WO2008128531A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung der stimulierten herzratenvariabilität - Google Patents

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    • A61N1/36592—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by the heart rate variability

Definitions

  • Heart rate variability is the variability in heart rate from heartbeat to heartbeat. This can be calculated and specified by suitable mathematical methods, for example by a standard deviation, in particular the time interval between the individual heart beats.
  • the heart rate variability is the mathematical correlate to the permanent adjustment of the heart rate to changing requirements in the human organism and is in particular also an expression of the neuro-vegetative regulatory ability of a human body.
  • heart rate variability is determined as the result of various neurophysiological functional tests performed at specialized centers or institutions. These functional tests usually include the Ewing test, the Valsalva maneuver, the respiratory sinus arrhythmia, and / or a short-term heart rate variability measurement at rest as testing procedures.
  • the patient himself performs stimulations on his cardiovascular system as directed by an examiner, resulting in characteristic changes in heart rate.
  • the Ewing test asks the patient to get up quickly from lying down.
  • Valsalva maneuver he is instructed to exhale firmly with the larynx lid closed, thus creating overpressure in the chest.
  • the patient is given a slow respiratory rhythm with approximately Reuther P02602WO
  • the short-term heart rate variability measurement at rest includes the determinations of heart rate variability at rest without any particular stimulation.
  • ECG electrocardiogram
  • US 2004/0127804 A1 discloses a device which is to be implanted and measures both the pulse rate and the respiratory rate and sets them in relation to each other.
  • the effort required for this purpose namely an implantation, however, can only be justified in certain cases, for example if an implant in the form of a cardiac pacemaker is necessary anyway.
  • the device disclosed in this publication operates independently of a controlled breathing, that is independent of a corresponding stimulation, so that extremely complex evaluation steps are necessary, which can ultimately be performed only by trained personnel.
  • the functional tests described above therefore involve targeted stimulation and correlate heart rate variability with the stimulation signal, for example, to determine the quality of heart rate variability.
  • the latter can be done for example via a spectral analysis of the heart rate.
  • At maximum quality of heart rate variability essentially only one frequency occurs in the spectral analysis of the heart rate, namely the respiratory rate. It is understood that to measure the correlation between heart rate variability and stimulation, it is not necessary to rely on spectral analysis. On the contrary, all analytical methods can be used with which the responses of the heartbeat to a stimulation can be measured, that is to say, measured.
  • the corresponding measurement values may be made in any suitable manner, for example by outputting a value related to the correlation between heart rate variability and stimulation signal, for example as a graph, in number or in binary.
  • a graphic order of the respective distance between two heart beats over the measurement time can be made, which represents an image of the heart rate variability and whose amplitude is a measure of the quality of the heart rate variability.
  • a numerical value for the quality of the heart rate variability can be determined from the standard deviation or from other mathematical methods. The same is possible by a corresponding function analysis of the spectrum of the heart rate.
  • such determined values can be converted into simple signals, for example, such as (good / bad), (red / green) or (+/-) for the simple statement to what extent the heart rate variability is good or bad, or correspondingly finer tuned by (red / yellow / green) or (+ / 0 / -) for a corresponding more detailed statement regarding high quality, average quality or low quality of heart rate variability. It is immediately understandable that all conceivable output formats can be used to advantage depending on the desired informative value.
  • the invention proposes on the one hand a generic device, which is characterized by means for specifying a defined measuring time interval. Likewise, the invention proposes a generic method, which is characterized in that a defined measuring interval is given.
  • the specification of a defined measurement time interval relieves the user of the responsibility to maintain the necessary measurement conditions for a sufficient measurement period, without first knowing exactly how long this measurement period will be. In particular, users may already be prepared for approximately how long the conditions necessary for a proper measurement, such as a breastfeeding, a steady breathing or the like, must be complied with.
  • the specification of a defined measuring time interval also relieves the user of the responsibility of evaluating a measurement result in retrospect to determine whether the measuring time was sufficiently long or to what extent, for example, a shorter partial interval from the entire measuring period should or could be used for an evaluation in a longer measuring time. In particular, a user is then not enticed to include only positive appearing measurement data in the evaluation.
  • the invention proposes a generic device, which is characterized by means for specifying a defined lead time.
  • the invention proposes a generic method, which is characterized in that a defined lead time is specified.
  • Cumulatively or alternatively to the specification of a defined measuring time interval allows the specification of a defined lead time an objective examination of the measurement environment, for example, whether a heart rate can be recorded sufficiently reliable.
  • the physiology of the patient can be appropriately calmed in advance in advance, so that in particular the parasympathetic nervous system can take control of the body of the patient.
  • the specification of a lead time enables the patient not to have to deal with the lead time as such, which in particular minimizes the risk of the sympathetic being over-engaging.
  • a user is given the beginning of the measurement, which can be done by apparatus or in the measuring device by any suitable means, such as a corresponding display.
  • the user can then internally adjust to the fact that the measurement is now running and, accordingly, the specifications for the measurement should be adhered to as far as possible.
  • the end of the lead time and a plausibility check successfully completed during the lead time can be communicated to the user.
  • the user is given the measuring time. Again, this can be done by the measuring device by any suitable means.
  • a corresponding signal for example a changing tone
  • a counter or clock can indicate how long the measurement is running or will be running.
  • a clock running towards the end of the measurement for example a backwards counting clock, proves to be advantageous for ergonomic reasons, since the patient or the user can directly take a picture of the remaining measurement time, whereby Reuther P02602WO
  • the method described here is particularly suitable for respiratory sinus arrhythmia, so that respiration should be stimulated accordingly with the stimulation signal.
  • the measuring device comprises means for outputting a stimulation signal, wherein - optionally - also an external signal can be detected and processed accordingly.
  • the overall arrangement is particularly simple if the measuring device has means for outputting a breathing signal, which can be done, for example, by a bar which rises and falls again in the desired respiratory rhythm.
  • a plausibility check is carried out within a lead time. This can be ensured by particularly simple measures that necessary boundary conditions, such as a more reliable pulse measurement via an ear clip, a sufficient stability of the respiration and / or a reliable heart rate measurement, are met when the actual measurement starts.
  • This plausibility check should be carried out at least during a subinterval within the lead time, preferably between 10 s and 30 s. It goes without saying that a plausibility check can preferably also be used advantageously during the measurement or for the quality check of the measurement. Accordingly, it is also advantageous if the measuring device has means for carrying out a plausibility check. These implementing means may in particular comprise statistical analysis methods, for example for checking whether each heartbeat is detected, whether artifacts are present or whether a user is not breathing in the right rhythm, which can lead to a falsification of the measurement result.
  • Artifacts can be detected, for example, by a moving average of the deviations of some, for example five, pulse intervals. Is the deviation of a pulse Reuther P026 02 WO
  • the width of a frequency peak can be determined by a spectral analysis of the pulse interval and used as a measure of whether ever breathed regularly.
  • pulse interval the distance of a pulse wave from its predecessor wave
  • pulse wave the distance of a pulse wave from its predecessor wave
  • this term and the term “pulse wave” are to be understood in its most general form and include all correlated with the heartbeat body wave that can be used for pulse measurement
  • R-waves it is also possible, for example, for R-waves to use an ECG and therefore for the RR distance in this regard if the measurements can be carried out with sufficient ease.
  • a stimulation of the heart rate variability takes place already during a lead time, for example by prescribing a respiratory signal.
  • the autonomic nervous system can be prepared for a corresponding measurement in a suitable manner, so that, for example, the parasympathetic nervous system can come to the fore.
  • the plausibility check can also check whether the respiratory rhythm complies with the appropriate specification. This can be done, for example, by a spectral analysis in which it is subsequently checked whether the frequency peak is based on the specification of the respiratory rhythm, for example of 0.1 Hz.
  • the corresponding measuring device preferably comprises means for quality testing the measurement and for outputting a quality-related value, wherein cumulatively or alternatively the means for quality testing are connected to a data memory in which data on the heart rate recorded by a transducer are stored are.
  • the measuring device can perform an automated quality inspection, which ultimately allows objectively a quantitative or qualitative output of a quality-related value.
  • an automated quality test the measurement of the stimulated heart rate variability from the field of metrology only feasible for trained personnel or physicians can be placed in the hands of a patient in a very reliable manner in the hands of an untrained user.
  • the quality check can be carried out on the basis of the measured data by means of statistical methods.
  • the standard deviation or in particular a maximum and minimum deviation of the heart rate can be checked.
  • the methods already explained above for the plausibility check can be used for the quality check.
  • Even more complex test methods, which can not be used for the plausibility check because of the shorter lead time, can be used. So it may be, for example, that although breathed at the right pace, but different depths. As a result, the stimulation would be uneven, corresponding to the amplitudes of the oscillations of the heart rate would be different for each respiratory cycle. This can be determined, for example, by a statistical evaluation of the dispersion of the amplitudes, e.g. by calculating the coefficient of variation.
  • the plausibility check and / or the quality inspection can be an objective evaluation of existing data in the data storage, which can dispense with the trained eye of a physician or specially trained staff, without thereby the validity of the measurement results , in particular, the ultimately interesting for the patient statement - is the heart rate variability in order or not - diminished.
  • the transducer comprises a heart rate monitor with an ear clip connected to the rest of the measuring device via a cable
  • a cable reel or cable reel to which the cable is connected can be used to ensure that the cable between the measuring device and The ear is not tangled or jammed to negatively affect the measurement.
  • the cable drum is effective on both sides, as expressed in this way is small and lightweight. This is in particular also because the necessary for a rolling up of the cable routes can be halved in this way, since compared to unilaterally effective cable drums only half of the distance needs to be rolled up. This is because at the same number of revolutions the cable is doubled up. In addition, this increases the cable diameter faster, so that for this reason an effective rolling can be guaranteed with minimal effort.
  • FIG. 1 shows an overall view of a measuring device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic front view of the measuring device according to FIG. 1,
  • Figure 3 is a schematic perspective of the measuring device of Figures 1 and 2;
  • FIG. 4 shows the measuring arrangement according to FIG. 1 in a rear view with the ear clip inserted; Reuther P ⁇ 2602WO
  • FIG. 5 shows the measuring arrangement according to FIGS. 1 and 4 with the ear clip removed
  • Figure 6 shows the main strands of a measuring device according to the invention
  • FIG. 7 shows a method sequence for carrying out the measurement in the method sequence according to FIG. 6
  • Figure 8 shows the structure of the display of the measuring device according to Figures 1, 4 and 5;
  • FIGS. 9 to 19 various displays in process states of the method sequence according to FIG. 7.
  • the measuring device 1 shown in FIGS. 1 to 5 has a display 2, an on-off button 3, a memory button 4, a setting button 5 (SET button), a USB plug 6 and a heart rate monitor whose ear clip 7 is connected via a cable 8 with the rest of the measuring device. With these interfaces, this measuring device 1 succeeds in implementing the functionalities according to the invention.
  • the measuring device also comprises a double-acting cable drum 9, which ensures that the cable between the remaining measuring device 1 and the ear clip 7 is constantly under a slight voltage, so that the risk of a negative influence on the measurement result by a hooking cable 8 or by other influences on the cable 8 can be minimized. Due to the cable drum 9, the ear clip 7 can be stored quickly and reliably in a recess 10 on the rear side of the measuring device 1. In this way, the device is extremely compact and can be taken anywhere without significant risk that the cable tangled somewhere during transport.
  • a unidirectional programming with only 2 buttons is realized in this embodiment.
  • another programming method such as a bi-directional programming method with two or 3 keys or a slightly more complex input option can be created, which according to the Appendix of the present embodiment as simple as possible programming or input should be provided, which is already known to an average user if possible is what is known to the average citizen especially with unidirectional key inputs or bidirectional key entries with only a few keys of watches or alarm systems.
  • the functionality "data + measured values to the PC" 12 is started in the measuring device 1.
  • This data includes both personal parameters and measurement data as well as measurement results. If the connection to the PC is disconnected, then the data determined from a data memory, which is not shown in more detail, are exported to the PC the measuring device 1 again, as shown by numeral 11. It is understood that in other embodiments, the interface can be made more complex, so that, for example, inputs via the PC can take place To use measuring device 1 only as a measuring device and the entire evaluation un d to be controlled by the PC. In this regard, the most diverse concrete embodiments are readily conceivable.
  • bi-directional programming situations can also be realized by pressing the key 3 to increase the memory by the number 1, while pressing the key 4 decreases the memory by the number 1.
  • pressing both buttons 3, 4 at the same time then a storage process as such or the opening of a specific memory can be implemented. It is also understood that in the functionality 13 further storage operations can be made readily complementary.
  • the measuring device 1 switches to the functionality "Read out memory contents + display" 14.
  • the user has the option of requesting measurements that have been taken, which makes sense, for example, on the occasion of a doctor's visit can.
  • the display comprises three 3-digit displays 19 and a 4-digit display 20, which, depending on the functional state in connection with various units Displays in a unit column 21, by which respective meanings can be assigned to the respective digits, can provide the user with the information explained herein.
  • Further detail displays 22 to 24 complete the display options of the display 2.
  • the partial display 24 in the present exemplary embodiment serves to warn that the memory is overfilled and has to be emptied in one way or another by reading out or carrying over in a PC. In this case, the memory status can already be displayed in advance by the two outer partial ring rings when it reaches a critical level. In this context, it is understood that such partial displays can also be assigned with other meanings.
  • pressing the key 3 starts the actual measurement 15 by first performing a system check, a battery check and a display check 25.
  • a corresponding indication at B 1 is for example shown in FIG. 9 for a weak battery. If the system check 25 is unsuccessful, the device switches off with a corresponding display. Otherwise, the device checks in a next method step 26 whether a particular user is selected. The latter is, as already explained, performed via the functionality 13.
  • a user (user 1 in this embodiment) is selected, as represented by the display B2 (see FIG. 10) by way of example, the age is determined from the stored user data in a method step 27. If no user is selected, alternatively, the age is entered directly in a method step 28, as indicated by way of example in the display B3 according to FIG. 11. As an alternative to user selection via the functionality 13 (see FIG. 6), this can also take place in the method step 26, where a "non-user" or the user with the number 0 corresponding to the display according to FIG. 10 as the non-defaulted user directly via the key 3 is selectable.
  • the user has the option of choosing between two measuring programs, which is shown as an example in FIG. 12 as display B4. In the present embodiment, therefore, only the numbers 1 and 2 are available to the user for program selection. It is understood that in this regard, other programs can be offered alternatively.
  • the program "2" is used for heart rate variability monitoring, in which the heart rate variability is continuously calculated and displayed in a method step 30. The corresponding values are stored in the data memory of the measuring device or, alternatively, routed via the USB interface to a PC Heart rate variability monitoring can be stopped by pressing button 3, this button switches off the measuring device.
  • FIGURE 12 the possibility shown in FIGURE 12 is to activate program "1", which ultimately determines the respiratory sinus arrhythmia, thereby starting a lead 32, which in the present embodiment runs over a defined lead time of 20 seconds This is done first via the breath bar Reuther P02 ⁇ 02WO
  • a pulse indicator 22 is activated and the heartbeat heartbeat heart rate is calculated and displayed.
  • the user has the opportunity to adapt his breathing to the respiratory signal.
  • the ear clip signal is checked by determining the moving average value of the deviation of the last five pulse intervals from the determined heart rate and setting it against a threshold value. If this threshold is exceeded, it is assumed that there is either an artifact, that is, a non-existent heartbeat, or a missing heartbeat. In particular, this preliminary test can ensure that all pulses are measured correctly, which would otherwise lead to a considerable deterioration of the measurement result.
  • a spectral analysis is performed and checks to what extent a frequency peak is at the specified respiratory rate. If this plausibility check 33 fails, an error message B6 (see FIG. 14) is displayed and the device subsequently switches off 34.
  • the measurement is started over a defined measuring time interval of 35, in the present embodiment over 70 s, during which the user is shown the display B7.
  • the evaluation is calculated age-corrected and displayed, which is done in a final process step 38, which has a constantly changing display B 10 / Bl 1, which provides the user with a variety of information, such as time and date in the sub-display 20 and respiratory rate (rsa l / min), accuracy of respiration with respect to the score (score%) and the quality (quality%), see Figure 18, as well as the pulse rate (l / min pulse) and the Heart rate variability (% cv; ms rmssd), see Figure 19.
  • this display form also corresponds to the display form when using the functionality 14 "read out memory contents + display" according to FIG. 6.
  • this measuring device ensures, in particular, that even laypersons can measure stimulated heart rate variability.
  • the data can also be measured at almost any location, so that continuous measurement series can be recorded for the first time without excessive stress on a patient, which are also available for further evaluations due to the possibility of data transfer or subsequent read-out.
  • details of this measuring device 1 can be modified without departing from the subject matter of the present invention.
  • the measuring device 1 can be provided with further functionalities or have additional interfaces to other transducers in order to enable more complex evaluations or to record further patient data.

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Abstract

Um die Ausgabe eines Messwertes bezüglich der stimulierten Herzratenvariabilität ohne Beiziehung von geschultem Fachpersonal zu ermöglichen, werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der stimulierten Herzratenvariabilität vorgeschlagen, die ein definiertes Messzeitintervall sowie eine definierte Vorlaufzeit vorgeben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung der stimulierten Herzratenvariabilität
[01] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der stimulierten Herzratenvariabilität. Hierbei wird als Herzratenvariabilität die Variabilität in der Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag bezeichnet. Diese kann durch geeignete mathematische Verfahren berechnet und angeben werden, beispielsweise durch eine Standardabweichung insbesondere des zeitlichen Abstandes zwischen den einzelnen Herzschlägen. Hierbei ist die Herzratenvariabilität das mathematische Korrelat zu der permanenten Anpassung der Herzfrequenz an wechselnde Anforderungen im menschlichen Organismus und ist insbesondere auch Ausdruck der neurovegetativen Regulationsfähigkeit des Körpers eines Menschen.
[02] Nach dem Stand der Technik erfolgt die Berechnung der Herzratenvariabilität zum einen über einen 24-Stunden-EKG, welches beispielsweise mittels eines tragbaren EKG- Rekorders aufgezeichnet wird. Dieses Verfahren wird meist bei kardiologischen Fragestellungen eingesetzt und ist verhältnismäßig aufwendig. Es bedeutet insbesondere auch eine erhebliche Belastung des Patienten, da dieser über 24-Stunden mit dem tragbaren EKG-Rekorder in Verbindung stehen muss. Eine gezielte Stimulation der Herzraten Variabilität erfolgt bei diesem Verfahren nicht.
[03] Zum anderen wird nach dem Stand der Technik die Herzratenvariabilität als Ergebnis verschiedener neurophysiologischer Funktionstests bestimmt, die in darauf spezialisierten Zentren bzw. Institutionen durchgeführt werden. Diese Funktionstests umfassen üblicherweise den Ewing-Test, dass Valsalva-Manöver, die respiratorische Sinusarrhythmie und/oder eine Kurz- zeitherzratenvariabilitätsmessung in Ruhe als Testprozeduren. Bei diesen Testprozeduren werden vom Patienten selbst nach Anweisung eines Untersuchers Stimulationen seines Herz- Kreislauf-Systems vorgenommen, die zu charakteristischen Änderungen der Herzfrequenz führen. Beim Ewing-Test wird der Patient beispielsweise gebeten, aus dem Liegen heraus schnell aufzustehen. Beim Valsalva-Manöver wird er angewiesen, bei geschlossenem Kehlkopfdeckel fest auszuatmen und so im Brustkorb einen Überdruck zu erzeugen. Zur Bestimmung der respiratorischen Sinusarrhythmie wird dem Patienten ein langsamer Atemrythmus mit ungefähr Reuther P02602WO
sechs Atemzügen pro Minute vorgegeben, dem er folgen soll. Die Kurzzeitherzratenvariabili- tätsmessung in Ruhe umfasst die Bestimmungen der Herzratenvariabilität in Ruhe ohne besondere Stimulation.
[04] Die oben genannten Funktionstests werden meist von Neurologen und Diabetologen zur Quantifizierung der Herzratenvariabilität verwendet. Die Bedeutung der Herzratenvariabilität als Risikoparameter ist in einer Vielzahl von Studien eindeutig belegt und beispielsweise in der Deutschen Evidenzbasierten Diabetes-Leitlinie (DDG), Stand 15. April 2002 veröffentlicht. Sie ist allerdings in weiten Kreisen der Bevölkerung nicht bekannt.
[05] Nach dem Stand der Technik ist es zur Bestimmung der Herzratenvariabilität notwen- dig, entsprechendes medizinisches Gerät und medizinisches Know-how vorhalten zu müssen. Für medizinische Fragestellungen wird dazu üblicherweise ein Elektrokardiogramm (EKG) mit entsprechendem apparativem Aufwand registriert. Im Übrigen sind mittlerweile spezielle Systeme auf dem Markt, die eine automatisierte und standardisierte Durchführung der Untersuchung der Herzratenvariabilität im Professionellen, das heißt im ärztlich kontrollierten Bereich, erlauben. Jedoch stellen diese Systeme an das Bedienungspersonal hohe Anforderungen bezüglich des Ausbildungsstands in der EKG-Registrierung und der anschließenden Bestimmung der Herzratenvariabilität.
[06] So offenbart beispielsweise die US 2004/0127804 Al ein Gerät, welches zu implantieren ist und sowohl die Pulsfrequenz als auch die Atemfrequenz misst und in Relation zueinan- der setzt. Der hierfür erforderliche Aufwand, nämlich eine Implantation, kann jedoch nur in bestimmten Fällen, beispielsweise wenn ein Implantat in Form eines Herzschrittmachers ohnehin notwendig ist, gerechtfertigt werden. Auch arbeitet das in dieser Druckschrift offenbarte Gerät unabhängig von einer kontrollierten Atmung, also von unabhängig von einer entsprechenden Stimulation, so dass extrem komplexe Auswerteschritte notwendig sind, die letztlich nur von geschultem Personal durchgeführt werden können.
[07] Verantwortlich für die Herzratenvariabilität sind neurovegetative Reflexbögen, die insbesondere der Blutdruckregulation dienen. Eine pharmakologische Blockade beispielsweise führt andererseits zum nahezu völligen Verschwinden der Variation der Herzratenvariabilität in Abhängigkeit von äußeren Einflüssen. Reuther PO2O02WO
[08] Die vorstehend beschriebenen Funktionstests beinhalten daher eine gezielte Stimulation und setzen Herzratenvariabilität mit dem Stimulationssignal in Korrelation, beispielsweise um die Güte der Herzratenvariabilität zu bestimmen. Letzteres kann beispielsweise über eine Spektralanalyse der Herzfrequenz erfolgen. Bei maximaler Güte der Herzratenvariabilität tritt im Wesentlichen nur noch eine Frequenz in der Spektralanalyse der Herzfrequenz auf, nämlich die Atemfrequenz. Es versteht sich, dass zur Messung der Korrelation zwischen Herzratenvariabilität und Stimulation nicht zwingend auf eine Spektralanalyse gesetzt werden muss. Vielmehr können sämtliche analytischen Methoden zur Anwendung kommen, mit welchen die Reaktionen des Herzschlags auf eine Stimulation gemessen, dass heißt mit einem Maß belegt wer- den, können.
[09] Die entsprechenden Mess werte können auf jede geeignete Weise, beispielsweise durch Ausgabe eines zu der Korrelation zwischen Herzratenvariabilität und Stimulationssignal in Beziehung stehenden Wertes, beispielsweise als Graph, als Zahl oder binär, erfolgen. So kann beispielsweise ein graphischer Auftrag des jeweiligen Abstandes zwischen zwei Herzschlägen über der Messzeit erfolgen, welcher ein Bild der Herzratenvariabilität darstellt und dessen Amplitude ein Maß für die Güte der Herzratenvariabilität ist. Andererseits kann aus der Standardabweichung oder aus sonstigen mathematischen Verfahren ein Zahlenwert für die Güte der Herzratenvariabilität ermittelt werden. Selbiges ist durch eine entsprechende Funktionenanalyse des Spektrums der Herzfrequenz möglich. Ebenso können derartige ermittelte Werte in einfache Signale, beispielsweise wie (gut/schlecht), (rot/grün) oder (+/-) für die einfache Aussage, inwieweit die Herzratenvariabilität gut beziehungsweise schlecht ist, oder entsprechend feiner abgestimmt durch (rot/gelb/grün) beziehungsweise (+/0/-) für eine entsprechende detailliertere Aussage hinsichtlich hoher Güte, mittlerer Güte bzw. geringer Güte der Herzratenvariabilität ausgegeben werden. Hierbei ist unmittelbar nachvollziehbar, dass sämtliche denkbaren Ausga- bearten je nach gewünschter Aussagekraft vorteilhaft genutzt werden können.
[10] Auch wenn ein Patient in der Regel an einer verhältnismäßig simplen Aussage hinsichtlich der Korrelation der Herzratenvariabilität in Bezug auf ein Stimulationssignal, also letztlich an einer einfachen Aussage über seinen Gesundheitszustand, interessiert ist, können mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren derartige Aussagen lediglich durch hochge- schultes Fachpersonal, in der Regel lediglich durch Ärzte, getroffen werden. Dieses gilt insbe- Reuther P02602WO
sondere auch für das in der DE 10 2005 003 678 Al offenbarte Gerät, welches an sich eine Herzratenvariabilitätsmessung auch ungeschulten Personen in engen Grenzen zugänglich macht. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dieses Gerät ausreichend zuverlässige Messungen, die insbesondere auch diagnostisch aussagekräftig sind, nicht ermöglicht.
[11] Es ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung gattungsgemäße Verfahren bzw. Vorrichtungen bereit zu stellen, welche die Ausgabe eines diagnostisch aussagekräftigen Messwertes bezüglich der stimulierten Herzratenvariabilität ohne Beiziehung von geschultem Fachpersonal ermöglichen.
[12] Als Lösung schlägt die Erfindung einerseits eine gattungsgemäße Vorrichtung vor, welche sich durch Mittel zur Vorgabe eines definierten Messzeitintervalls auszeichnet. Ebenso schlägt die Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren vor, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein definiertes Messintervall vorgegeben wird.
[13] Die Vorgabe eines definierten Messzeitinterwalles enthebt den Benutzer der Verantwortung, für eine ausreichende Messdauer die notwenigen Messbedingungen einzuhalten, ohne zuvor genau zu wissen, wie lange diese Messdauer sein wird. Insbesondere können sich Benutzer bereits ungefähr darauf einstellen, wie lange die für eine ordnungsgemäße Messung notwendigen Bedingungen, wie beispielsweise ein Still-Halten, ein gleichmäßiges Atmen oder Ähnliches, eingehalten werden muss. Auch enthebt die Vorgabe eines definierten Messzeitintervalls den Benutzer von der Verantwortung, ein Messergebnis im Nachhinein dahingehend auszuwerten, ob die Messzeit ausreichend lang war, oder inwieweit beispielsweise bei einer längeren Messzeit ein kürzeres Teilintervall aus dem gesamten Messzeitraum für eine Auswertung genutzt werden sollte oder könnte. Insbesondere wird ein Benutzer dann auch nicht dazu verleitet, lediglich positiv erscheinende Messdaten in die Auswertung aufzunehmen.
[14] Andererseits schlägt die Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung vor, welche sich durch Mittel zur Vorgabe einer definierten Vorlaufzeit auszeichnet. Ebenso schlägt die Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren vor, welches sich dadurch auszeichnet, dass eine definierte Vorlaufzeit vorgegeben wird. Reuther PÖ2602WO
[15] Kumulativ bzw. alternativ zu der Vorgabe eines definierten Messzeitintervalls ermöglicht die Vorgabe einer definierten Vorlaufzeit eine objektive Prüfung der Messumgebung, beispielsweise ob eine Herzrate ausreichend zuverlässig aufgezeichnet werden kann. Auch kann während der Vorlaufzeit die Physiologie des Patienten in geeigneter Weise vorab beruhigt wer- den, sodass insbesondere der Parasympathikus die Kontrolle über dem Körper des Patienten übernehmen kann. Hierbei ermöglicht die Vorgabe einer Vorlaufzeit, dass der Patient sich mit der Vorlaufzeit als solches nicht beschäftigen braucht, was insbesondere das Risiko, dass der Sympathikus übermäßig eingreift, minimiert.
[16] Durch die Vorgabe eines definierten Messzeitintervalls bzw. durch die Vorgabe einer definierten Vorlaufzeit ergeben sich darüber hinaus kumulativ bzw. alternativ reproduzierbare Rahmenbedingen für die eigentliche Messung bzw. für eine Auswertung der Messergebisse, sodass letzteres insbesondere auch automatisiert und ohne geschultes Fachpersonal bzw. ohne einen Arzt erfolgen kann, sodass nunmehr die stimulierte Herzratenvariabilitätsmessung erfindungsgemäß auch von einem Laien, insbesondere auch vom Patient selbst, durchgeführt werden kann.
[17] Vorzugsweise wird einem Anwender der Messbeginn ausgegeben, was apparativ bzw. bei der Messvorrichtung durch jedes geeignete Mittel, wie beispielsweise eine entsprechende Anzeige, erfolgen kann. Einerseits kann sich der Anwender dann innerlich darauf einstellen, dass nunmehr die Messung läuft und dementsprechend die Vorgaben für die Messung mög- liehst eingehalten werden sollten. Andererseits kann hierdurch das Ende der Vorlaufzeit und eine während der Vorlaufzeit erfolgreich abgeschlossene Plausibilitätsprüfung dem Anwender mitgeteilt werden.
[18] Vorzugweise wird dem Anwender die Messzeit angegeben. Auch dieses kann durch die Messvorrichtung mit jedem geeigneten Mittel erfolgen. Hierbei kann beispielsweise ein ent- sprechendes Signal, beispielsweise ein sich verändernder Ton, ausgegeben werden. Ebenso kann ein Zähler oder eine Uhr anzeigen, wie lange die Messung läuft bzw. noch laufen wird. Insbesondere eine auf das Messende hinlaufende Uhr, beispielsweise eine rückwärtszählende Uhr, erweist sich aus ergonomischen Gründen als vorteilhaft, da der Patient bzw. der Anwender sich unmittelbar ein Bild über die noch verbleibende Messzeit machen kann, wodurch die Ak- Reuther P02602WO
zeptanz, die vorgegebenen Bedingungen für die Messung der stimulierten Herzratenvariabilität einzuhalten, steigt, sodass die Qualität der Messergebnisse erheblich erhöht werden kann. Diese Qualitätserhöhung führt insbesondere auch dazu, dass Messungen weniger häufig wiederholt werden müssen, wodurch die Akzeptanz für die Durchführung derartiger Messungen weiter erhöht werden kann.
[19] Das vorliegend beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere für die respiratorische Sinusarrhythmie, sodass dementsprechend mit dem Stimulationssignal die Atmung stimuliert werden sollte. Somit ist es von Vorteil, wenn die Messvorrichtung Mittel zur Ausgabe eines Stimulationssignals umfasst, wobei - gegebenenfalls - auch ein externes Signal erfasst und entsprechend verarbeitet werden kann. Die Gesamtanordnung gestaltet sich jedoch als besonders einfach, wenn die Messvorrichtung Mittel zur Ausgabe eines Atemsignals aufweist, was beispielsweise durch einen Balken, der im gewünschten Atemrythmus ansteigt und wieder abfällt, geschehen kann.
[20] Um den Anwender nicht mit unnötigen Messvorgängen zu belasten, ist es von Vorteil, wenn innerhalb einer Vorlaufzeit eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird. Hierdurch kann durch besonders einfache Maßnahmen sichergestellt werden, dass notwendige Randbedingungen, wie beispielsweise eine betriebssichrere Pulsmessung über einen Ohrklipp, eine ausreichende Stabilität der Atmung und/oder eine zuverlässige Herzratenmessung, eingehalten sind, wenn die eigentliche Messung startet. Diese Plausibilitätsprüfung sollte zumindest während eines Teilintervalls innerhalb der Vorlaufzeit, vorzugsweise zwischen 10 s und 30 s, durchgeführt werden. Es versteht sich, dass eine Plausibilitätsprüfung vorzugsweise auch während der Messung bzw. zur Qualitätsprüfung der Messung entsprechend vorteilhaft genutzt werden kann. Dementsprechend ist es auch von Vorteil, wenn die Messvorrichtung Mittel zur Durchführung einer Plausibilitätsprüfung aufweist. Diese Durchführungsmittel können insbesondere statisti- sehe Auswertemethoden, beispielsweise zur Überprüfung ob jeder Herzschlag erfasst ist, ob Artefakte vorhanden sind oder ob ein Anwender nicht im richtigen Rhythmus atmet, was zu einer Verfälschung des Messergebnisses führen kann, umfassen.
[21] Artefakte können beispielsweise durch einen gleitenden Mittelwert der Abweichungen einiger, beispielsweise fünf, Pulsabstände erkannt werden. Ist die Abweichung eines Pulsab- Reuther P02602WO
Standes größer als ein bestimmter Schwellenwert, dann liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Artefakt vor, welches fälschlich als Pulswelle erkannt wurde. Ebenso können beispielsweise fehlende Herzschläge erkannt werden, da in Folge nicht erkannter Pulswellen sich der Pulsabstand einer nachfolgenden zu einer vorangehenden Pulswelle vergrößert, so dass ab einem ent- sprechenden Schwellenwert mit hoher Wahrscheinlichkeit ein nicht erkannter Herzschlag vorliegt. Auch kann durch eine Spektralanalyse des Pulsabstandes die Breite eines Frequenzpeaks ermittelt und als Maß dafür genutzt werden, ob überhaupt regelmäßig geatmet wird. In vorliegendem Zusammenhang wird der Abstand einer Pulswelle von ihrer Vorgängerwelle mit dem Begriff „Pulsabstand" bezeichnet, wobei dieser begriff und der Begriff „Pulswelle" in ihrer allgemeinsten Form zu verstehen sind und sämtliche mit dem Herzschlag korrelierten Körperwelle umfassen, die zur Pulsmessung genutzt werden können. Neben einfacher Pulswellenmessung können beispielsweise auch R-Zacken eins EKG und mithin der RR-Abstand diesbezüglich zur Anwendung kommen, wenn die Messungen hinreichend einfach durchgeführt werden können.
[22] Um sicherzustellen, dass die Messung der stimulierten Herzratenvariabilität unter möglichst gleichförmigen Bedingungen erfolgt, ist es von Vorteil, wenn bereits während einer Vorlaufzeit eine Stimulation der Herzratenvariabilität, beispielsweise durch Vorgabe eines Atemsignals, erfolgt. Auf diese Weise kann auch das vegetative Nervensystem auf eine entsprechende Messung in geeigneter Weise vorbereitet werden, sodass beispielsweise der Parasympathi- kus in den Vordergrund treten kann. Durch die verfahrensmäßig vorgegebene Stimulation während einer Vorlaufzeit, die vorzugsweise definiert vorgegeben ist, können diese Vorteile ohne Eingriff von Außen sichergestellt werden, auch wenn kein geschultes Bedienpersonal bzw. auch wenn kein Arzt anwesend ist.
[23] Insbesondere kann die Plausibilitätskontrolle auch überprüfen, ob der Atemrhythmus mit der entsprechenden Vorgabe übereinstimmt. Dieses kann beispielsweise durch eine Spektralanalyse erfolgen, bei welcher im Anschluss überprüft wird, ob der Frequenzpeak auf der Vorgabe des Atmrhythmus, beispielsweise von 0,1 Hz, liegt.
[24] Es ist unmittelbar ersichtlich, dass die Messung der stimulierten Herzratenvariabilität an sich verhältnismäßig komplex ist, weswegen sie nach dem Stand der Technik ausschließlich Reuther P02602WO
von geschultem Personal bzw. von Ärzten an Patienten zuverlässig durchgeführt werden sollte. Insbesondere die Bewertung der Messergebnisse ist mit sehr hohen Ungenauigkeiten verbunden. Eine analytische Bewertung der Messergebnisse hängt hingegen sehr stark von der Zuverlässigkeit der ermittelten Herzrate ab. Beispielsweise reicht schon ein einziger nicht erfasster Herzschlag aus, um die Messergebnisse erheblich zu verfälschen. Neben der vorstehend beschriebenen Plausibilitätsprüfung erweist sich demnach eine Qualitätsprüfung während und/oder nach der Messung als unerlässlich. Vorzugsweise umfasst die entsprechende Messvorrichtung demnach Mittel zur Qualitätsprüfung der Messung und zur Ausgabe eines zur Qualität in Beziehung stehenden Wertes, wobei kumulativ bzw. alternativ die Mittel zur Qualitäts- prüfung mit einem Datenspeicher, in welchem von einem Messwertaufnehmer aufgenommene Daten zur Herzrate abgelegt sind, verbunden sind. Auf diese Weise kann die Messvorrichtung eine automatisierte Qualitätsprüfung durchführen, welche letztlich objektiv eine quantitative oder qualitative Ausgabe eines zur Qualität in Beziehung stehenden Wertes ermöglicht. Durch eine derartig automatisierte Qualitätsprüfung lässt sich die Messung der stimulierten Herzra- tenvariabilität aus dem Bereich der lediglich für geschultes Personal bzw. Ärzte messtechnisch durchführbar ist, in sehr zuverlässiger Weise in die Hände eines ungeschulten Anwenders mithin also in die Hände eines Patienten legen.
[25] Die Qualitätsprüfung kann anhand der Messdaten mittels statistischer Methoden erfolgen. Hierbei können beispielsweise die Standardabweichung bzw. insbesondere eine maximale und minimale Abweichung der Herzrate geprüft werden. Insbesondere können zur Qualitätsprüfung die bereits vorstehend erläuterten Methoden für die Plausibilitätsprüfung zur Anwendung kommen. Aber auch komplexere Prüfungsmethoden, die sich für die Plausibilitätsprüfung wegen der kürzeren Vorlaufzeit nicht greifen können, können zur Anwendung kommen. So kann es beispielsweise sein, dass zwar im richtigen Takt geatmet wird, jedoch unterschiedlich tief. Hierdurch wäre die Stimulation ungleichmäßig, entsprechend wären die Amplituden der Schwingungen der Herzfrequenz bei jedem Atemzyklus unterschiedlich. Dieses kann beispielsweise durch eine statistische Bewertung der Streuung der Amplituden, z.B. durch Bere- chung des Variationskoeffizienten, beurteilt werden.
[26] Besonders im Zusammenspiel mit der Vorgabe eines definierten Messzeitintervalls, beispielsweise zwischen 60 s und 80 s, und/oder der Vorgabe einer definierten Vorlaufzeit, Reuther P026Ö2WO
beispielsweise zwischen 10 s und 30 s, kann durch die Plausibilitätsprüfung und/oder die Qualitätsprüfung eine objektive Auswertung der in dem Datenspeicher vorhandenen Daten erfolgen, welche auf das geschulte Auge eines Arztes oder von besonders ausgebildeten Personal verzichten kann, ohne dass hierdurch die Aussagekraft der Messergebnisse, insbesondere hinsicht- lieh der letztlich für den Patienten interessierenden Aussage - ist die Herzratenvariabilität in Ordnung oder nicht - geschmälert wird.
[27] Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebene Plausibilitätsprüfung und/oder die vorstehend beschriebene Qualitätsprüfung auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung vorteilhaft dazu dienen, die Messung der stimulierten Herzratenvariabilität auch für Laien zugänglich zu machen.
[28] Umfasst der Messwertaufnehmer einen Pulsmesser mit einem Ohrklipp, der über ein Kabel mit der übrigen Messvorrichtung verbunden ist, kann über eine Kabeltrommel bzw. Ka- belrolle, mit welcher das Kabel verbunden ist, gewährleistet werden, dass sich dass Kabel zwischen Messvorrichtung und Ohr nicht verheddert oder verklemmt, um auf diese Weise die Mes- sung negativ zu beeinflussen.
[29] Vorzugsweise ist die Kabeltrommel zweiseitig wirksam, da auf diese Weise äußert klein und leicht baut. Dieses liegt insbesondere auch daran, dass die für ein Aufrollen des Kabels notwendigen Wegstrecken auf diese Weise halbiert werden können, da im Vergleich zu einseitig wirksamen Kabeltrommeln lediglich die Hälfte der Wegstrecke aufgerollt werden braucht. Dieses liegt daran, dass bei gleicher Umdrehungszahl das Kabel doppelt aufgewickelt wird. Darüber hinaus wächst hierdurch der Kabeldurchmesser schneller, sodass auch aus diesem Grunde ein effektives Aufrollen bei minimalem Aufwand gewährleistet werden kann.
[30] Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung anliegender Zeichnung verdeutlicht. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung;
Figur 2 eine schematische Frontansicht der Messvorrichtung nach Figur 1,
Figur 3 eine schematische Perspektive der Mess Vorrichtung nach Figuren 1 und 2;
Figur 4 die Messanordnung nach Figur 1 in einer Rückansicht bei eingelegtem Ohrklipp; Reuther PÖ2602WO
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Figur 5 die Messanordnung nach Figuren 1 und 4 bei ausgezogenem Ohrklipp;
Figur 6 die wesentlichen Arbeitsstränge einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung;
Figur 7 ein Verfahrensablauf zur Durchführung der Messung in dem Verfahrensab- lauf nach Figur 6; Figur 8 den Aufbau der Anzeige der Messvorrichtung nach Figuren 1 , 4 und 5; und
Figuren 9 bis 19 diverse Anzeigen bei Verfahrenszuständen des Verfahrensablaufs nach Figur 7.
[31] Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Messvorrichtung 1 weißt eine Anzeige 2, einen Ein-Austaster 3, einen Speicher-Taster 4, einen Einstellungs-Taster 5 (SET-Taster), einen USB- Stecker 6 sowie einen Pulsmesser auf, dessen Ohrklipp 7 über einen Kabel 8 mit der übrigen Messvorrichtung verbunden ist. Mit diesen Schnittstellen gelingt es dieser Messvorrichtung 1, die erfindungsgemäßen Funktionalitäten umzusetzen.
[32] Darüber hinaus umfasst die Messvorrichtung noch eine doppelt wirksame Kabeltrommel 9, die gewährleistet, dass das Kabel zwischen der übrigen Messvorrichtung 1 und dem Ohrklipp 7 ständig unter einer leichten Spannung steht, sodass die Gefahr einer negativen Beeinflussung des Messergebnisses durch ein sich verhakendes Kabel 8 bzw. durch sonstige Einflüsse auf das Kabel 8 minimiert werden kann. Aufgrund der Kabeltrommel 9 kann der Ohrklipp 7 schnell und betriebssicher in einer Ausnehmung 10 auf der Gehäuserückseite der Messvorrichtung 1 gelagert werden. Auf diese Weise baut das Gerät äußerst kompakt und kann ohne nennenswerte Gefahr, dass das Kabel beim Transport irgendwo verheddert, überall hin mitgenommen werden.
[33] Mit den Tasten 3 bis 6 können, wie insbesondere in Figur 6 schematisch dargestellt, verschiedene Betriebsmodi initialisiert werden. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel erfolgt das jeweilige Betriebsende 11 (off) durch einer Taste, die zu diesem Verfahrenspunkt mit der entsprechenden Funktionalität belegt ist. Im alternativen Ausführungsformen kann hierzu der Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls nach Ende der entsprechenden, gestarteten Funktionalität genutzt werden.
[34] Während der durch die Tasten 3 bis 6 jeweils initialisierten Funktionalitäten werden bei vorliegendem Ausführungsbeispiel die Tasten 3 und 4 umdefiniert. Hierbei dient die Taste 3 Reuther P02602WO
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einem upscrolling, also einem jeweiligen Erhöhen eines entsprechenden Wertes um 1, während die Taste 4 dazu dient, einen korrekt eingestellten Wert zu speichern. Insofern ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine unidirektionale Programmierung mit lediglich 2 Tasten realisiert. Ebenso kann auch eine andere Programmierungsmethode, beispielsweise eine bidirektionale Programmierungsmethode mit zwei oder 3 Tasten oder eine etwas komplexere Eingabemöglichkeit geschaffen werden, wobei entsprechend der Anlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine möglichst einfache Programmierung bzw. Eingabe vorgesehen sein sollte, die einem durchschnittlichen Anwender nach Möglichkeit bereits bekannt ist, was insbesondere bei unidi- rektionalen Tasteneingaben bzw. bidirektionalen Tasteneingaben mit nur wenigen Tasten von Uhren oder Alarmanlagen dem Durchschnittsbürger bekannt ist.
[35] Mit einem Verbinden der Messvorrichtung 1 mit einem Computer (hier nicht explizit dargestellt) über den USB-Stecker 6 in an sich bekannter Weise wird in der Messvorrichtung 1 die Funktionalität „Daten + Messwerte an PC" 12 gestartet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel exportiert die Messvorrichtung ermittelten Daten aus einem nicht näher darge- stellten Datenspeicher, welcher in dem Gehäuse der Messvorrichtung angeordnet ist, an dem PC. Diese Daten umfassen sowohl persönliche Parameter als auch Messdaten sowie Messergebnisse. Wird die Verbindung zu dem PC getrennt, so schaltet sich die Messvorrichtung 1 wieder aus, wie durch Ziffer 11 dargestellt. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen die Schnittstelle komplexer ausgestaltet werden kann, sodass beispielsweise auch Einga- ben über dem PC erfolgen können. Ebenso ist es denkbar, bei bestehender Verbindung zum PC die Messvorrichtung 1 lediglich als Messeinrichtung zu nutzen und die gesamte Auswertung und Steuerung durch den PC vornehmen zu lassen. Diesbezüglich sind ohne weiteres die verschiedensten konkreten Ausgestaltungen denkbar.
[36] Durch Drücken der SET-Taste 5 gelangt ein Anwender zu der Funktionalität „User aktivieren/deaktivieren, Useralter eingeben; Datum + Uhrzeit eingeben" 13. Durch Drücken der Taste 3 können die verschiedenen Speicher „User", „Useralter" und „Datum + Uhrzeit" angesteuert werden. Das Drücken der Taste 4 ermöglicht es dann, die entsprechenden Werte zu ändern, indem die Taste entsprechend oft gedrückt wird. Durch abermaliges Drücken der Taste 3 wird der einzelne Speicher wieder verlassen und es kann durch Drücken der Taste 4 ein neuer Speicher angesteuert werden. Auch hier versteht es sich, dass alternative Tastenfunktionalitäten Reuther P026Ö2WO
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gewählt werden können. So können beispielsweise mittels der beiden Tasten 3 und 4 auch bidirektionale Programmiersituationen realisiert werden, indem ein Drücken der Taste 3 den Speicher um die Ziffer 1 erhöht, während ein Drücken der Taste 4 den Speicher um die Ziffer 1 erniedrigt. Durch Drücken beider Tasten 3, 4 gleichzeitig kann dann ein Speichervorgang als solcher bzw. das Öffnen eines bestimmten Speichers umgesetzt werden. Es versteht sich darüber hinaus, dass in der Funktionalität 13 weitere Speichervorgänge ohne weiteres ergänzend vorgenommen werden können.
[37] Wird die Taste 4 bei ausgeschalteter Messvorrichtung 1 gedrückt, so schaltet sich die Messvorrichtung 1 in die Funktionalität „Speicherinhalt auslesen + anzeigen" 14. in dieser Funktionalität hat der Anwender die Möglichkeit, erfolgte Messungen abzufragen, was beispielsweise anlässlich eines Arztbesuches sinnvoll sein kann.
[38] Wird bei ausgeschaltetem Gerät die Taste 3 „I/E-ON" gedrückt, so wird die Funktionalität 15, die eigentliche Messung, initialisiert. Diese ist im Detail in Figur 7 dargestellt, wobei in den Figuren 9 bis 19 zu den einzelnen Verfahrensschritten korrespondierende Erscheinungs- bilder der Anzeige 2 dargestellt sind, während - der Vollständigkeit halber - die vorbereitete Anzeige mit allen Elementen in Figur 8 zu finden ist.
[39] Neben einem Atembalken 16 und 2 Atemrichtungsanzeigern 17, 18 für ein Ein- bzw. Ausatmen, umfasst die Anzeige drei 3-Ziffern- Anzeigen 19 und eine 4-Zifferen-Anzeige 20, die je nach Funktionszustand in Verbindung mit diversen Einheiten-Anzeigen in einer Einheiten- Spalte 21, durch welche den jeweiligen Ziffern entsprechende Bedeutungen zugeordnet werden können, einem Anwender die vorliegend erläuterten Informationen zur Verfügung stellen können. Weitere Detailanzeigen 22 bis 24 vervollständigen die Anzeigemöglichkeiten der Anzeige 2. Hierbei dient die Teilanzeige 24 bei vorliegendem Ausführungsbeispiel der Warnung, dass der Speicher übervoll ist und auf die eine oder andere Weise durch Auslesen bzw. Übertrag in einem PC geleert werden muss. Hierbei kann der Speicherstatus durch die beiden äußeren Teilkreisringe bereits grob warnend vorab angezeigt werden, wenn er einen kritischen Füllstand erreicht. In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass derartige Teilanzeigen auch mit anderen Bedeutungen belegt werden können. Reuther PÖ26Ö2WO
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[40] Wie in Figur 7 dargestellt, startet ein Druck auf die Taste 3 die eigentliche Messung 15, indem zunächst eine Systemprüfung, ein Batteriecheck sowie Displaycheck 25 durchgeführt wird. Eine entsprechende Anzeige bei B 1 ist beispielsweise in Figur 9 für eine schwache Batterie dargstellt. Ist die Systemprüfung 25 nicht erfolgreich, so schaltet sich das Gerät mit einer entsprechenden Anzeige aus. Ansonsten prüft das Gerät in einem nächsten Verfahrensschritt 26, ob ein bestimmter Anwender gewählt ist. Letzteres wird, wie bereits erläutert, über die Funktionalität 13 durchgeführt.
[41] Ist, wie durch die Anzeige B2 (siehe Figur 10) exemplarisch dargestellt, ein Anwender (bei diesem Ausführungsbeispiel User 1) gewählt, so wird in einem Verfahrensschritt 27 das Alter aus den gespeicherten Userdaten ermittelt. Ist kein Anwender ausgewählt, so wird in einem Verfahrensschritt 28 alternativ das Alter direkt eingegeben, wie in der Anzeige B3 nach Figur 11 exemplarisch angedeutet. Alternativ zu einer Anwenderwahl über die Funktionalität 13 (siehe Figur 6) kann diese auch in dem Verfahrensschritt 26 erfolgen, indem dort ein „NichtAnwender" bzw. der Anwender mit der Ziffer 0 entsprechend der Anzeige nach Figur 10 als nicht voreingestellter Anwender unmittelbar über die Taste 3 auswählbar ist.
[42] Im hierauf folgenden Verfahrensschritt 29 erhält der Anwender die Möglichkeit zwischen zwei Messprogrammen zu wählen, was als Anzeige B4 exemplarisch in Figur 12 dargestellt ist. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel stehen dem Anwender mithin lediglich die Ziffern 1 und 2 zur Programmwahl zur Verfügung. Es versteht sich, dass diesbezüglich auch weitere Programme alternativ angeboten werden können. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel dient das Programm „2" dem Herzratenvariabilitätsmonitoring, bei welchem in einem Verfahrensschritt 30 die Herzratenvariabilität kontinuierlich berechnet und angezeigt wird. Die entsprechenden Werte werden in dem Datenspeicher der Messvorrichtung abgelegt bzw. alternativ über die USB -Schnittstelle an einem PC geleitet. Das Herzraten Variabilitätsmonitoring kann über die Taste 3 beendet werden, indem diese Taste die Messvorrichtung ausschaltet.
[43] Alternativ besteht in dem Verfahrensschritt 29 die in Figur 12 dargestellte Möglichkeit, dass Programm „1" zu aktivieren, welches letztlich die respiratorische Sinusarrhythmie ermittelt. Hierbei wird ein Vorlauf 32 gestartet, welcher bei vorliegendem Ausführungsbeispiel über eine definierte Vorlaufzeit von 20 Sekunden läuft. Hierzu wird zunächst über den Atembalken Reuther P02Ö02WO
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16 sowie die Atemrichtungsanzeiger 17, 18 ein Atemsignal als Stimulationssignal ausgegeben. Gleichzeitig wird eine Pulsanzeige 22 aktiviert und die Herzschlag-Herzschlag-Herzfrequenz berechnet und angezeigt. Während der Vorlaufzeit erhält der Anwender die Möglichkeit, seine Atmung an das Atemsignal anzupassen. Gleichzeitig wird das Ohrklippsignal geprüft, indem aus der ermittelten Herzfrequenz der gleitende Mittelwert der Abweichung der jeweils letzten fünf Pulsabstände ermittelt und gegen einen Schwellenwerte gestellt wird. Bei einem Übersteigen dieses Schwellenwertes wird davon ausgegangen, dass entweder ein Artefakt, also ein nicht vorhandener Herzschlag, oder ein fehlender Herzschlag vorliegt. Durch diese Vorprüfung kann insbesondere sichergestellt werden, dass sämtliche Pulse zutreffend gemessen werden, was ansonsten zu einer erheblichen Verschlechterung des Messergebnisses führen würde. Darüber hinaus wird eine Spektralanalyse durchgeführt und überprüft, inwieweit ein Frequenzpeak bei der vorgegebenen Atemfrequenz liegt. Schlägt diese Plausibilitätsprüfung 33 fehl, so wird eine Fehlermeldung B6 (siehe Figur 14) angezeigt und das Gerät schaltet anschließend aus 34.
[44] Ansonsten wird die Messung über ein definiertes Messzeitintervall 35, bei vorliegen- dem Ausfύhrungsbeispiel über 70 s, gestartet, während dessen dem Anwender die Anzeige B7 dargestellt wird. Diese umfasst neben dem Atemsignal 16 bis 18 und der Pulsanzeige 19, 21, 22 eine rückwärts laufende Messzeitanzeige in der Teilanzeige 20, welche zur Ausgabe der Messzeit dient, sodass Anwender sich darauf einstellen kann, wann die Messung beendet ist.
[45] Während der Messung 35 werden die entsprechenden Daten gespeichert.
[46] Im Anschluss hieran erfolgt eine Auswertung 36, was dem Anwender durch 3 Querbalken der Teilanzeige 19 signalisiert wird, wie anhand der beispielhaften Anzeige B 8 in Figur 16 dargestellt. Währenddessen werden insbesondere Qualitätsparameter berechnet, wozu auch die bereits zuvor genutzten Berechnungsmethoden zur Plausibilitätsprüfung 33 sowie verfeinerte statistische Methoden genutzt werden. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel ist dieses eine Berechnung des Variationskoeffizienten der Amplitude als Maß für deren Streuung, so dass eine Aussage darüber gemacht werden kann, inwieweit zwar im Takt aber unterschiedliδch tief geatmet wird. Bei mindere Qualität wird dieses dem Anwender als Fehlermeldung mitgeteilt 37, was beispielhaft als Anzeige B9 in Figur 17 dargestellt ist. Im Anschluss hieran schaltet das Gerät aus. Reuther PÖ2602WO
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[47] Übersteigt die Qualität einen vordefinierten Wert, so wird die Auswertung alterskorrigiert berechnet und angezeigt, was in einem abschließenden Verfahrensschritt 38 geschieht, wobei dieser einer ständig wechselnde Anzeige B 10/Bl 1 aufweist, welche dem Anwender eine Vielzahl an Informationen, wie Uhrzeit und Datum in der Teilanzeige 20 und Atemfrequenz (rsa l/min), Genauigkeit der Atmung in Bezug auf die Vorgabe (score %) sowie die Qualität (quality %), siehe Figur 18, sowie die Pulsfrequenz (l/min pulse) und die Herzratenvariabilität (% cv; ms rmssd), siehe Figur 19, anzeigt. Diese Anzeigeform entspricht im Übrigen bei diesem Ausführungsbeispiel auch der Anzeigeform bei Nutzung der Funktionalität 14 „Speicherinhalt auslesen +anzeigen" gemäß Figur 6.
[48] Nach dem Lesen der Messergebnisse kann das Gerät über die Taste 3 wieder ausgeschaltet werden.
[49] Durch die Plausibilitätsprüfung 33, die Qualitätsprüfung 36 sowie die Vorgabe definierter Messzeitintervalle 35 bzw. Vorlaufzeiten 32 gewährleistet diese Messvorrichtung insbesondere, dass auch Laien eine stimulierte Herzratenvariabilität messen können. Die Daten kön- nen insbesondere auch an nahezu jedem Ort gemessen werden, sodass hierdurch erstmals ohne zu große Belastungen eines Patienten kontinuierliche Messserien aufgenommen werden können, welche durch die Möglichkeit eines Datentransfers bzw. durch das nachträgliche Auslesen auch für weitere Auswertungen zur Verfügung stehen. Es versteht sich, dass Details dieser Messvorrichtung 1 abgewandelt werden können, ohne den Gegenstand vorliegender Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann die Messvorrichtung 1 mit weiteren Funktionalitäten versehen werden bzw. weitere Schnittstellen zu anderen Messwertaufnehmern aufweisen, um komplexere Auswertungen zu ermöglichen bzw. noch weitere Patientendaten aufzunehmen.

Claims

Reuther PQ2602WO16Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Messung der stimulierten Herzratenvariabilität mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Herzratenvariabilität, mit einer Einrichtung zur Korrelation der Herzratenvariabilität mit einem Stimulationssignal und mit einer Einrichtung zur Ausgabe eines zur Korrelation in Beziehung stehenden Wertes, gekennzeichnet durch Mittel zur Vorgabe eines definierten Messzeitintervalls (35).
2. Vorrichtung zur Messung der stimulierten Herzratenvariabilität mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Herzratenvariabilität, mit einer Einrichtung zur Korrelation der Herzratenvariabilität mit einem Stimulationssignal und mit einer Einrichtung zur Ausgabe eines zur Korrelation in Beziehung stehenden Wertes, gekennzeichnet durch Mittel zur Vorgabe einer definierten Vorlaufzeit (32).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Ausgabe eines Signals für den Messbeginn.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Mittel zur Ausgabe der Messzeit (20).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel zur Qualitätsprüfung (36) der Messung und zur Ausgabe eines zur Qualität in Beziehung stehenden Wertes.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Mittel zur Ausgabe eines Stimulationssignals.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Vorgabe eines Atemsignals (16, 17, 18).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung einer Plausibilitätsprüfung (33). Reuther P026Ö2WO
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9. Verfahren zur Messung der stimulierten Herzratenvariabilität, bei welchem die Herzratenvariabilität bestimmt und mit einem Stimulationssignal in Korrelation gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein definiertes Messzeitintervall (35) vorgeben wird.
10. Verfahren zur Messung der stimulierten Herzratenvariabilität, bei welchem die Herzratenvariabilität bestimmt und mit einem Stimulationssignal in Korrelation gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Vorlaufzeit (32) vorgegeben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Messbeginn einem Anwender ausgegeben wird (Anzeige B7).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzeit einem Anwender ausgegeben wird (Anzeige B7).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass während und/oder nach der Messung eine Qualitätsprüfung (36) erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Atmung stimuliert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während eines Teilzeitintervalls innerhalb der Vorlaufzeit (32) eine Plausibili- tätsprüfung (33) durchgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Vorlaufzeit (32) eine Stimulation erfolgt.
PCT/DE2008/000697 2007-04-24 2008-04-23 Verfahren und vorrichtung zur messung der stimulierten herzratenvariabilität WO2008128531A1 (de)

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