bij het bepalen van een maximale en minimale waarde kan gebruik gemaakt worden van interpolatietechnieken. De maat kan waardevolle informatie verschaffen over de toestand van een mens of dier.

Volgens een uitvoeringsvorm is de analyse-inrichting is ingericht om 5 - een referentiemaat in te lezen, en - een indicator te berekenen die aangeeft of iemand boven of onder gemiddeld veel inspanning levert om te ademen, waarbij de indicator wordt berekend uit de referentiemaat en de maat. Dit kan op verschillende wijze gebeuren bijvoorbeeld door toepassing van I = B - Bref of I = B-Bre/Bref. Uiteraard zijn ook andere berekeningen 10 denkbaar. Een dergelijke indicator I verschaft een snelle eenvoudig te begrijpen aanwijzing over de inspanning die geleverd moet worden door een persoon of dier om te ademen.

Volgens een uitvoeringsvorm is de analyse-inrichting verder ingericht om ten minste een van een aantal tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen, een 15 ademfiequente, maat en indicator uit te voeren via invoer/uitvoereenheid naar een geschikt uitvoermiddel, zoals een beeldscherm of een printer. Op deze wijze kunnen de gegevens die door de analyse-inrichting verzameld zijn op eenvoudige wijze aanschouwelijk gemaakt worden.

Volgens een uitvoeringsvorm is de analyse-inrichting geïntegreerd in een 20 elektrocardiograminrichting. De analyse-inrichting kan op eenvoudige wijze geïntegreerd worden met een elektrocardiograminrichting. Dit verschaft dan een compact systeem waarmee zowel informatie over het functioneren van een hart, als informatie over ademhaling kan worden verkregen.

Volgens een aspect wordt een werkwijze verschaft, waarbij de werkwijze omvat: 25 - ontvangen van meetgegevens die representatief zijn voor de elektrische activiteit van een hart, - uit de meetgegevens een aantal tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen bepalen.

Volgens een uitvoeringsvorm worden de meetgegevens ontvangen van een aantal 30 op een lichaam geplaatste elektroden.

Volgens een uitvoeringsvorm worden de meetgegevens ontvangen van een van: een ECG-inrichting, een floppy-disk, CD-ROM, DVD of USB-stick.

4

Volgens een uitvoeringsvorm hebben de ontvangen meetgegevens een bemonstersnelheid van 1 ms of minder, bijv. 0,1 ms.

Volgens een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze verder: - uit het aantal bepaalde tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen een 5 adem frequentie bepalen.

Volgens een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze verder: - uit de meetgegevens bepalen van een maximale waarde voor de tijdsperiode tussen opeenvolgende hartslagen, - uit de meetgegevens bepalen van een minimale waarde voor de tijdsperiode 10 tussen opeenvolgende hartslagen, en - berekenen van een maat (B) voor de ademhalingsinspanning, waarbij de maat (B) evenredig is met een verschil van de maximale waarde en de minimale waarde: B = tmax " tmii).

Volgens een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze verder: 15 - in lezen van een referentiemaat, en - berekenen van een indicator die aangeeft of iemand boven of onder gemiddeld veel inspanning levert om te ademen, waarbij de indicator wordt berekend uit de referentiemaat en de maat.

Volgens een uitvoeringsvorm omvat de werkwijze verder het uitvoeren van een 20 van een aantal tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen, een ademfrequente, maat en indicator.

Volgens een aspect wordt een computerprogramma verschaft dat, wanneer geladen op een analyse-inrichting, de processor van de analyse-inrichting in staat stelt om een van de werkwijzen zoals hierboven beschreven uit te voeren.

25 Volgens een aspect wordt een gegevensdrager verschaft, omvattende een computerprogramma zoals hierboven beschreven.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN 30 De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van enkele tekeningen, waarin enkele uitvoeringsvoorbeelden worden getoond. De tekeningen zijn slechts bedoeld voor illustratieve doeleinden, en dienen niet ter beperking van de beschermingsomvang die wordt gedefinieerd door de conclusies.

5

Figuur 1 toont een inrichting volgens de stand van de techniek,

Figuur 2 toont een ECG registratie

Figuur 3a en 3b tonen grafieken volgens een uitvoeringsvorm,

Figuur 4 toont een inrichting volgens een uitvoeringsvorm, 5 Figuur 5-7 tonen stroomdiagrammen volgens verschillende uitvoeringsvormen.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

Figuur 1 toont schematisch een ECG-inrichting 1 volgens de stand van de techniek. Met een dergelijke ECG-inrichting 1 kan een elektrocardiogram (hartfilmpje) 10 gemaakt worden. Een dergelijke ECG-inrichting 1 omvat in het algemeen een verwerkingseenheid 2 en een aantal met de verwerldngseenheid 2 in verbinding staande elektroden 3, bijvoorbeeld een aantal van drie, die op de huid van een mens of dier aangebracht kunnen worden. De elektroden 3 registreren elektrische activiteit (elektrische spanning in de orde van 1 millivolt) van het hart als fimctie van de tijd en 15 geven dit door aan de verwerkingseenheid 2. De verwerkingseenheid 2 kan bijvoorbeeld zijn ingericht om een hartfilmpje uit te voeren, en bijvoorbeeld in de vorm van een grafiek te tonen op een beeldscherm 4.

De verwerkingseenheid 2 kan een computerinrichting zijn die een processor 5, een geheugen 6 en een invoer/uitvoer-eenheid 7 omvat, waarbij het geheugen 6 onder 20 andere programma-instructies kan omvatten die leesbaar en uitvoerbaar zijn door de processor 5 en die de processor 5 in staat stellen om gegevens van de elektroden 3 te kunnen ontvangen via invoer/uitvoereenheid 7 en deze om te zetten in gegevens die kunnen worden uitgevoerd via invoer/uitvoereenheid 7 naar een geschikt uitvoermiddel, zoals beeldscherm 4 of een printer 8. De verwerkingseenheid 2 kan de 25 signalen van de elektroden 3 bewerken, bijvoorbeeld door deze te bemonsteren (samplen), filteren of versterken, met een bemonsteringssnelheid van 20ms (= 20 milliseconde). Ook kunnen de (real-time) signalen afkomstig van de verschillende elektroden 3 apart verwerkt worden.

Met een dergelijke ECG-inrichting 1 is het mogelijk om informatie over het 30 functioneren van het hart te verkrijgen, zoals het aantal hartslagen per minuut, hartritmestoomissen e.d.

Fig. 2 toont schematisch een voorbeeld van een hartfilmpje zoals dat kan worden getoond door een beeldscherm 4. Een deskundige zal in het hartfilmpje zoals getoond 6 de verschillende cycli van een hartslag kunnen onderscheiden. Zoals bekend is, omvat de cyclus van het hart twee fases: de systole en de diastole. Tijdens de systole contraheren hartkamers waardoor bloed in de aorta wordt gepompt. In de diastole relaxeert de hartspier en vullen de hartkamers zich opnieuw.

5 In het hartfilmpje zoals getoond in Fig. 2 zijn duidelijk onderscheidbare pieken waarneembaar. Deze pieken worden R-toppen genoemd en het is bekend dat de mechanische systole een zeer korte tijd na deze R-top begint. De achtereenvolgende R-toppen worden aangeduid met Ri, R2, R3 etc.

Aangezien elke hartslag over het algemeen één R-top omvat, kan door het 10 registreren van de R-toppen in het hartfilmpje het aantal hartslagen per minuut bepaald worden en kunnen ook onregelmatigheden in deze frequentie worden waargenomen.

Het is bekend dat een normale hartslag van een mens ongeveer 70 a 80 slagen per minuut bedraagt. Verder is ook bekend dat een mens ongeveer 15 maal per minuut 15 ademhaalt. Bij ziekten kunnen deze normaalwaarden sterk variëren. Volgens de hieronder besproken uitvoeringsvormen wordt een inrichting verschaft waarmee ook informatie over de ademhaling, vooral het aantal ademhalingen per minuut, van een mens of dier, kan worden verkregen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het inzicht dat opeenvolgende waardes van de RR-perioden (of tijdsperioden) tj.j niet constant zijn, 20 maar variëren met, onder andere, de ademhaling.

Uitvoeringsvorm 1

Volgens een uitvoeringsvorm worden de perioden tussen opeenvolgende R-toppen gemeten. De tijd tussen een eerste R-top Rj op tijdstip tj en een tweede R-top Rj 25 op tijdstip tj wordt aangegeven met de RR-periode (of tijdsperiode) tj.j. Zodoende is de RR-periode (tijdsperiode) ti_2 de tijd tussen een R-top Ri en een volgende R-top R2.

Deze uitvoeringsvorm maakt gebruik van het inzicht dat de opeenvolgende waardes van de RR-perioden tj.j niet constant zijn, maar variëren met, onder andere, de ademhaling. De waarde van de RR-periode tj.j varieert in de tijd rond een gemiddelde 30 waarde, waarbij de variatie onder andere is gekoppeld aan de ademhaling. Als achtereenvolgens gemeten waarden van de RR-periode tj.j als functie van de tijd tj worden uitgezet, geeft dit een beeld zoals schematisch getoond in Fig. 3a.

7

Fig. 3a toont een grafiek waarin de achtereenvolgens gemeten waarden van de RR-periode t;.j op de verticale as zijn uitgezet als functie van de tijd tj. Zodoende ontstaat een sinusachtige curve. Zoals te zien is in Fig. 3a omvat elke periode van de sinusachtige curve een aantal meetwaardes. De sinusachtige curve kan verkregen 5 worden door middel van interpolatie. Verder zal begrepen worden dat niet op elke top en op elk dal precies een meetpunt zal vallen.

Hiervoor kan echter gecompenseerd worden door het gemiddelde van de sinusachtige curve te nemen over een aantal ademhaling. Aangenomen dat de ademhaling gedurende deze tijd relatief constant is, kunnen de toppen en de dalen 10 zonder exact meetpunt bepaald worden door gebruik te maken van metingen uit eerdere ademhalingen.

Zoals hierboven al werd aangegeven, kan de curve zoals bij wijze van voorbeeld getoond in Fig. 3 a verkregen worden met behulp van interpolatie, en de toppen en dalen hoeven zodoende niet noodzakelijkerwijs samen te vallen met daadwerkelijke 15 meetwaarden van de RR-perioden tj.j.

Hierbij kan gerekend worden met meer dan één periode van de curve zoals getoond in Fig. 3a. Door interpolatie toe te passen op meetwaarden ti_j over een relatief lange periode, kan de curve relatief nauwkeurig bepaald worden.

20 De variatie van de RR-periode t;.j is gekoppeld aan de ademhaling van de mens of het dier. De waardes van de RR-perioden tj.j geven direct aan in welke cyclus van de ademhaling de door de elektroden 3 gemeten pulsen zitten en zodoende is de ademhalingscyclus van de patiënt te achterhalen: bij inademen wordt de RR-periode tj_j kleiner en bij uitademen wordt de RR-periode tj.j groter. De neergaande delen van de 25 curve in Fig. 3a corresponderen zodoende met het inademen en de opgaande delen van de curve in Fig. 3a corresponderen met uitademen.

Het moet echter begrepen worden dat in bepaalde gevallen en bij bepaalde ziektebeelden de relatie tussen de variatie van de RR-periode ti-j en de ademhalingscyclus afwijken kunnen zijn, bijvoorbeeld omgekeerd ten opzichte van de 30 vorige alinea: bij uitademen wordt de RR-periode tj.j kleiner en bij inademen wordt de RR-periode ti_j groter. De opgaande delen van de curve in Fig. 3a corresponderen zodoende met het inademen en de neergaande delen van de curve in Fig. 3a corresponderen met uitademen.

8

Bij een hartftequentie van 60 hartslagen per minuut zijn de waarden van de RR-perioden in de orde van één seconde, maar de variatie van de RR-periode tj.j is in de orde van milliseconden, bijvoorbeeld 3, 5 of 10 ms. Om de variaties van de RR-periode 5 tj.j uit een elektrocardiogram te kunnen afleiden wordt de bemonstersnelheid (sampling rate) van de analyse-inrichting 1 voldoende hoog gekozen. Uit de stand van de techniek zijn ECG-inrichtingen 1 bekend met een bemonstersnelheid van 20 ms. De analyse-inrichting volgens de hier besproken uitvoeringsvormen kan gebmik maken van een hogere bemonstersnelheid, er wordt bij voorbeeld een bemonstersnelheid van 1 of 0,1 10 ms gekozen worden, of zelfs nog korter. Een dergelijk hoge bemonstersnelheid maakt het mogelijk om variaties in de RR-periode tj.j uit de door de elektroden 3 verkregen meetgegevens af te leiden en zodoende informatie over de ademhaling te kunnen af leiden, zoals onder andere de ademhalingsfrequentie, benauwdheid, ademinspanning en ademarbeid, conditie en andere longfunctie gerelateerde parameters .

15 Door deze hogere bemonstersnelheid is de tijd tussen 2 opeenvolgende hartslagen voldoende nauwkeurig te bepalen.

In de hier beschreven uitvoeringsvorm worden de verschillende hartslagen gedetecteerd door R-toppen te identificeren. Het zal echter begrepen worden dat de hartslagen ook op andere punten in het door de elektroden 3 bepaalde ECG kunnen 20 worden gedetecteerd.

Deze uitvoeringsvorm kan op verschillende manieren worden vormgegeven. De analyse-inrichting kan bijvoorbeeld geïntegreerd worden met de ECG-inrichting 1 zoals besproken onder verwijzing naar Fig. 1. Een dergelijke ECG-inrichting 1 kan geschikt 25 gemaakt worden voor het uitvoeren van de hier beschreven uitvoeringsvormen door geschikte programma-instructies op te slaan in het geheugen 6 die leesbaar en uitvoerbaar zijn voor de processor 5 en die de processor 5 in staat stellen om gegevens van de elektroden 3 te kunnen ontvangen via invoer/uitvoereenheid 7 en deze om te zetten in gegevens betreffende de ademhaling, zoals ademhalingsfrequentie en andere 30 afgeleide parameters. Deze gegevens kunnen worden uitgevoerd via invoer/uitvoereenheid 7 naar een geschikt uitvoermiddel, zoals beeldscherm 4 of een printer 8. De uitgevoerde gegevens kunnen bijvoorbeeld een beeld betreffen zoals 9 getoond in Fig. 3a, maar kunnen ook simpelweg een getal betreffen dat de ademfirequentie per tijdseenheid aangeeft.

Het zal begrepen worden dat de hier besproken uitvoeringsvormen ook als een aparte analyse-inrichting 12 kan worden uitgevoerd, zoals getoond in Fig. 4. De 5 analyse-inrichting 12 kan zowel parallel als serieel geplaatst worden ten opzichte van de ECG-inrichting 1, zoals getoond in Fig. 4. In het in Fig. 4 getoonde voorbeeld gebruikt de analyse-inrichting 12 dezelfde elektroden 3 als de ECG-inrichting 1.

Echter, het zal begrepen worden dat de analyse-inrichting 12 ook in serie geplaatst kan worden met de ECG-inrichting 1.

10 De analyse-inrichting 12 kan een computerinrichting zijn die een processor 15, een geheugen 16 en een invoer/uitvoer-eenheid 17 omvat, waarbij het geheugen 16 onder andere programma-instructies kan omvatten die leesbaar en uitvoerbaar zijn voor de processor 15 en die de processor 15 in staat stellen om gegevens van de elektroden 3 te kunnen ontvangen via invoer/uitvoereenheid 17 en deze om te zetten in gegevens die 15 kunnen worden uitgevoerd via invoer/uitvoereenheid 17 naar een geschikt uitvoermiddel, zoals beeldscherm 14 of een printer 18.

Uiteraard kan de analyse-inrichting 12 ook apart, zonder ECG-inrichting 1, functioneren. In dat geval zal de analyse-inrichting 12 een geschikt aantal elektroden 3 omvatten.

20

Stroomdiagram 1

De analyse-inrichting 12, bijvoorbeeld geïntegreerd met de ECG-inrichting 1 kan programma-instructies omvatten die de analyse-inrichting 12 in staat stelt om de volgende stappen uit te voeren, die schematisch zijn weer gegeven in Fig. 5.

25 In een eerste stap 101 kan de analyse worden opgestart.

In een tweede stap 102 kan de processor 5,15 van de analyse-inrichting 12 meetgegevens ontvangen die representatief zijn voor de elektrische activiteit van een hart. Deze meetgegevens kunnen worden ingelezen via invoer/uitvoereenheid 7, 17 en rechtstreeks afkomstig zijn van op een lichaam geplaatste elektroden 3. Het moet echter 30 begrepen worden dat de meetgegevens ook afkomstig kunnen zijn van een andere inrichting, zoals bijvoorbeeld een aparte ECG-inrichting 1. Deze is als alternatief weergegeven in Fig. 5.

10

Volgens een alternatief kunnen de meetgegevens worden ingelezen uit geheugen 6, 16. Ook kunnen de meetgegevens door de analyse-inrichting 12 worden ingelezen van een informatiedrager, zoals een niet vluchtig geheugen, zoals een floppy-disk, CD-ROM, DVD, USB-stick. De analyse-inrichting 12 kan daarvoor een geschikte een 5 geschikte lees-eenheid omvatten, zoals een disk-drive of een USB-poort (niet getoond).

Als alternatief is een floppy 20 met een disk-drive 21 weer gegeven in Fig. 5.

In een derde stap 103 kan de processor 5, IS de meetgegevens analyseren en uit de meetgegevens de achtereenvolgende hartslagen afleiden (bijv. door het vast stellen van de R-toppen) en de bijbehorende RR-perioden t;_j te bepalen voor het uitvoeren van 10 verdere bewerkingen en/of berekeningen. Deze kunnen worden uitgevoerd via invoer/uitvoereenheid 7,17 naar een geschikt uitvoermiddel, zoals beeldscherm 4,14 of printer 8,18. Hierbij kan gebruik gemaakt worden van geschikte interpolatie technieken.

In een vierde stap 104 kan de processor 5, 15 op basis van de berekende RR-15 perioden tj.j de ademfrequentie vast stellen, bijvoorbeeld het aantal ademhalingen per minuut. Ook deze waarde kan worden uitgevoerd, via invoer/uitvoereenheid 7,17 naar een geschikt uitvoermiddel, zoals beeldscherm 4, 14 of printer 8,18.

Na het uitvoeren van deze vierde stap 104 kan de analyse-inrichting 12 terugkeren naar stap 102. Het zal begrepen worden dat variaties op het hier getoonde 20 stroomschema mogelijk zijn.

Uitvoeringsvorm 2

Volgens een verdere uitvoeringsvorm wordt verdere informatie uit het elektrocardiogram verkregen over de ademhaling van een patiënt. Dit kan gedaan 25 worden door in een reeks waardes van de RR-perioden tj.j die samen een ademhalingscyclus vertegenwoordigen een maximale waarde van tmax en een minimale waarde tmm van de RR-perioden tj.j vast te stellen. Tmax en tmm zijn schematisch weergegeven in de curve van Fig. 3a.

Het zal begrepen worden dat W en Vn van de RR-perioden tj.j niet exact hoeven 30 samen te vallen met daadwerkelijke meetwaarden van de RR-rijden ti.j, zoals wel het geval is in Fig. 3a.

Zoals hierboven al werd aangegeven, kan de curve zoals bij wijze van voorbeeld getoond in Fig. 3a verkregen worden met behulp van interpolatie, en de toppen en 11 dalen hoeven zodoende niet noodzakelijkerwijs samen te vallen met daadwerkelijke meetwaarden van de RR-perioden tj.j.

Hierbij kan gerekend worden met meer dan een periode van de curve zoals getoond in Fig. 3a. Door interpolatie toe te passen op meetwaarden ti-j over een relatief 5 lange periode, kan de curve relatief nauwkeurig bepaald worden.

Door de maximale waarde van tmax en de minimale waarde tmm van de RR-perioden tj.j met elkaar te vergelijken, kan een maat B berekend worden voor de hoeveelheid inspanning die geleverd wordt om adem te halen. De maat B voor de ademhalingsinspanning kan als volgt berekend worden: 10 B tmax ” tmin·

Een hoge waarde van B wijst erop dat er relatief veel inspanning geleverd wordt om te ademen en kan zodoende wijzen op benauwdheid of inspanning. Een lage waarde 15 van B wijst erop dat er relatief weinig inspanning geleverd word om te ademen.

Ter verduidelijking zijn in Fig. 3b twee curves getoond van de achtereenvolgens gemeten waarden van de RR-periode tj.j uitgezet als fiinctie van de tijd tj. Zodoende ontstaan twee sinusachtige curves met een verschillende amplitude. In tegenstelling tot Fig. 3a is op de verticale as nu een variatie ten opzichte van een gemiddelde uitgezet.

20 Een eerste curve 31 varieert ongeveer tussen +20ms en -20ms (amplitude aangegeven met I) en hoort bijvoorbeeld bij een normale ademhalingsinspanning. Een tweede curve 32 varieert ongeveer tussen +30ms en -30ms (amplitude aangegeven met II) en hoort bijvoorbeeld bij een verhoogde ademhalingsinspanning, bijvoorbeeld bij iemand die benauwd is.

25 Het zal begrepen worden dat door veranderingen in de ademfrequentie de curves zoals getoond in Fig. 3b langs de horizontale as naar links of rechts kunnen verschuiven.

Met andere woorden, voor het berekenen van de maat B wordt gekeken naar de amplitude van de in Fig. 3a en 3b getoonde curves. Wanneer tmm daalt en/of W stijgt, 30 wordt de amplitude groter en zodoende stijgt ook de waarde van B.

Stroomdiagram 2 12

De analyse-inrichting 12, bijvoorbeeld geïntegreerd met de ECG-inrichting 1 kan programma-instructies omvatten die de analyse-inrichting 12 in staat stelt om deze uitvoeringsvorm uit te voeren. Deze stappen zijn schematisch weergegeven in Fig. 6, waarbij de stappen 101 - 104 gelijk zijn aan de stappen van Fig. 5.

5 Volgens deze uitvoeringsvorm kan de analyse-inrichting 12 verder zijn ingericht om in een stap 105 uit de in stap 103 uitgevoerde gegevens de maat B te berekenen voor de hoeveelheid inspanning die geleverd wordt om adem te halen. Dit kan gebeuren door uit de in stap 103 uitgevoerde gegevens de maximale waarde van tmax en de minimale waarde tm*, te bepalen en maat B te berekenen: 10 B — tmax " tmin·

De berekende maat B kan door de processor 5, 15 worden uitgevoerd via invoer/uitvoereenheid 7, 17 naar een geschikt uitvoermiddel, zoals beeldscherm 4,14 15 of printer 8,18.

Uitvoeringsvorm 3

Voor het waarderen van de waarde van B kan deze vergeleken worden met een referentiemaat Bref. Deze referentiemaat Bref kan op een aantal manieren verkregen 20 worden.

Volgens een eerste voorbeeld kan de referentiemaat Bref verkregen zijn door een eerdere of latere meting aan dezelfde persoon of het zelfde dier. Er kan bijvoorbeeld een eerste maat BI gemeten worden voordat een bepaalde medicatie is toegediend en een tweede maat B2 kan gemeten worden nadat een bepaalde medicatie is toegediend.

25 De eerste maat B1 kan dan gebruikt worden als referentiemaat Bref. Als de tweede maat B2 lager is dan de referentiemaat Bref kan geconcludeerd worden dat de patiënt minder inspanning hoeft te leveren om te ademen. Als de tweede maat B2 hoger is dan de referentiemaat Bref kan geconcludeerd worden dat de patiënt meer inspanning is gaan leveren om te ademen.

30 Volgens een tweede voorbeeld kan de referentiemaat Bref verkregen worden uit metingen aan andere vergelijkbare mensen of dieren of groepen mensen of dieren. Als bijvoorbeeld een maat B bepaald is voor een man van 65 jaar met een bepaald ziektebeeld, kan deze maat B vergeleken worden met een vooraf bekende 13 referentiemaat Bref die eerder is vastgesteld voor mannen van rond de 65 jaar met een vergelijkbaar ziektebeeld.

Door de maat B te vergelijken met de referentiemaat Brcf kan een indicator I berekend worden die aangeeft of iemand (veel) meer of minder inspanning levert op te 5 ademen, of een gewone inspanning levert om te ademen, waarbij: I = B — Bref-

Een positieve waarde van I geeft aan dat iemand boven gemiddeld veel 10 inspanning levert om te ademen, een negatieve waarde van I geeft aan dat iemand een onder gemiddelde inspanning levert om te ademen. Hoe groter de (positieve of negatieve) waarde van I, des te groter is de afwijking van de geleverde inspanning ten opzichte van de referentiemaat.

Het zal begrepen worden dat ook andere manieren om I te berekenen kunnen 15 worden toegepast, zoals bijvoorbeeld: I = (B -Bref)/Bref

Stroomdiagram 3 20 De analyse-inrichting 12, bijvoorbeeld geïntegreerd met de ECG-inrichting 1 kan programma-instructies omvatten die de analyse-inrichting 12 in staat stelt om deze uitvoeringsvorm uit te voeren. Deze stappen zijn schematisch weergegeven in Fig. 7, waarbij de stappen 101-105 gelijk zijn aan de stappen van Fig. 6.

Volgens deze uitvoeringsvorm kan de analyse-inrichting 12 verder zijn ingericht 25 om in een stap 106 de in stap 105 berekende maat B te vergelijken met een referentiemaat Bref. De referentiemaat Bref kan worden uitgelezen uit een geheugen en kan verkregen worden op een van de hierboven beschreven wijzen.

Het vergelijken van de berekende maat B met de referentiemaat Bref kan gebeuren door het berekenen van de indicator I. De berekende indicator I kan door de processor 30 5,15 worden uitgevoerd via invoer/uitvoereenheid 7, 17 naar een geschikt uitvoermiddel, zoals beeldscherm 4, 14 of printer 8,18.

Voordelen 14

Met de hierboven beschreven uitvoeringsvormen is het mogelijk om op eenvoudige wijze informatie over de ademhaling van een mens of dier te verkrijgen, met behulp van een aantal op de patiënt geplaatste elektroden 3. Enerzijds is het mogelijk om bestaande ECG-inrichtingen 1 aan te passen om deze geschikt te maken 5 om de ademhaling van een patiënt te analyseren. Anderzijds kan ook een aparte analyse-inrichting 12 verschaft worden waarmee informatie over de ademhaling kan worden verkregen. Een dergelijke aparte analyse-inrichting 12 kan eenvoudig samenwerken met een bestaande ECG-inrichting 1 door gebruik te maken van dezelfde elektroden als de ECG-inrichting 1. Een dergelijke aparte analyse-inrichting 12 kan ook 10 als zelfstandige eenheid opereren.

Bestaande ECG-inrichtingen 1 kunnen op eenvoudige wijze geschikt gemaakt worden voor de hier beschreven uitvoeringsvormen. Bestaande ECG-inrichtingen 1 kunnen bijvoorbeeld worden aangepast door het toevoegen van programma-instructies die de ECG-inrichting 1 instaat stellen tot het uitvoeren van de ademhalingsanalyse.

15 Ook kunnen bestaande ECG-inrichtingen 1 geschikt gemaakt worden voor de uitvoeringsvormen door het verhogen van de bemonsteringssnelheid van bijv. 20 ms tot 10ms, 5 ms, 1 ms of zelfs tot nog hogere bemonsteringssnelheid om in staat te zijn om op voldoende nauwkeurige wijze variaties van de RR-perioden te kunnen bepalen.

Volgens de hier beschreven uitvoeringsvormen kan met behulp van alleen een 20 ECG curve met een hogere bemonsteringssnelheid (sample-rate) dan de huidige standaard), per ademhaling real-time een mate van inspanning voor het ademhalen (benauwdheid) worden weergegeven, waarmee onder andere informatie over (a) de ademhalingfrequentie, (b) de arbeid van het ademen, (c) de conditie, en/of (d) benauwdheid van een persoon of dier kan worden verkregen.

25 Volgens de hierboven beschreven uitvoeringsvormen hoeft een patiënt niet actief mee te werken aan de ademhalingsanalyse. Zodoende kan nu ook op eenvoudige wijze de ademhaling geanalyseerd worden van een mens of dier die niet in staat is om mee te werken aan een traditionele ademhalingsanalyse, zoals het geval is bij baby’s, slapenden, patiënten die buiten kennis zijn of dieren.

30 Verder is het voldoende om een aantal elektroden 3 op de persoon of het dier te plaatsen en zijn er geen additionele sensoren nodig, zoals het geval is bij andere bekende ademhalinganalyse methoden die gebruikmaken van variaties in de PTT-tijd (Pulse Transit Time). Bij dergelijke methoden wordt de tijd gemeten die een drukgolf, 15 zoals wordt opgewekt door een hartslag, nodig heeft om naar een bepaalde plaats in het lichaam te gaan, bijvoorbeeld naar een vinger. Deze tijd wordt de PTT-tijd genoemd.

De voortplantingssnelheid van een drukgolf, en zodoende de waarde van de PTT-tijd hangt af van de drukvariaties in de borstkas en vele andere factoren.. De druk in de 5 borstkas varieert gedurende een ademhalingscyclus, als gevolg van de beweging van de longen en de thorax. Zodoende varieert ook de PTT-tijd met de ademhaling. Voor het meten van de variaties in de PTT-tijd is het nodig elektroden op een patiënt te plaatsen om de hartslagen te meten en daarnaast ook nog een sensor op bijvoorbeeld de vinger van de patiënt te plaatsen, om de aankomst van de drukgolf te registreren.

10 Het zal duidelijk zijn dat de hierboven beschreven uitvoeringsvormen slechts beschreven zijn bij wijze van voorbeeld en niet in enige begrenzende betekenis, en dat verschillende wijzigingen en aanpassingen mogelijk zijn zonder buiten de omvang van de uitvinding te komen en dat de reikwijdte slechts bepaald wordt door de bijgevoegde conclusies.

15

Claims

1. Analyse-inrichting (12) voor het analyseren van ademhaling, waarbij de analyse-inrichting (12) een processor (5,15) en een invoer/uitvoereenheid (7,17) 5 omvat, waarbij de analyse-inrichting (12) is ingericht om - via een invoer/uitvoereenheid (7,17) meetgegevens te ontvangen die representatief zijn voor de elektrische activiteit van een hart, - uit de meetgegevens een aantal tijdsperioden (ti.j) tussen opeenvolgende hartslagen te bepalen. 10

2. Analyse-inrichting (12) volgens conclusie 1, waarbij de analyse-inrichting (12) meetgegevens kan ontvangen van een aantal op een lichaam plaatsbare elektroden (3)·

3. Analyse-inrichting (12) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de analyse-inrichting (12) meetgegevens kan ontvangen van een van: een ECG-inrichting (1), een floppy-disk, CD-ROM, DVD of USB-stick.

4. Analyse-inrichting (12) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij 20 de analyse-inrichting is ingericht om meetgegevens te ontvangen met een bemonstersnelheid van 1 ms of minder, bijv. 0,1 ms.

5. Analyse-inrichting (12) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de analyse-inrichting (12) verder is ingericht om de meetgegevens die representatief 25 zijn voor de elektrische activiteit van een hart uit te voeren, bijvoorbeeld aan een ECG-inrichting (1).

6. Analyse-inrichting (12) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de analyse-inrichting (12) verder is ingericht om 30. uit het aantal bepaalde tijdsperioden (t;.j) tussen opeenvolgende hartslagen een ademfrequentie te bepalen.

7. Analyse-inrichting (12) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de analyse-inrichting (12) is ingericht om - uit de meetgegevens een maximale waarde (tmax) voor de tijd (tj.j) tussen opeenvolgende hartslagen te bepalen, 5. uit de meetgegevens een minimale waarde (tmj„) voor de tijd (t;_j) tussen opeenvolgende hartslagen te bepalen, en - een maat (B) voor de ademhalingsinspanning te berekenen, waarbij de maat (B) evenredig is met een verschil van de maximale waarde en de minimale waarde: B = W " tjnin· 10

8. Analyse-inrichting (12) volgens conclusie 7, waarbij de analyse-inrichting (12) is ingericht om - een referentiemaat (Brcr) in te lezen, en - een indicator (I) te berekenen die aangeeft of iemand boven of onder gemiddeld 15 veel inspanning levert om te ademen, waarbij de indicator (I) wordt berekend uit de referentiemaat (Bref) en de maat (B).

9. Analyse-inrichting (12) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de analyse-inrichting (12) verder is ingericht om ten minste een van een aantal 20 tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen, een ademfrequentie, maat (B) en indicator (I) uit te voeren via invoer/uitvoereenheid (7, 17) naar een geschikt uitvoermiddel, zoals een beeldscherm (4, 14) of een printer (8, 18).

10. Analyse-inrichting (12) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij 25 de analyse-inrichting geïntegreerd is in een elektrocardiograminrichting (1).

11. Werkwijze voor het analyseren van ademhaling, waarbij de werkwijze omvat: - ontvangen van meetgegevens die representatief zijn voor de elektrische 30 activiteit van een hart, - uit de meetgegevens een aantal tijdsperioden (ti.j) tussen opeenvolgende hartslagen bepalen.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij de meetgegevens ontvangen kunnen worden van een aantal op een lichaam plaatsbare elektroden (3).

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 11 -12, waarbij de meetgegevens 5 ontvangen worden van een van: een ECG-inrichting (1), een floppy-disk, CD-ROM, DVD of USB-stick.

14. Werkwijze volgens een van de conclusies 11 - 13, waarbij de ontvangen meetgegevens een bemonstersnelheid van 1 ms of minder hebben, bijv. 0,1 ms. 10

15. Werkwijze volgens een van de conclusies 11-14, waarbij de werkwijze verder omvat: - uit het aantal bepaalde tijdsperioden (tj.j) tussen opeenvolgende hartslagen een ademfrequentie bepalen. 15

16. Werkwijze volgens een van de conclusies 11-14, waarbij de werkwijze verder omvat: - uit de meetgegevens bepalen van een maximale waarde (tmax) voor de tijdsperiode (tj.j) tussen opeenvolgende hartslagen, 20. uit de meetgegevens bepalen van een minimale waarde (tm,) voor de tijdsperiode (tj.j) tussen opeenvolgende hartslagen, en - berekenen van een maat (B) voor de ademhalingsinspanning, waarbij de maat (B) evenredig is met een verschil van de maximale waarde en de minimale waarde: B = tmax “ tmin. 25

17. Werkwijze volgens conclusie 16, waarbij de werkwijze verder omvat: - in lezen van een referentiemaat (BrCf), en - berekenen van een indicator (I) die aangeeft of iemand boven of onder gemiddeld veel inspanning levert om te ademen, waarbij de indicator (I) wordt berekend uit de 30 referentiemaat (Bref) en de maat (B).

18. Werkwijze volgens een van de conclusies 11-17, waarbij de werkwijze verder het uitvoeren omvat van een van een aantal tijdsperioden tussen opeenvolgende hartslagen, een ademfrequente, maat (B) en indicator (I).

19. Computerprogramma dat, wanneer geladen op een analyse-inrichting, de processor van de analyse-inrichting in staat stelt om een van de werkwijzen volgens conclusies 11 - 18 uit te voeren.

20. Gegevensdrager, omvattende een computerprogramma volgens conclusie 10 19.