NL9401256A - A method and apparatus for direct in-vivo detection of the state of a heart valve prosthesis. - Google Patents

A method and apparatus for direct in-vivo detection of the state of a heart valve prosthesis.

Info

Publication number
NL9401256A
NL9401256A NL9401256A NL9401256A NL9401256A NL 9401256 A NL9401256 A NL 9401256A NL 9401256 A NL9401256 A NL 9401256A NL 9401256 A NL9401256 A NL 9401256A NL 9401256 A NL9401256 A NL 9401256A
Authority
NL
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
heart valve
valve prosthesis
signal
frequency
recorded
Prior art date
Application number
NL9401256A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Gerard Faber
Bastianus Antonius Josephu Mol
Rene Breeuwer
Original Assignee
Tno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, E.G. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/24Heart valves ; Vascular valves, e.g. venous valves; Heart implants, e.g. passive devices for improving the function of the native valve or the heart muscle; Transmyocardial revascularisation [TMR] devices
    • A61F2/2472Devices for testing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Detecting, measuring or recording for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B7/00Instruments for auscultation
    • A61B7/005Detecting noise caused by implants, e.g. cardiac valves

Abstract

The invention relates to a method for directly detecting in vivo the condition of a prosthetic heart valve (heart valve prosthesis), wherein its acoustic emission is recorded, wherein the value, present in the associated frequency spectrum, of the resonant frequency of that component of the prosthetic heart valve which is checked for a possible defect is compared with that value for the resonant frequency which is characteristic for the component in question, an observed difference between these indicating a defect in the component in question of the prosthetic heart valve. The invention also relates to an apparatus for implementing this method.

Description

Werkwijze en inrichting voor het direct in vivo detecteren_van—dê—tOgt stand van een hartklepprothese. A method and apparatus for direct in-vivo detecteren_van-de-passage state of a heart valve prosthesis.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het direct in vivo detecteren van de toestand van een hartklepprothese, waarbij de akoestische emissie daarvan wordt geregistreerd. The invention relates to a method for directly detecting in vivo the condition of a heart valve prosthesis, wherein the acoustic emission thereof is recorded. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze. The invention also relates to a device for carrying out this method.

Bovengenoemde werkwijze is bekend uit het artikel 'Discrimination in vitro between the acoustic emissions from Björk-Shiley convexo-concave valves with and without broken minor strut' gepubliceerd in Medical & Biomedical Engineering & Computing van september 1991· Hier wordt een dergelijke werkwijze toegepast om de toestand van hartklepprothesen van Björk-Shiley in vitro en in vivo vast te stellen. Above method is known from the article "Discrimination in vitro between the acoustic emissions from Björk-Shiley Convexo-concave valves with and without intermittent minor strut" published in Medical and Biomedical Engineering & Computing September 1991 · Here such a method is applied to the to determine state of heart valve prostheses of Bjork-Shiley in vitro and in vivo. Bij deze werkwijze wordt de invloed van mechanische kenmerken van een dergelijke hartklepprothese op de resonantiefrequentie van het op een mogelijk defect te controleren onderdeel (in dit geval een uitlaatbeugel) genegeerd. In this method, the influence of mechanical characteristics of such a heart valve prosthesis at the resonant frequency of the ignored (an exhaust holder in this case) on a possible defect to check item. Er kan derhalve niet gericht in het frequentiespectrum van de hartklepprothese van de patiënt naar een bepaalde frequentie gezocht worden, wat de betrouwbaarheid van de diagnose ondermijnt. It is therefore not addressed in the frequency spectrum of the heart valve prosthesis of the patient to be sought certain frequencies, which undermines the reliability of the diagnosis.

Het doel van de onderhavige uitvinding is om een betrouwbare werkwijze te verschaffen voor het direct in vivo detecteren van de toestand van een hartklepprothese. The object of the present invention is to provide a reliable method for directly detecting in vivo the condition of a heart valve prosthesis.

Daartoe heeft de in de aanhef genoemde werkwijze het kenmerk dat de in het bijbehorende frequentiespectrum voorkomende waarde van de resonantiefrequentie van het onderdeel van de hartklepprothese dat op een mogelijk defect wordt gecontroleerd, vergeleken wordt met de voor het betreffende onderdeel kenmerkende waarde voor de resonantiefrequentie, waarbij een geconstateerd verschil daartussen een defect in het betreffende onderdeel vein de hartklepprothese aanduidt. To this end, the method mentioned in the preamble is characterized in that the common value of the resonant frequency of the part of the heart valve prosthesis in the associated frequency spectrum which is checked for a possible defect is compared with the value characteristic for the relevant component for the resonant frequency, wherein a detected difference between the two indicates a fault, the heart valve prosthesis in the relevant component vein. In het geval van een Björk-Shiley hartklepprothese zal een verlaging van de resonantiefrequentie bij excitatie van de uitlaatbeugel in het algemeen duiden op een scheur of beginnende breuk in één van de poten daarvan. In the case of a Bjork-Shiley heart valve prosthesis will be a reduction in the resonant frequency upon excitation of the outlet bracket, in general, indicate an incipient crack or break in one of the legs thereof.

Bij bovengenoemde werkwijze volgens de uitvinding wordt een hart-klepsignaal verkregen waarin zich veel stoorsignalen kunnen bevinden en dat via het thorax-pad met onbekende frequentieresponsie is geregistreerd, waardoor het betrouwbaar analyseren van het hartklepsignaal bemoeilijkt wordt. In the above method according to the invention, a heart valve signal is obtained which may contain a lot of interference signals, and that is registered with an unknown frequency response via the thorax-path, which makes it reliable analysis of the heart valve signal is made more difficult.

In een gunstige uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt dit probleem ondervangen doordat de registratie van het hartklepsignaal plaatsvindt onder toepassing van een externe stimulus. In an advantageous embodiment of the present invention overcomes this problem in that the recording of the heart valve signal takes place under application of an external stimulus. Daarbij wordt een electromagnetisch wisselveld zodanig ten opzichte van de hartklepprothese gepositioneerd dat in de hartklepprothese een kringstroom wordt geïnduceerd en wordt een statisch magneetveld zodanig ten opzichte van bovengenoemd wisselveld aangelegd dat er een Lorentzkracht op de hartklepprothese wordt uitgeoefend. It is positioned an electro-magnetic alternating field in such a way relative to the heart valve prosthesis which a circulating current is induced in the heart valve prosthesis and a static magnetic field in such a manner with respect to the above-mentioned alternating field is applied that a Lorentz force is applied to the heart valve prosthesis. Door deze Lorentzkracht wordt de hartklepprothese en/of onderdelen daarvan in vibratie gebracht en door de frequentie van de geïnduceerde kringstroom te variëren kunnen de hartklepprothese en/of onderdelen daarvan op hun eigenfrequentie in resonantie gebracht worden. Due to this Lorentz force is the heart valve prosthesis and / or components thereof is brought into vibration, and the heart valve prosthesis and / or components thereof may be brought into resonance at their own frequency by varying the frequency of the induced circulating current. Bij frequentie-analyse van het geregistreerde akoestische tijdsignaal zal dan een uitgesproken resonantie zichtbaar zijn. In the frequency analysis of the recorded acoustic signal of time will then be a pronounced resonance are visible. Het op bovengenoemde wijze verkregen signaal heeft een betere signaal/stoorverhouding en is beter interpreteerbaar door gecontroleerde excitatie. The signal obtained in the above way has a better signal / noise ratio and is better interpretable by controlled excitation. Derhalve kan het op betrouwbare wijze geanalyseerd worden. Therefore, it can be analyzed in a reliable manner.

De aanwezigheid van achtergrondstoorsignalen in het op de bekende werkwijze verkregen spectrum van een hartklepprothese wordt mede veroorzaakt doordat de registratie plaatsvindt door een akoestische sensor of contactmicrofoon vlak voor of tegen de borst van de patiënt te houden. The presence of background interference signals in the spectrum obtained by the known process of a heart valve prosthesis is caused in part because the registration is made by holding an acoustic sensor, or contact microphone just in front of or against the chest of the patient.

Bij een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de signaal/stoorverhouding in vergelijking tot die van de bekende werkwijze verder verbeterd door het hartklepsignaal te registreren onder toepassing van een akoestische sensor die bevestigd is op een gastroscoop en met behulp daarvan in de slokdarm tegen de wand daarvan dichtbij het hart wordt gepositioneerd. In an advantageous embodiment of the invention, the signal / noise ratio compared to that of the known method is further improved by recording the heart valve signal using an acoustic sensor which is attached to a gastroscope and using thereof in the esophagus against the wall thereof is positioned proximate the heart. Hierdoor wordt storing door akoestische signalen van buiten het menselijk lichaam geminimaliseerd. As a result, interference is minimized by acoustic signals from outside the human body.

De verder in de aanhef genoemde inrichting is uit de praktijk bekend. The said device further in the opening paragraph is known from practice. Dergelijke inrichtingen omvatten echter bovengenoemde bekende contactmicrofoon en vereisen vanwege de ongunstige signaal/stoorverhouding van het geregistreerde hartklepsignaal ingewikkelde en onbetrouwbare analysetechnieken ter ondersteuning van de diagnose. However, such devices include the above-mentioned well-known and require contact microphone because of the unfavorable signal / noise ratio of the recorded signal heart valve intricate and unreliable analysis techniques to support the diagnosis.

De onderhavige uitvinding heeft tevens tot doel om een betrouwbare inrichting te verschaffen voor het direct in vivo detecteren van de toestand van een hartklepprothese, waarbij de akoestische emissie daarvan wordt geregistreerd, welke inrichting bovengenoemde nadelen opheft. The present invention also aims to provide a reliable device for directly detecting in vivo the condition of a heart valve prosthesis, wherein the acoustic emission is recorded thereof, which device eliminates the above-mentioned drawbacks.

Daartoe wordt de bovengenoemde inrichting gekenmerkt door middelen voor het aan de hartklepprothese toevoeren van een externe stimulus, waarbij het genoemde onderdeel in vibratie en op de eigenfrequentie in resonantie gebracht kan worden. To that end, is characterized by the above-mentioned apparatus for supplying to the heart valve prosthesis means of an external stimulus, wherein said member in vibration and can be placed on the natural frequency of resonance.

Bij een gunstige uitvoeringsvorm van de inrichting bestaan de sti- mulustoevoermiddelen uit middelen voor het opwekken van een electromagne-tisch wisselveld zodanig gepositioneerd dat in de hartklepprothese een kringstroom wordt geïnduceerd en middelen voor het opwekken van een statisch magneetveld zodanig gepositioneerd ten opzichte van bovengenoemd wisselveld dat er een Lorentzkracht op de hartklepprothese wordt uitgeoefend waarbij de wisselveldopwekmiddelen zijn uitgevoerd om de frequentie van bovengenoemd wisselveld te variëren. In a favorable embodiment of the apparatus the STI mulustoevoermiddelen of means for generating an electro-magnetic-magnetic alternating field is positioned such that a circulating current is induced in the heart valve prosthesis, and means for generating a static magnetic field is positioned in such a way with respect to the above-mentioned alternating field which is subjected to a Lorentz force on the heart valve prosthesis in which the wisselveldopwekmiddelen have been carried out in order to vary the frequency of the above-mentioned alternating field.

De voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is daartoe tenminste voorzien van één of meerdere spoelen voor het opwekken van het electromagnetische wisselveld, één of meerdere magneten of spoelen voor het opwekken van het statische magneetveld, een op een gastroscoop bevestigde akoestische sensor die ongevoelig is voor electromagnetische velden en een verwerkingseenheid, die tenminste een verster-kerschakeling, computermiddelen en een display-inrichting omvat. The preferred embodiment of the device according to the invention is at least provided with one or more coils for generating the electromagnetic alternating field, one or more magnets or coils for generating the static magnetic field, one on a gastroscope attached acoustic sensor which is insensitive to electromagnetic fields, and a processing unit, which comprises at least one reinforcing kerschakeling, computer means and a display device. Op de display-inrichting wordt het spectrum van de hartklepprothese overzichtelijk gepresenteerd. On the display device, the spectrum of the heart valve prosthesis is clearly presented. Bij een eerste uitvoeringsvorm zijn de computermiddelen ten minste voorzien van programmatuur waarmee de waarden van de vermogens van alle in het spectrum voorkomende frequenties kunnen worden bepaald en op een onderscheidende manier kunnen worden weergegeven op de display-inrichting ter ondersteuning van de diagnose. In a first embodiment, the computer means is at least provided with software with which the values ​​of the powers of all common frequencies in the spectrum can be determined, and in a distinct manner can be displayed on the display device to support the diagnosis.

Bij een verdere uitvoeringsvorm zijn de computermiddelen tenminste voorzien van programmatuur waarmee het onder toepassing van een externe stimulus geregistreerde klepsignaal gedeconvolueerd wordt met het door de normale werking van de klep voortgebrachte signaal. In a further embodiment, the computer means being at least provided with software with which the under application of an external stimulus registered valve signal is deconvolved with the signal generated by the normal operation of the valve. Een verdere gunstige uitvoeringsvorm omvat programmatuur waarmee de voor de betreffende hartklepprothese kenmerkende resonantiefrequentie in een bestand kan worden opgezocht en waarmee op basis daarvan in het op de display-inrichting getoonde frequentiespectrum kan worden aangegeven of de geregistreerde resonantiefrequentie een intacte danwel een geheel of gedeeltelijk defecte hartklepprothese aanduidt. A further favorable embodiment comprises software which can be looked up for the particular heart valve prosthesis characteristic resonance frequency in a file, and with which, on the basis thereof, in the shown frequency spectrum on the display device can be indicated whether the recorded resonance frequency of an intact or a wholly or partially defective heart valve prosthesis designates. Deze uitvoeringsvorm maakt het mogelijk om in één oogopslag een betrouwbare diagnose te stellen. This embodiment makes it possible to make a reliable diagnosis at a glance.

De uitvinding zal aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin: The invention will be with reference to an exemplary embodiment will be explained in more detail with reference to the drawings, in which:

Figuur 1 een schematische voorstelling van een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; Figure 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the device according to the invention;

Figuur 2 een voorbeeld van een akoestische registratie van het hartklepprothesespectrum toont; Figure 2 shows an example of an acoustic recording of the heart valve prosthesis spectrum;

Figuur 3 een blokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm van een voorversterker van de inrichting in figuur 1 toont; Figure 3 shows a block diagram of a preferred embodiment of a preamplifier of the apparatus in Figure 1; en and

Figuur 4 een uitvoeringsvorm van de indeling van een display-in-richting toont. Figure 4 shows an embodiment of the layout of a display-in-direction.

Figuur 1 toont een schematische voorstelling van een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding. Figure 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of a device according to the invention. Voor het opwekken van een electromagnetisch wisselveld H is gebruik gemaakt van spoel 1, die in dit voorbeeld zodanige afmetingen heeft dat een patiënt erin kan liggen op de wijze als getoond in de figuur. In order to generate an alternating electromagnetic field H is made of coil 1, which is of such dimensions in this example, that a patient may lie in it in the manner as shown in the figure. Magneet of spoel 2 wekt een statisch magneetveld B op en is bij wijze van voorbeeld vlak boven de borst van de patiënt geplaatst. Magnet or coil 2 generates a static magnetic field B, and is placed, by way of example, just above the patient's chest. Het electromagnetisch veld H is zodanig gepositioneerd ten opzichte van de hartklepprothese dat het daarin een kringstroom I opwekt. The electro-magnetic field H is positioned relative to the heart valve prosthesis in that the circuit generates a current I in it. In een Björk-Shiley hartklepprothese loopt deze kringstroom bijvoorbeeld door de metalen ringconstructie van de klep. In a Bjork-Shiley heart valve prosthesis, these circuit current flows, for example, through the metal ring structure of the valve. In het meest gunstige geval wordt het wisselveld H loodrecht ten opzichte van het vlak door deze ringconstructie aangelegd. In the most favorable case, the alternating field H is perpendicular to the plane built by this ring structure. Dit is echter niet noodzakelijk, zolang er maar een loodrechte component van het wisselveld H ten opzichte van het vlak door de ringconstructie aanwezig is, zal er een kringstroom I in de ringconstructie geïnduceerd worden. However, this is not necessary, as long as there is only a vertical component of the alternating field H with respect to the plane through the ring structure is present, there will be a loop current I will be induced in the ring structure. Deze kringstroom I veroorzaakt samen met magneetveld B een Lorentzkracht op de hartklepprothese, waardoor deze in trilling gebracht wordt. The circular current I causes in conjunction with magnetic field B, a Lorentz force on the heart valve prosthesis, so that it is brought into vibration. Deze Lorentzkracht is het grootst als geldt dat magneetveld B loodrecht op stroom I staat. This Lorentz force is greatest as it applies that magnetic field B perpendicular to current I condition. Er zal echter altijd sprake zijn van een Lorentzkracht zolang B een voldoende sterke component heeft die loodrecht op kringstroom I staat. However, there will always involve a Lorentz force while B has a sufficiently strong component perpendicular to base current I state. De geïnduceerde kringstroom I=I0sinut met è=2xnxf is frequentie-afhankelijk. The induced DC link current I = I0sinut with è = 2xnxf is frequency-dependent. Door met behulp van versterker 3 en computermid-delen 4 de frequentie te variëren kan het betreffende onderdeel van de hartklepprothese dat op een defect gecontroleerd wordt (bijvoorbeeld de uitlaatbeugel) in resonantie gebracht worden op de eigenfrequentie. By using amplifier 3 and computermid-parts 4 to vary the frequency, the relevant part of the heart valve prosthesis which is checked for a defect (for example, the exhaust holder) are brought into resonance at the natural frequency. Het resulterende akoestische signaal wordt geregistreerd door het op te nemen met behulp van een akoestische sensor die bevestigd is aan gastroscoop 6. Ook dit signaal wordt toegevoerd aan de computermiddelen 4 via verster-kerschakeling 5· The resultant acoustic signal is recorded by including it with the aid of an acoustic sensor which is attached to gastroscope 6. Also, this signal is supplied to the computer means 4 via reinforcing kerschakeling 5 ·

Voor het registreren van het signaal met externe stimulus kan met voorkeur gebruik worden gemaakt van een sensor die ongevoelig is voor electromagnetische velden. For the recording of the signal with an external stimulus can preferably be made of a sensor which is insensitive to electromagnetic fields. Voorbeelden van geschikte sensoren zijn de akoestische differentiaalsensor (beschreven in NL ...) en optische vezel-sensoren. Examples of suitable acoustic sensors are the differential sensor (described in NL ...), and optical-fiber sensors. De sensor moet tevens geschikt zijn voor invasief onderzoek. The sensor must also be suitable for invasive research.

Door het grillige overdrachtspad van hartklepprothese naar slok-darmsensor kunnen zich geluidsdrukmaxima en -minima voordoen. may arise Sound pressure maxima and minima due to the unpredictable transmission path of heart valve prosthesis to esophagus sensor. Voor het verkrijgen van betrouwbare gegevens is het derhalve noodzakelijk om op meerdere plaatsen in de slokdarm signalen te registreren. To obtain reliable data, it is therefore necessary to register in several places in the esophagus signals. Bijvoorbeeld op minimaal drie posities met een onderlinge afstand van circa een halve golflengte van de te verwachten klepresonantie (circa 5 centimeter). For example, on a minimum of three positions with a mutual distance of approximately one-half wavelength of the resonance flap (about 5 centimeters) to be expected. Om de geluidsoverdracht van slokdarm naar sensor te verbeteren kan tevens om de sensor en de gastroscoopbuis een condoom gevuld met ultrageluid-gel aangebracht worden. In order to improve sound transmission from the esophagus to the sensor can also around the sensor and the gastroscope tube, a condom is filled to be applied with ultrasound gel.

Figuur 2 toont een voorbeeld van een akoestische registratie van een hartklepsignaal. Figure 2 shows an example of an acoustic recording of a heart valve signal. Akoestisch signaal 7a is een voorbeeld van een hart-klepsignaal dat geregistreerd is onder toepassing van een externe stimulus. Acoustic signal 7a is an example of a heart-valve signal which is registered by using an external stimulus. Hierin loopt het "gewone" akoestische klepgeluid plus de thoraxreso-nanties, van tijdstip t0 tot tx en loopt het met behulp van een externe stimulus geïnduceerde akoestische signaal tussen de tijdstippen t2 en t3. Herein runs the "normal" sound acoustic valve plus the thoraxreso-nanties, from time t0 to t x and runs it with the aid of an external stimulus-induced acoustic signal between the time points t2 and t3. Door nu het "gewone" akoestische klepgeluid lopend van t0 tot tt te separeren met behulp van een geschikt tijdvenster en vervolgens dit signaal en het originele signaal lopend van t0 tot t3 te bewerken met behulp van bekende deconvolutietechnieken. By now the "normal" sound acoustic valve to be separated running from t0 to tt with the aid of a suitable time window, and then this signal and the original signal to be processed running from t0 to t3 with the aid of well-known deconvolutietechnieken. wordt het signaal met verwijzingscijfer 7b verkregen waarin het klepsignaal alsmede de thoraxresonanties nagenoeg volledig zijn geëlimineerd. the signal is obtained by the reference numeral 7b in which the valve signal as well as the thorax resonances are almost completely eliminated. Indien in de hartklepprothese mechanische resonanties optreden, dan komt dit tot uitdrukking in het geregistreerde akoestische tijdsignaal door een uitgesproken toename van de amplitude van dit signaal, zoals duidelijk te zien is in signaal 7b. If occur in the heart valve prosthesis, mechanical resonances, then, this is reflected in the recorded acoustic signal of time by a pronounced increase in the amplitude of this signal, as can be clearly seen in signal 7b. Op deze wijze verbetert de signaal/stoorverhouding aanzienlijk waardoor de analyse van het signaal vereenvoudigt en de betrouwbaarheid van de diagnose aanzienlijk toeneemt. In this way the signal / noise ratio improves considerably so that simplifies the analysis of the signal and increases significantly the reliability of diagnosis.

Figuur 3 toont een blokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm van versterkerschakeling 5 uit de inrichting uit figuur 1. Het ingangssignaal van een dergelijke versterkerschakeling is het met een akoestische sensor 8 in vivo geregistreerde, analoge signaal van de hartklepprothese. Figure 3 shows a block diagram of a preferred embodiment of amplifier circuit 5 from the device of Figure 1. The input signal of such an amplifier arrangement it is with an acoustic sensor 8 registered in vivo, analog signal of the heart valve prosthesis. De versterkerschakeling geeft twee soorten uitgangssignalen af; The amplifier circuit provides two types of output signals; één ten behoeve van visuele diagnose en één ten behoeve van auditieve diagnose. one for the purpose of diagnostic imaging, and one for the benefit of auditory diagnosis.

Naast genoemde sensor 8 omvat het blokschema een versterker 9, een isolatieversterker 10 ter bescherming van de patiënt en een 50 Hz filter 11, waarna de signaalweg in drie parallel geschakelde signaalwegen A, B en C wordt opsplitst. In addition to above-mentioned sensor 8 includes the block diagram an amplifier 9, an isolation amplifier 10 in order to protect the patient and a 50 Hz filter 11, after which the signal path in three parallel-connected signal paths A, B, and C is split. Signaalweg A omvat een hoogdoorlaatfilter 12, een versterker 13 en een laagdoorlaatfilter 14. Signaalweg B omvat geen extra componenten. A signal path comprises a high-pass filter 12, an amplifier 13 and a low-pass filter 14. The signal path B does not include any additional components. Signaalwegen A en B ondersteunen de visuele diagnose. Signal Paths A and B support the visual diagnosis. Zij leiden naar de analoog-digitaal omzetter 15. die in directe verbinding staat met de computermiddelen 21 gekoppeld aan display-inrichting 22. Voor het bepalen van een geschikte trigger voor de analoog-digitaal om- zetter 15 wordt het hartklepprothesesignaal samen met een regelbaar ge-lijkspanningssignaal aan een comparator 16 toegevoerd. They lead to the analog-to-digital converter 15 which is in direct communication with the computer means 21 is coupled to display device 22. For the determination of an appropriate trigger for the analog-to-digital converter 15, the signal is heart valve prosthesis in conjunction with an adjustable ge -lijkspanningssignaal fed to a comparator 16. Het triggerniveau is via de computermiddelen 21 instelbaar. The trigger level is via the computer means 21 adjustable. Signaalweg C omvat de benodigde componenten ter ondersteuning van een auditieve diagnose; Signal path C includes the necessary components to support an auditory diagnosis; een versterker 17, een digitale verzwakker 18, een versterker 19 en een koptelefoon 20. an amplifier 17, a digital attenuator 18, an amplifier 19, and a pair of headphones 20.

Het hoogdoorlaatfilter 12, het laagdoorlaatfilter 1*4, de digitale verzwakker 18 en de comparator 16 zijn instelbaar met behulp van de computermiddelen 21. The high-pass filter 12, the low-pass filter 1 * 4, to the digital attenuator 18 and the comparator 16 are adjustable with the aid of the computer means 21.

Figuur 4 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van de indeling van een display-inrichting bestaande uit vier afbeeldingen, waarin: afbeelding 2k het geregistreerde hartklepprothesesignaal tegen de tijd toont; Figure 4 shows a preferred embodiment of the layout of a display device consisting of four images, in which: figure 2k shows the recorded heart valve prosthesis signal against time; afbeelding 25 het frequentiespectrum van het geregistreerde signaal toont; Figure 25 shows the frequency spectrum of the recorded signal; afbeelding 26 bij iedere hartslag (aangeduid met een verticale lijn) de in het geselecteerde deel van het spectrum voorkomende frequenties toont, waarbij het vermogen van de frequenties wordt aangeduid door middel van kleuren; figure 26, at each heart rate (indicated by a vertical line) shows the frequencies occurring in the selected part of the spectrum, wherein the power of the frequencies is indicated by means of colors; en afbeelding 27 het gemiddelde resultaat van een instelbaar aantal registraties van afbeelding 26 toont. and Figure 27 shows the average result of a selectable number of records of Figure 26.

Afbeelding 2k dient ter visuele ondersteuning bij de keuze van het juiste triggerniveau zodat steeds bij iedere hartslag een registratie volgens figuur 2, verwijzingsnummer 7a, wordt verkregen. Figure 2k is intended to a visual aid in the selection of the appropriate trigger level, so that each time a recording in accordance with Figure 2, reference numeral 7a, is obtained at every heartbeat. Met behulp van de eerdergenoemde koptelefoon wordt deze triggerinstelling vereenvoudigd. With the aid of the above-mentioned headphone is simplified this trigger setting.

Afbeelding 25 dient als eerste indicatie ten aanzien van de positionering van de akoestische sensor. Figure 25 serves as a first indication in respect of the positioning of the acoustic sensor. Bevindt de sensor zich op een plaats corresponderend met een drukminimum dan is er spectraal geen significante informatie. The sensor is at a position corresponding to a minimum pressure then there is no significant spectral information. De sensor wordt derhalve verplaatst naar een optimale positie zijnde een drukmaxium voor de te verwachten hartklepfrequentie. The sensor is thus moved to an optimal position for the heart valve drukmaxium being a frequency to be expected. Aangezien de duidelijkheid van signaal 25 onder andere patiëntafhankelijk is, dienen afbeelding 26 en 27 ter verdere ondersteuning van de diagnose. Since the clarity of signal 25 is among other things dependent patient, serve figure 26 and 27 in order to further support the diagnosis. In deze afbeeldingen is de resonantiefrequentie die bij de onderhavige te controleren hartklepprothese hoort, duidelijk zichtbaar als een horizontale rechte lijn. In these images, the resonance frequency corresponding to the present heart valve prosthesis to control, clearly visible as a horizontal straight line. Afbeelding 26 geeft de meest betrouwbare representatie bij discontinue registratie van het hartsignaal, terwijl aan afbeelding 27 de voorkeur moet worden gegeven bij continue registratie van het hartsignaal. Figure 26 provides the most reliable representation for discontinuous recording of the cardiac signal, while in figure 27, the preference should be given by continuous recording of the cardiac signal. Ter ondersteuning van de diagnose zijn in beide afbeeldingen twee extra pijlen aangegeven; To support the diagnosis are given two additional arrows in both images; één pijl die de met een goed functionerende hartklepprothese overeenkomende waarde van de resonantiefrequentie aanduidt en een andere pijl die een gedeeltelijk defecte hartklepprothese aanduidt, dwz waarbij een poot van de uitlaatbeugel is gescheurd, maar waarbij de twee respectieve uiteinden op het scheurvlak nog electrisch contact maken. one arrow which indicates with a properly functioning heart valve prosthesis corresponding value of the resonant frequency and a different arrow indicating a partially defective heart valve prosthesis, that is to say in which it is torn a leg of the exhaust holder, but which still electrically contact the two respective ends of the tear face. In deze toestand bedraagt de resonantiefrequentie ruwweg de helft van de resonantiefrequentie bij een intacte uitlaatbeugel. In this state, the resonance frequency amounts to roughly half of the resonance frequency with an intact exhaust holder. Wanneer de hartklepprothese geheel defect is, dwz dat één poot van de uitlaatbeugel helemaal is afgescheiden, wordt er geen resonantie op de eigenfrequentie meer waargenomen, dwz er is geen electrisch contact en dus geen stroom meer. When the heart valve prosthesis is completely defective, that is to say that one leg of the exhaust holder is completely separated, there is no longer observed resonance at the natural frequency, that is to say there is no electric contact, and therefore no longer supplied with power. De bij deze pijlen behorende waarden worden met hiervoor geschikte programmatuur voor iedere patiënt afzonderlijk opgezocht in de database. The arrows in these values ​​will be associated with suitable software for each patient separately looked up in the database. Met behulp van geschikte programmatuur is het tevens mogelijk om het onderscheid te maken tussen de resonantiefrequentie van een mitrale en een aortale hartklepprothese. By means of suitable software it is also possible to make the difference between the resonance frequency of a mitral valve and an aortic heart valve prosthesis. Daarbij wordt gebruik gemaakt van het feit dat de respectieve resonanties op verschillende tijdstippen na elkaar in het signaal worden waargenomen. Use is then made of the fact that the respective resonances are observed at different times one after the other in the signal. De voor dit signaal vereiste triggering kan worden afgeleid van het ecg-signaal van de patiënt. The signal required for this triggering can be derived from the ECG signal of the patient.

Het spreekt vanzelf dat met bovengenoemde werkwijze en inrichting, naast de uitlaatbeugel, ook andere delen van hartklepprothesen op correcte werking kunnen worden onderzocht. It goes without saying that can be examined using the above-mentioned method and apparatus, in addition to the exhaust holder, also other parts of heart valve prostheses for correct operation. De werkwijze en inrichting kunnen tevens aangewend worden voor het uitvoeren van vermoeidheidsonderzoek op hartklepprothesen. The method and apparatus may also be used to carry out fatigue research in heart valve prostheses.

Claims (13)

  1. 1. Werkwijze voor het direct in vivo detecteren van de toestand van een hartklepprothese, waarbij de akoestische emissie daarvan wordt geregistreerd, met het kenmerk, dat de in het bijbehorende frequentiespectrum voorkomende waarde van de resonantiefrequentie van het onderdeel van de hartklepprothese dat op een mogelijk defect wordt gecontroleerd, vergeleken wordt met de voor het betreffende onderdeel kenmerkende waarde voor de resonantiefrequentie, waarbij een geconstateerd verschil daartussen een defect in het betreffende onderdeel van de hartklepprothese aanduidt. 1. A process for the direct in vivo detecting the state of a heart valve prosthesis, wherein the acoustic emission thereof is recorded, characterized in that the common value of the resonant frequency of the part of the heart valve prosthesis in the associated frequency spectrum of a possible defect is monitored, is compared with the characteristic value for the relevant component for the resonant frequency, in which a detected difference therebetween indicative of a defect in the respective component of the heart valve prosthesis.
  2. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het betreffende onderdeel een uitlaatbeugel is, waarvan de kenmerkende resonantiefrequentie zich in het hoogfrequente deel van het spectrum bevindt en afhankelijk is van de afmetingen van de metaalconstructie van de hartklepprothese, waarbij registratie van een verlaging van de resonantiefrequentie een defect in de uitlaatbeugel aanduidt. 2. A method as claimed in claim 1, in which the relevant component is an exhaust holder, of which the characteristic resonant frequency is in the high frequency part of the spectrum and depends on the dimensions of the metal structure of the heart valve prosthesis, wherein the registration of a lowering of the resonant frequency of a designates defect in the exhaust bracket.
  3. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarin de registratie van het hartklepsignaal plaatsvindt onder toepassing van een externe stimulus, waarbij een electromagnetssch wisselveld zodanig ten opzichte van de hartklepprothese wordt gepositioneerd dat in de hartklepprothese een kringstroom wordt geïnduceerd en waarbij een statisch magneetveld zodanig ten opzichte van bovengenoemd wisselveld wordt aangelegd dat er een Lo-rentzkracht op de stroomvoerende hartklepprothese wordt uitgeoefend waarbij het onderdeel van de hartklepprothese in vibratie en op de eigenfre-quentie in resonantie gebracht kan worden door de frequentie van bovengenoemd wisselveld te variëren. 3. A method according to claim 1 or 2, wherein the recording of the heart valve signal takes place under application of an external stimulus, wherein a electromagnetssch alternating field in such a way relative to the heart valve prosthesis is positioned so that a circulating current is induced in the heart valve prosthesis, and wherein a static magnetic field in such a way as with respect to the above-mentioned alternating field is applied that there is a Lo-rentzkracht is applied to the current-carrying heart valve prosthesis in which the part of the heart valve prosthesis in vibration, and on the eigenfre acid sequence can be brought into resonance by varying the frequency of the above-mentioned alternating field.
  4. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3 waarin de registratie van het hartklepsignaal plaatsvindt onder toepassing van een sensor die ongevoelig is voor electromagnetische velden en die bevestigd is op een gastro-scoop en met behulp daarvan in de slokdarm tegen de wand daarvan dichtbij het hart van een patiënt wordt gepositioneerd. 4. A method as claimed in claim 1, 2 or 3 wherein the registration of the heart valve signal takes place by using a sensor that is insensitive to electromagnetic fields and which is mounted on a gastro-scoop and using thereof in the esophagus against the wall thereof close to the heart of a patient is positioned.
  5. 5. Inrichting voor het direct in vivo detecteren van de toestand van een hartklepprothese, waarbij de akoestische emissie daarvan wordt geregistreerd, gekenmerkt door middelen voor het aan de hartklepprothese toevoeren van een externe stimulus, waarbij het genoemde onderdeel in vibratie en op de eigenfrequentie in resonantie gebracht kan worden. 5. An apparatus for direct in-vivo detection of the state of a heart valve prosthesis, in which is recorded the acoustic emission thereof, characterized by means for supplying to the heart valve prosthesis of an external stimulus, wherein said member in vibration, and on the natural frequency in resonance can be introduced.
  6. 6. Inrichting volgens conclusie 5. waarin de stimulustoevoermiddelen bestaan uit middelen voor het opwekken van een electromagnetisch wissel-veld zodanig gepositioneerd dat in de hartklepprothese een kringstroom wordt geïnduceerd en middelen voor het opwekken van een statisch magneetveld zodanig gepositioneerd ten opzichte van bovengenoemd wisselveld dat er een Lorentzkracht op de hartklepprothese wordt uitgeoefend waarbij de wisselveldopwekraiddelen zijn uitgevoerd om de frequentie van bovengenoemd wisselveld te variëren. 6. A device as claimed in claim 5. wherein the stimulustoevoermiddelen consist of means for generating an electromagnetic alternating field is positioned such that a circulating current is induced in the heart valve prosthesis, and means for generating a static magnetic field in such a manner positioned in relation to the above-mentioned alternating field that there are a Lorentz force is applied to the heart valve prosthesis in which the wisselveldopwekraiddelen have been carried out in order to vary the frequency of the above-mentioned alternating field.
  7. 7. Inrichting volgens conclusie 6, die tenminste is voorzien van één of meerdere spoelen voor het opwekken van het electromagnetische wisselveld, één of meerdere magneten of spoelen voor het opwekken van het statische magneetveld, een op een gastroscoop bevestigde sensor die ongevoelig is voor electromagnetische velden en een verwerkingseenheid, die tenminste een versterkerschakeling, computermiddelen en een display-in-richting omvat. 7. Apparatus according to claim 6, which at least is provided with one or more coils for generating the electromagnetic alternating field, one or more magnets or coils for generating the static magnetic field, one on a gastroscope mounted sensor that is insensitive to electromagnetic fields, and a processing unit, which comprises at least an amplifier circuit, computer means and a display-in-direction.
  8. 8. Inrichting volgens conclusie 7. waarin de versterkerschakeling tenminste is voorzien van een isolatieversterker, een 50 Hz filter, een afsplitsing in de signaalweg die een hoogdoorlaatfilter en een laagdoor-laatfilter omvat en een analoog-digitaal omzetter. 8. A device as claimed in claim 7. wherein the amplifier circuit is at least provided with an insulation amplifier, a 50 Hz filter, a split-off in the signal path that includes a high-pass filter and a low-pass filter and an analog-to-digital converter.
  9. 9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, waarin de versterkerschakeling een afsplitsing in de signaalweg heeft die tenminste voorzien is van een koptelefoon ten behoeve van auditieve diagnose. 9. A device according to claim 7 or 8, wherein the amplifier circuit has a split-off in the signal path which is at least provided with a pair of headphones for the benefit of auditory diagnosis.
  10. 10. Inrichting volgens conclusies 7 tot en met 9. waarin de computermiddelen tenminste zijn voorzien van programmatuur waarmee het onder toepassing van een externe stimulus geregistreerde hartklepsignaal ge-deconvolueerd wordt met het natuurlijke klepsignaal. 10. A device as claimed in claims 7 to 9. wherein the computer means comprise at least be provided with software that allows it under application of an external stimulus signal recorded heart valve ge-deconvolueerd is with the natural valve signal.
  11. 11. Inrichting volgens conclusies 7 tot en met 10, waarin de computermiddelen tenminste zijn voorzien van programmatuur waarmee de resonanties van een mitrale hartklepprothese en van een aortale hartklepprothese van elkaar worden onderscheiden op basis van het tijdstip waarop ze worden waargenomen in het geregistreerde akoestisch tijdsignaal, waarbij de vereiste triggering kan worden afgeleid van het ecg-signaal van de patiënt. 11. A device according to claims 7 to 10, wherein the computer means comprise at least be provided with software that allows the resonances of a mitral heart valve prosthesis and of an aortic heart valve prosthesis can be distinguished from each other on the basis of the time at which they are observed in the recorded acoustic timing signal, wherein the required triggering can be derived from the ECG signal of the patient.
  12. 12. Inrichting volgens conclusies 7 tot en met 11, waarin de computer-middelen ten minste zijn voorzien van programmatuur waarmee de waarden van de amplitudes van alle in het spectrum voorkomende frequenties kunnen worden bepaald en op een onderscheidende manier kunnen worden weergegeven op de display-inrichting ter ondersteuning van de diagnose. 12. A device according to claims 7 to 11, in which the computing means are at least provided with software with which the values ​​of the amplitudes of all the frequencies occurring in the spectrum can be determined and can be displayed in a distinctive manner on the indicating device to support the diagnosis.
  13. 13· Inrichting volgens conclusie 7 tot en met 12, waarin de computer-middelen tenminste zijn voorzien van programmatuur waarmee de voor de betreffende hartklep kenmerkende resonantiefrequentie in een bestand kan worden opgezocht en waarmee op basis daarvan in het op de display-inrichting getoonde frequentiespectrum kan worden aangegeven of de geregistreerde resonantiefrequentie een intacte danwel een geheel of gedeeltelijk defecte hartklepprothese aanduidt. 13 · The apparatus according to claim 7 to 12, in which the computing means comprise at least be provided with software with which the position can be located characteristic resonant frequency in a file for the corresponding heart valve and with which, on the basis thereof, in the shown frequency spectrum on the display device can be to indicate whether the recorded resonance frequency indicates an intact or a wholly or partially defective heart valve prosthesis.
NL9401256A 1994-08-01 1994-08-01 A method and apparatus for direct in-vivo detection of the state of a heart valve prosthesis. NL9401256A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9401256A NL9401256A (en) 1994-08-01 1994-08-01 A method and apparatus for direct in-vivo detection of the state of a heart valve prosthesis.
NL9401256 1994-08-01

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9401256A NL9401256A (en) 1994-08-01 1994-08-01 A method and apparatus for direct in-vivo detection of the state of a heart valve prosthesis.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9401256A true true NL9401256A (en) 1996-03-01

Family

ID=19864491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9401256A NL9401256A (en) 1994-08-01 1994-08-01 A method and apparatus for direct in-vivo detection of the state of a heart valve prosthesis.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL9401256A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1433421A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-30 CODMAN & SHURTLEFF INC. Acoustic monitoring system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378022A (en) * 1981-01-15 1983-03-29 California Institute Of Technology Energy-frequency-time heart sound analysis
US4712565A (en) * 1986-10-27 1987-12-15 International Acoustics Incorporated Method and apparatus for evaluating of artificial heart valves
GB2256710A (en) * 1991-06-11 1992-12-16 Marconi Gec Ltd Heart monitoring arrangement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378022A (en) * 1981-01-15 1983-03-29 California Institute Of Technology Energy-frequency-time heart sound analysis
US4712565A (en) * 1986-10-27 1987-12-15 International Acoustics Incorporated Method and apparatus for evaluating of artificial heart valves
GB2256710A (en) * 1991-06-11 1992-12-16 Marconi Gec Ltd Heart monitoring arrangement

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D.K. WALKER ET AL.: "Discrimination in vitro between the acoustic emissions from Bjork-Shiley valves with and without a broken strut", MEDICAL & BIOLOGICAL ENGINEERING & COMPUTING, vol. 29, no. 5, September 1991 (1991-09-01), STEVENAGE (GB), pages 457 - 464 *
Y. KAGAWA ET AL.: "Real-time sound spectroanalysis for diagnosis of malfunctioning prosthetic valves", THE JOURNAL OF THORACIC AND CARDIOVASCULAR SURGERY, vol. 79, 1980, pages 671 - 679 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1433421A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-30 CODMAN & SHURTLEFF INC. Acoustic monitoring system
US7736312B2 (en) 2002-12-23 2010-06-15 Codman & Shurtleff, Inc. Acoustic monitoring system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zwislocki An acoustic method for clinical examination of the ear
US5699809A (en) Device and process for generating and measuring the shape of an acoustic reflectance curve of an ear
US7047059B2 (en) Simplified water-bag technique for magnetic susceptibility measurements on the human body and other specimens
US5868682A (en) Device and process for generating and measuring the shape of an acoustic reflectance curve of an ear
US4771792A (en) Non-invasive determination of mechanical characteristics in the body
US6185448B1 (en) Apparatus and method for locating and mapping a catheter in intracardiac operations
US5842986A (en) Ferromagnetic foreign body screening method and apparatus
US7370656B2 (en) Method and arrangement for influencing magnetic particles and detecting interfering material
Collewijn et al. Early components of the human vestibulo-ocular response to head rotation: latency and gain
US6761695B2 (en) Method and apparatus for non-invasive measurement of changes in intracranial pressure
US4763075A (en) Electro-optical isolator for magnetic resonance tomography
US7402996B2 (en) Instrument and method for measuring three-dimensional motion
US6278890B1 (en) Non-invasive turbulent blood flow imaging system
US7548774B2 (en) Method and apparatus for the collection of physiological electrical potentials
US5617869A (en) Device and method for locating flow blockage in a three-dimensional object
US20090138059A1 (en) Heart Defibrillator With Contactless ECG Sensor For Diagnostics/Effectivity Feedback
US6681131B2 (en) Apparatus for measuring bio-magnetic fields
US5036857A (en) Noninvasive diagnostic system for coronary artery disease
US6430431B1 (en) MRI system for measuring vision capabilities
US5109863A (en) Noninvasive diagnostic system for coronary artery disease
US6317620B1 (en) Method and apparatus for rapid assessment of stenosis severity
US4945916A (en) Optical device for the simultaneous detection of heart and respiratory movements
US5840041A (en) Device for measuring the mechanical properties of biological tissue
US6328698B1 (en) Diagnostic system and method for coronary artery disease and others
US20040186387A1 (en) Pulse meter, method for controlling pulse meter, wristwatch-type information device, control program, storage medium, blood vessel simulation sensor, and living organism information measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
A1C A request for examination has been filed
BN A decision not to publish the application has become irrevocable