DE10125347B4

DE10125347B4 - Method for evaluating a sequence of discrete measured values

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Publication number: DE10125347B4
Application number: DE10125347A
Authority: DE
Inventors: Georg Prof. Dr. Schmidt; Axel Bauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: DE10125347A1

Abstract

Verfahren zum Auswerten einer Folge von diskreten Messwerten, wobei vor der Auswertung den Messwerten ein Attribut zugeordnet wird, das für jeden Messwert aus anderen Messwerten der Messwertfolge abgeleitet wird und das für alle Messwerte die gleiche Eigenschaft aufweist, und ferner ein Kriterium für die Attribute und die Länge einer Kette aus der Folge von diskreten Messwerten festgelegt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
aus den mit Attributen belegten Messwerten in einer Kette der festgelegten Länge werden diejenigen als bestimmte Ereignisse markiert, deren Attribut jeweils das festgelegte Kriterium erfüllt;
aus der Kette mit der bestimmten Länge werden Teilketten gebildet, die jeweils ein ausgewähltes Ereignis als Zentrum haben, wobei die übrigen Messwerte der Teilketten in der ursprünglichen Folge zu beiden Seiten des zentralen Ereignisses angeordnet werden;
die Messwerte der einzelnen Teilketten werden entsprechend ihrem Platz in der jeweiligen Teilkette einander zugeordnet, und zwar werden die Messwerte der zentralen...Method for evaluating a sequence of discrete measured values, wherein before the evaluation, an attribute is assigned to the measured values, which is derived for each measured value from other measured value measurements and which has the same property for all measured values, and also a criterion for the attributes and the Length of a chain is determined from the sequence of discrete measured values, the method comprising the following steps:
from the measured values, which are assigned with attributes, in a chain of the specified length, those are marked as specific events whose attribute in each case fulfills the specified criterion;
from the chain of the particular length, substrings are formed, each having a selected event as the center, with the remaining measurements of the substrings being arranged in the original sequence on either side of the central event;
the measured values of the individual partial chains are assigned to each other according to their place in the respective partial chain, namely the measured values of the central partial ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswerten einer Folge von diskreten Meßwerten physikalischer Größen.The The invention relates to a method for evaluating a sequence of discrete readings physical quantities.

Die Untersuchung von Folgen diskreter Meßwerte ist in vielen Bereichen der Technik geläufig. So werden z. B. zur Funktionsprüfung von Maschinen mit rotierenden oder hin- und her bewegten Maschinenteilen Schwingungsmuster etwa mit Hilfe der Fourier-Analyse ausgewertet, um die in dem jeweiligen Schwingungsmuster enthaltenen Frequenzen zu bestimmen. Aus den ermittelten Frequenzen kann auf ansonsten nicht erkennbare Funktionsstörungen geschlossen werden, z. B. auf beginnende Schädigungen von Lagern etc.The Examination of consequences of discrete measured values is in many areas the technique common. So z. B. for functional testing of machines with rotating or reciprocating machine parts Vibration pattern evaluated approximately with the aid of Fourier analysis, around the frequencies contained in the respective vibration pattern to determine. From the determined frequencies can on otherwise unrecognizable malfunctions are closed be, for. B. on incipient damage of warehouses etc.

Des Weiteren sind Korrelationsanalysen bei der Auswertung von Messwertfunktionen üblich; vergl. Erwin Meyer/Dieter Guicking, „Schwingungslehre", Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig, 1974, Seiten 108 bis 124. Hierbei werden zwei Zeitfunktionen miteinander korreliert, wobei der Korrelationskoeffizient ein Maß für die Ähnlichkeit dieser Funktionen ist. Mit der Korrelationsanalyse können zum Beispiel Messgrößen erfasst werden, die durch starkes Rauschen überdeckt sind. Mit Hilfe des Wienerschen Satzes ist es möglich, die Autokorrelationsfunktion einer gegebenen Zeitfunktion durch eine Berechnung im Frequenzbereich zu ermitteln, was rechnerisch einfacher ist als das Faltungsintegral zu lösen. Die Autokorrelationsanalyse ist besonders vorteilhaft, wenn periodische Signale von Störungen befreit werden sollen. Wenn die Periodendauer des gestörten Signales genau bekannt ist, kann das Verfahren der Störbefreiung durch korrelierte Mittelung angewendet werden. Hierbei wird eine große Zahl N von Perioden des Empfangssignales punktweise summiert und durch N dividiert. Die Momentanwerte des herauszuhebenden periodischen Signales addieren sich hierbei phasenrichtig und wachsen daher proportional zu N, während die Momentanwerte der unkorrelierten Rauschanteile im Mittel nur wie √N ansteigen. Das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert sich um diesen Faktor. Dieses Verfahren ist auch dann anwendbar, wenn das zu beobachtende Ereignis nicht periodisch, aber nach einem Synchronisationssignal in stets gleicher Weise abläuft. Ein typisches Anwendungsbeispiel ist die Untersuchung von Hirnstromimpulsen nach äußeren Reizen (Licht, Schall, Berührung usw.).Of Furthermore, correlation analyzes are common in the evaluation of measured value functions; comp. Erwin Meyer / Dieter Guicking, "Vibration Theory", Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig, 1974, pages 108 to 124. Here are two time functions together correlated, where the correlation coefficient is a measure of similarity of these functions is. With the correlation analysis can to Example measured variables recorded which are covered by strong noise. With the help of Wiener's sentence makes it possible the autocorrelation function of a given time function to calculate a calculation in the frequency domain, which is mathematical easier to solve than the convolution integral. The autocorrelation analysis is particularly advantageous when periodic signals freed from interference should be. If the period of the disturbed signal is known exactly is, the procedure can be the immunity exemption be applied by correlated averaging. Here is a size Number N of periods of the received signal is summed by the point and divided by N. The instantaneous values of the periodic to be highlighted Signals add up in the correct phase and therefore grow proportionally to N, while the instantaneous values of the uncorrelated noise components on average only like √N increase. The signal-to-noise ratio improves around this Factor. This method is applicable even if the observed Event not periodically, but after a synchronization signal in always the same way. A typical application example is the investigation of brain current pulses after external stimuli (Light, sound, touch etc.).

Aus dem Buch von P. Profos „Handbuch der industriellen Meßtechnik, Essen, Vulkan-Verlag, Dr. W. Classen Nachf. GmbH & Co KG, 1978, Seiten 168 bis 198, insbesondere Seiten 182 bis 185 ist es bekannt, aus einem Ensemble beziehungsweise einer Reihe von Messwerten eine Schar oder Teilketten auszuwählen. Für einen bestimmten Zeitpunkt kann ein Ensemble-Mittelwert durch Aufsummieren im Rahmen einer Limes-Funktion ermittelt werden. Wenn das Nutzsignal vom Störsignal unabhängig ist, kann das Nutzsignal vollständig aus einem verrauschten Signal rekonstruiert werden.Out the book of P. Profos' manual industrial metrology, Essen, Vulkan-Verlag, Dr. med. W. Classen Nachf. GmbH & Co. KG, 1978, Pages 168 to 198, especially pages 182 to 185 it is known from an ensemble or a series of measured values one Selecting a group or subchains. For one At certain times, an ensemble average can be summed up be determined as part of a Limes function. If the useful signal from the interference signal independently is, the payload can be complete be reconstructed from a noisy signal.

In der DE 40 06 948 A1 ist ein Verfahren zum Überwachen des Verschleißes eines zyklisch belasteten Bauteiles einer Maschine, etwa eines Kraftfahrzeuges beschrieben, wobei die Momentanwerte von zwei am Bauteil auftretenden Messgrößen fortlaufend erfasst und in Differenzsignale zur Charakterisierung der statistischen Verteilung der Differenz während eines Zyklus angefallener Momentanwerte beider Messgrößen umgesetzt werden. Nach einem Belastungszyklus werden die Differenzsignale mit gespeicherten Bezugssignalen verglichen, die die statistische Verteilung der Differenz beider Messgrößen im praktisch neuwertigen Zustand des Bauteiles charakterisieren. Nur bei einer wesentlichen Abweichung der Differenzsignale von den Bezugssignalen wird die zyklische Belastung abgebrochen. Mit diesem Verfahren ist es möglich, einen großen Teil der sonst üblichen Messungen etwa auf einem Prüfstand fortzulassen, sodass Zeit und Kosten gespart werden.In the DE 40 06 948 A1 describes a method for monitoring the wear of a cyclically loaded component of a machine, such as a motor vehicle, wherein the instantaneous values of two measured variables occurring on the component continuously recorded and converted into differential signals for characterizing the statistical distribution of the difference during a cycle incurred instantaneous values of both measures. After a load cycle, the differential signals are compared with stored reference signals that characterize the statistical distribution of the difference between the two measured variables in the virtually new condition of the component. Only with a significant deviation of the difference signals from the reference signals, the cyclic load is aborted. With this method, it is possible to omit a large part of the usual measurements on a test bench, for example, so that time and costs are saved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Auswerten einer Folge von diskreten Meßwerten physikalischer Größen anzugeben, das eine Auswertung von Folgen diskreter Messwerte ohne erkennbare periodische oder nichtperiodische Wiederholungen auch ohne eine synchronisierte zweite Folge von Messwerten ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a method for evaluating a sequence of discrete measured values specify physical quantities, the an evaluation of sequences of discrete measured values without recognizable periodic or nonperiodic iterations even without a synchronized one second series of readings.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These Task is in accordance with the invention by the features of claim 1 solved.

Demnach hat das Verfahren zum Auswerten einer Folge von diskreten Messwerten folgende Merkmale:
jedem Messwert wird ein Attribut zugeordnet, wobei dieses Attribut für alle Messwerte die gleiche Eigenschaft aufweist:
aus den derart mit Attributen belegten Messwerten werden diejenigen ausgewählt, deren Attribut jeweils ein bestimmtes gemeinsames Kriterium erfüllt, und jeweils als bestimmter Messwert bzw. Ereignis bezeichnet;
aus der Folge der diskreten Messwerte wird eine Kette bestimmter Länge ausgewählt;
aus dieser ausgewählten Kette werden Teilketten gebildet, die jeweils ein ausgewähltes Ereignis als Zentrum haben, wobei die übrigen Messwerte der Teilketten in der ursprünglichen Folge zu beiden Seiten des zentralen Ereignisses angeordnet werden;
die Messwerte der einzelnen Teilketten werden entsprechend ihres Platzes in der jeweiligen Teilkette einander zugeordnet, und zwar werden die Messwerte der zentralen Ereignisse einander zugeordnet und die Messwerte, die an dem gleichen Platz um das jeweilig zentrale Ereignis stehen;
sämtliche zugeordneten Messwerte für den gleichen Platz innerhalb der ausgewählten Teilketten werden gemittelt und die Folge der so gemittelten Messwerte in der durch die Kette der Messwerte vorgegebenen Reihenfolge aufgezeichnet.Accordingly, the method for evaluating a sequence of discrete measured values has the following features:
Each metric is assigned an attribute, and this attribute has the same property for all metrics:
from the measured values thus assigned with attributes those are selected whose attribute in each case fulfills a specific common criterion, and in each case designated as a specific measured value or event;
from the sequence of the discrete measured values a chain of a certain length is selected;
from this selected string, substrings are formed, each having a selected event as the center, with the remainder of the substrings in the original string being located on either side of the central event;
the measured values of the individual partial chains are assigned to one another according to their place in the respective partial chain, namely the measured values of the central events are assigned to one another and the measured values that are in the same place around the respective central event;
All assigned measured values for the same location within the selected sub-chains are averaged and the sequence of the thus-averaged measured values is recorded in the order predetermined by the chain of the measured values.

Gemäß der Erfindung werden somit in einem ersten Schritt sämtliche Meßwerte des Signals mit einem gewissen Attribut belegt, das die Meßwerte in einer beliebigen Eigenschaft charakterisiert. Prinzipiell ist jede Art von Attribut denkbar, in einem einfachen Fall z. B. kann das Attribut aus der Differenz zum vorangegangen Meßwert bestehen. Das Attribut muss aber nicht zwangsläufig aus dem zu analysierenden Signal ableitbar sein.According to the invention Thus, in a first step, all measured values of the signal with a certain attribute occupies the measured values in any Property characterizes. In principle, every type of attribute conceivable, in a simple case z. For example, the attribute may be from the Difference to the previous measured value consist. However, the attribute does not necessarily have to be from the signal to be analyzed be deducible.

Aus den so mit Attributen belegten Meßwerten werden zumindest einige Meßwerte ausgewählt, deren Attribut ein gewisses Kriterium erfüllt. Wurden z. B. alle Meßwerte mit dem Attribut der Differenz zum vorangegangenen Meßwert belegt, so könnte das Auswahlkriterium sein, daß das Attribut negativ ist, d. h. der Meßwert größer als der vorangegangene ist. Die ausgewählten Meßwerte sollen im folgenden "Ereignisse" genannt werden. Für jedes Ereignis wird nun eine Kette von Meßwerten angelegt, deren zentra les Element das Ereignis selbst ist, umgeben von den Meßwerten, die im Ausgangssignal vor bzw. nach dem Ereignis angeordnet sind. Die auf diese Weise für jedes Ereignis gebildeten Ketten, deren Längen frei definierbar sind, werden "untereinander" in einer Tabelle angeordnet, wobei jede Reihe der Tabelle einer Kette von Meßwerten entspricht. Wichtig ist, daß die Meßwerte der gleichen Positionen bezüglich der Ereignisse jeweils untereinander stehen. Trifft das Kriterium auf einen relativ großen Teil der Meßwerte zu, so sind, in Abhängigkeit der gewählten Kettenlänge, Meß werte des Ausgangssignals in der Tabelle mehrfach vertreten, d. h. die Tabelle enthält entsprechend der Methodik redundante Information. In einem nächsten Schritt werden die Mittelwerte einer jeden Säule der Tabelle gebildet, d. h. die Meßwerte der gleichen Position bezüglich des ausgewählten Meßwertes werden gemittelt.Out the measured values thus assigned with attributes become at least some readings selected, whose Attribute meets a certain criterion. Were z. B. all measurements with the attribute of the difference to the previous measured value, so could that Selection criterion that the Attribute is negative, d. H. the measured value is greater than the previous one. The selected ones readings will be called "events" in the following. For each Event, a chain of measured values is now created whose centra les element is the event itself, surrounded by the measured values, which are arranged in the output signal before or after the event. That way for each event formed chains whose lengths are freely definable become "among each other" in a table arranged, each row of the table being a chain of measured values equivalent. It is important that the readings the same positions the events are interrelated. Meets the criterion on a relatively large Part of the measured values to, so are, depending the selected chain length, measured values of the output signal is represented multiple times in the table, d. H. the Table contains accordingly the methodology redundant information. In a next step, the mean values of every pillar the table is formed, d. H. the measured values of the same position in terms of of the selected measured value are averaged.

Auf diese Weise wird ein beliebig langes Ausgangssignal in eine relativ kurze Folge gemittelter Meßwerte transformiert, im folgenden "Schmidt-Bauer-Transformation (SBT)" genannt. Die SBT charakterisiert in Ab hängigkeit des gewählten Attributs und des gewählten Kriteriums das beliebig lange Ausgangssignal, was einer Datenreduktion gleichkommt. Die SBT kann auf unterschiedliche Art ausgewertet werden, so z. B. in der Zeit- oder Frequenz-Domaine.On this way, an arbitrarily long output signal in a relative short sequence of averaged measured values transformed, in the following "Schmidt-Bauer transformation (SBT) "called. The SBT is characterized by dependence of the selected attribute and the chosen one Criterion the arbitrarily long output signal, which is equivalent to a data reduction. The SBT can be evaluated in different ways, such. In the time or frequency domain.

Es hat sich herausgestellt, daß sich durch die mit der Erfindung vorgeschlagene Auswertung eine Vielzahl von Parametern ermitteln lässt, die aus der Folge der Meßwerte allein nicht ersichtlich ist.It it turned out that by the evaluation proposed by the invention a variety of parameters, that from the sequence of measured values alone is not apparent.

So können z. B. aus einem Schwingungsmuster etwa einer Maschine mit drehenden bzw. hin- und her bewegbaren Maschinenteilen die dem Schwingungsmuster zugrunde liegenden Frequenzen, ähnlich wie bei einer Fourier-Analyse ermittelt werden, wobei dann auch Frequenzen ersichtlich werden, die z. B. "Störfrequenzen" sind, die auf Schädigungen der Maschine bzw. ihrer Teile hindeuten. Es hat sich gezeigt, daß mit dem Verfahren gemäß der Erfindung auch Frequenzen ermittelt werden, die bei der herkömmlichen schnellen Fourier-Transformation unentdeckt bleiben.So can z. B. from a vibration pattern such as a machine with rotating or reciprocable machine parts that the vibration pattern underlying frequencies, similar as in a Fourier analysis be determined, in which case frequencies are also apparent, the z. B. "interference frequencies" are the damage indicate the machine or its parts. It has been shown that with the Method according to the invention Also frequencies are determined, which in the conventional fast Fourier transformation go undetected.

Besonders vorteilhaft kann das Verfahren gemäß der Erfindung in der Medizintechnik verwendet werden, z. B. zur Auswertung von Langzeit-EKGs, Langzeitblutdruckmessungen etc. Bezüglich der Auswertung von Langzeit-EKGs bei Infarktpatienten lässt sich das Verfahren fol gendermaßen anwenden. Als Ausgangssignal dient die Folge der Schlag-zu-Schlag Intervalle des Langzeit-EKGs, welche die Grundlage der meisten Auswerteverfahren von Langzeit-EKGs ist. Jedem Meßwert wird zunächst ein Attribut zugeordnet. Als Attribut soll hier der Vergleich zum vor angegangenen Meßwert dienen, genauer der Quotient zwischen dem Meßwert selbst und dem vorangegangenen Meßwert.Especially Advantageously, the method according to the invention in medical technology be used, for. B. for the evaluation of long-term ECGs, long-term blood pressure measurements etc. Regarding the evaluation of long-term ECGs in infarct patients can be Follow the procedure as follows. The output signal is the sequence of beat-to-beat intervals of the long-term ECG, which forms the basis of most evaluation methods Long-term ECGs is. Every measured value will be first assigned an attribute. The attribute here is the comparison to before the measured value serve, more precisely, the quotient between the measured value itself and the previous one Measured value.

Ist ein Meßwert z. B. 3% kürzer als der vorangegangene, so würde diesem Meßwert das Attribut "0.97" zu geordnet werden. Ist er um 3% länger, beträgt der Quotient 1,03. Das Kriterium für die Auswahl eines Meßwertes könnte ein Wert zwischen 1 und 1.05 sein. Nach diesem Kriterium würden alle Meßwerte als Ereignis ausgewählt, die zwar größer, aber nicht größer als 5% des vorangegangenen Meßwertes sind. In einem durchschnittlichen Langzeit-EKG entsprechen ungefähr 30% aller Meßwerte diesem Kriterium.is a measured value z. B. 3% shorter as the previous one, so would this measured value the attribute "0.97" is to be sorted. If it is 3% longer, the quotient is 1.03. The criterion for the selection of a measured value could a value between 1 and 1.05. According to this criterion, all measured values would be considered Event selected, which are bigger, but not bigger than 5% of the previous measured value are. In an average long-term ECG, approximately 30% of all correspond Measured values this Criteria.

Die SBT entspricht dem durchschnittlichen Ver lauf der Meßwerte vor, während und nach dem Ereignis (hier: Anstieg der Meßwerte im Ausgangssignal). Die SBT kann auf vielerlei Art quantifiziert werden: Für die Abschätzung des zukünftigen Risikos bei Patienten nach Herzinfarkt hat es sich als günstig, den zentralen Wert der SBT mit dem darauffolgenden Wert zu summieren und von dieser Summe die Summe der beiden vorangegangenen Meßwerte abzuziehen. Dieser sogenannte EDC2-Wert kann als Maß für den zentralen Anstieg angesehen werden und erlaubt eine Aussage hinsichtlich der Überlebenschance des Patienten. Je größer dieser EDC2-Wert ist, desto größer ist auch die Überlebenschance des Patienten. Der EDC2-Wert quantifiziert die SBT jedoch nur in unmittelbarer Umgebung um das Zentrum, es sind jedoch auch Parameter denkbar, die längerfristige Änderungen der SBT erfassen.The SBT corresponds to the average run of the measured values before, during and after the event (here: increase of the measured values in the output signal). SBT can be quantified in many ways: To estimate the future risk in patients with a heart attack, it is beneficial to sum the SBT's central value with the subsequent value and subtract from this sum the sum of the two previous measurements. This so-called EDC2 value can be regarded as a measure of the central increase and allows a statement regarding the patient's chance of survival. The larger this EDC2 value, the greater the chance of survival of the patient. However, the EDC2 value quantifies the SBT only in the immediate vicinity of the center, but parameters are also conceivable which are longer term ge changes in the SBT.

Bei der gerade beschriebenen Auswertung wurde den Meßwerten des Ursprungssignals ein Attribut zugeordnet, das den Bezug zum unmittelbar vorangegangenen Meßwert herstellt, wodurch in der SBT vor allem die kürzeren Frequenzen des Ausgangssignals betont werden. Eine Betonung längerer Frequenzen kann dadurch erreicht werden, daß den Meßwerten Attribute zugeordnet werden, welche die Meßwerte über einen längeren Zeitraum vergleichen, so z. B. die Summe der Werte eines gewissen Zeitraumes nach dem Meßwert mit der Summe der Werten eines gewissen Zeitraumes vor dem Meßwert vergleichen.at The evaluation just described was the measured values of the original signal an attribute associated with the reference to the immediately preceding measurement In particular, the SBT produces the shorter frequencies of the output signal be emphasized. An emphasis on longer frequencies can be achieved by assigning attributes to the measured values which are the measured values over a longer Compare period, such. B. the sum of the values of a certain Period after the measured value with the sum of the values of a certain period before the measured value.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further Embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:The Invention is based on embodiments closer to the drawing explained. In this represent:

1 mit den Zeilen a bis e eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Auswerten einer Folge von diskreten Meßwerten gemäß der Erfindung; 1 with lines a to e a schematic representation of the method for evaluating a sequence of discrete measured values according to the invention;

2 ein sogenanntes Tachogramm, in dem die Zeitintervalle zwischen zwei aufeinander folgenden Herzschlägen über eine Dauer von 24 Stunden für einen Patienten aufgetragen sind; 2 a so-called tachogram, in which the time intervals between two successive heart beats over a period of 24 hours for a patient are plotted;

3 das Frequenzspektrum des Tachogramms in 2, das über eine einfache Fourier-Transformation gebildet wurde; 3 the frequency spectrum of the tachogram in 2 which has been formed by a simple Fourier transform;

4 die Schmidt-Bauer-Transformation des Tachogramms in 2 gemäß der Erfindung; 4 the Schmidt-Bauer transformation of the tachogram in 2 according to the invention;

5 ein Ausschnitt aus 4, der die Berechnung des Parameters EDC2 veranschaulicht; 5 a section from 4 illustrating the calculation of the parameter EDC2;

6 das Frequenzspektrum der Schmidt-Bauer-Transformation in 4 6 the frequency spectrum of the Schmidt-Bauer transformation in 4

7 die Schmidt-Bauer-Transformation ähnlich 4 eines risikogefährdeten Infarktpatienten; 7 similar to the Schmidt-Bauer transformation 4 a risk-prone infarct patient;

8 das Frequenzspektrum der Schmidt-Bauer-Transformation gemäß 7; 8th the frequency spectrum of the Schmidt-Bauer transformation according to 7 ;

9 die Verteilungen des EDC2-Parameters für Infarktpatienten, die einen längeren Zeitraum überlebt haben, und für Infarktpatienten, die innerhalb eines gewissen Zeitraumes verstorben sind; 9 the distributions of the EDC2 parameter for infarct patients who have survived a longer period of time and for infarct patients who have died within a certain period of time;

10 eine Darstellung der Amplitude einer Schwingung über der Zeit, in diesem Falle einer Drehbeschleunigung eines Lastwagenrades mit Unwucht; 10 a representation of the amplitude of a vibration over time, in this case a rotational acceleration of a truck wheel with imbalance;

11 eine einfache Fourier-Transformation der Schwingung gemäß 10; 11 a simple Fourier transform of the oscillation according to 10 ;

12 die Schmidt-Bauer-Transformation der Schwingung gemäß der 10 aufgrund einer Auswertung mit einem Verfahren gemäß der Erfindung; und 12 the Schmidt-Bauer transformation of the oscillation according to the 10 based on an evaluation with a method according to the invention; and

13 eine Fourier-Transformation der in 12 dargestellten Schmidt-Bauer-Transformation. 13 a Fourier transform of in 12 illustrated Schmidt-Bauer transformation.

In 1 mit den Zeilen a), b), c), d) und e) ist das generelle Prinzip der Erfindung dargestellt.In 1 with the lines a), b), c), d) and e) the general principle of the invention is shown.

In Zeile a) ist die Folge der zu analysierenden Meßwerte aufgetragen.In Line a) shows the sequence of the measured values to be analyzed.

Gemäß Zeile b) wird jedem Meßwert ein gewisses frei definierbares Attribut zugeordnet, z. B. die Differenz zum vorangegangenen Meßwert.According to line b) will be any reading assigned a certain freely definable attribute, eg. B. the difference to the previous measured value.

Gemäß Zeile c) wird ein Kriterium definiert, das auf die den Meßwerten zugeordneten Attribute angewendet wird. In diesem Beispiel ist das Kriterium dann erfüllt (K = 1), wenn das Attribut positiv ist (A > 0). Meßwerte, deren Attribute das definierte Kriterium erfüllen, werden als Er eignisse definiert.According to line c) a criterion is defined that is based on the measured values assigned attributes is applied. In this example this is Criterion then fulfilled (K = 1) if the attribute is positive (A> 0). Measured values whose attributes are the meet defined criterion, are defined as events.

Gemäß Zeile d) werden die Ereignisse mitsamt je weils vorangegangenen und folgenden Meßwerten als Er eignis-Ketten in eine Tabelle eingetragen, in der Art, daß Meßwerte der gleichen Position zu dem Ereignis unterein ander stehen.According to line d) the events, together with their respective preceding and following events readings entered as event chains in a table in such a way that measured values of the same position to the event below one another.

Gemäß Zeile e) wird die Schmidt-Bauer-Transfor mation durch Mittelung der Ereignis-Ketten bestimmt. Hierdurch werden die Ereignisse selbst sowie die Meßwerte der jeweils gleichen Position bezüglich des Ereignisses gemit telt.According to line e) the Schmidt-Bauer transformation is done by averaging the event chains certainly. As a result, the events themselves and the measured values of the each same position with respect of the event.

In 2 ist ein Tachogramm, d. h. die Folge der Zeitintervalle zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen (= RR-Intervalle oder RRI), in diesem Falle ungefähr 80000 Zeitintervalle, gegen ihre Nummer im EKG aufgetragen. Dieses Tachogramm stammt von einem Patienten nach einem Myokardinfarkt, der diesen über zwei Jahre überlebt hat.In 2 is a tachogram, ie the sequence of time intervals between every two successive heart beats (= RR intervals or RRI), in this case about 80000 time intervals, plotted against their number in the ECG. This tachogram comes from a patient after a myocardial infarction that has survived for over two years.

In 3 ist das Frequenzspektrum des in 2 gezeigten Tachogramms dargestellt, das mit Hilfe einer einfachen Fourier-Transformation als Funktion der Amplitude in Abhängigkeit der Frequenz ermittelt wurde.In 3 is the frequency spectrum of the in 2 shown tachogram, which was determined by means of a simple Fourier transform as a function of the amplitude as a function of frequency.

In 4 ist die Schmidt-Bauer-Transformation des Tachogramms in 2 gemäß der Erfindung dargestellt. Als Attribut wurde der Quotient zwischen dem Meßwertes selbst und dem vorangegangenen Meßwert, als Kriterium ein Wert zwischen 1 und 1.5 verwendet. Die Kettenlänge der Schmidt-Bauer-Transformation wurde hier auf 200 festgesetzt, d. h. 100 Werte vor und 100 Werte nach dem zentralen Ereignis. Die Werte der Transformation schwanken um den Wert 1000 ms, wobei um das Zentrum bei dem Wert Null eine erhebliche Dynamik festzustellen ist. Es lassen sich schnelle Modulationen der Schlag-zu-Schlag Intervalle von langsameren abgrenzen.In 4 is the Schmidt-Bauer transformation of the tachogram in 2 represented according to the invention. As an attribute, the quotient was between the measured value itself and the previous measured value, the criterion used is a value between 1 and 1.5. The chain length of the Schmidt-Bauer transformation was set here to 200, ie 100 values before and 100 values after the central event. The values of the transformation fluctuate around the value 1000 ms, whereby a significant momentum is found around the center at the value zero. Fast modulations of beat-to-beat intervals can be delineated from slower ones.

5 zeigt einen Ausschnitt um das Zentrum der Schmidt-Bauer-Transformation gemäß 4 und veranschaulicht die Berechnung des Parameters EDC2, der zur Risikostratifizierung verwendet wird. Eingetragen sind die Werte RRI(–2), RRI(–1) sowie RRI(+1) um das zentrale Ereignis RRI(0). Aus diesen Werten kann ein charakteristi scher Wert EDC2 errechnet werden, nämlich EDC2 = (RRI(0) + RRI(+1)) – (RRI(–1) + RRI(–2)) 5 shows a section around the center of the Schmidt-Bauer transformation according to 4 and illustrates the calculation of parameter EDC2 used for risk stratification. The values RRI (-2), RRI (-1) and RRI (+1) around the central event RRI (0) are entered. From these values a characteristic value EDC2 can be calculated, namely EDC2 = (RRI (0) + RRI (+1)) - (RRI (-1) + RRI (-2))

Mit den Werten der dargestellten Kurven errechnet sich hierbei ein Wert von EDC2 = 32 ms.With The values of the illustrated curves are calculated as a value of EDC2 = 32 ms.

In 6 ist eine einfache Fourier-Transformation der Schmidt-Bauer-Transformation gemäß 4 dargestellt. Man erkennt deutliche Ausschläge bei ungefähr 0.003 Hz, bei 0.03 Hz und bei 0.3 Hz, welche in der einfachen Fourier-Transformation des Ausgangssignals nicht erkennbar sind. Diese drei Frequenzen entsprechen bekanntermaßen verschiedenen physiologischen Mechanismen der Herzfrequenzregulation. So entspricht z. B. der Ausschlag bei 0.3 Hz der Atemmodulation des Herzschlages. Weiterhin erkennbar ist ein zusätzlicher Ausschlag zwischen 0.003 Hz und 0.03 Hz, welcher bisher nicht bekannt ist.In 6 is a simple Fourier transform of the Schmidt-Bauer transform according to 4 shown. It can be seen significant deflections at about 0.003 Hz, at 0.03 Hz and 0.3 Hz, which are not recognizable in the simple Fourier transform of the output signal. These three frequencies are known to correspond to different physiological mechanisms of heart rate regulation. So z. B. the rash at 0.3 Hz of the respiratory modulation of the heartbeat. Also recognizable is an additional rash between 0.003 Hz and 0.03 Hz, which is not yet known.

In 7 ist eine Schmidt-Bauer-Transformation eines Tachogramms eines Patienten, der innerhalb von zwei Jahren nach Herzinfarkt plötzlich verstorben ist, dargestellt. Man erkennt, dass die Dynamik um das zentrale Ereignis deutlich eingeschränkt ist. Der EDC2-Wert fällt mit 6 ms deutlich geringer aus.In 7 is a Schmidt-Bauer transformation of a tachogram of a patient who died suddenly within two years of heart attack. It can be seen that the dynamics around the central event are clearly limited. The EDC2 value is significantly lower at 6 ms.

8 zeigt die Fourier-Transformation der Schmidt-Bauer-Transformation gemäß 7 (zum Vergleich ist die Fourier-Transformation gemäß 6 als gepunktete Linie dargestellt). Der in 6 erkennbare Ausschlag bei 0.3 Hz ist nicht vorhanden, dafür jedoch ein Ausschlag bei ungefähr 0.75 Hz. Dieser entspricht der Modulation des Herzschlages durch die Druckrezeptoren der Halsschlagader, die sogenannten Barorezeptoren. 8th shows the Fourier transform according to the Schmidt-Bauer transformation 7 (For comparison, the Fourier transform is according to 6 shown as a dotted line). The in 6 discernible rash at 0.3 Hz is absent, but a rash at about 0.75 Hz. This corresponds to the modulation of the heartbeat by the pressure receptors of the carotid artery, the so-called baroreceptors.

9 zeigt die Unterschiede der Verteilung der an über 1000 Patienten berechneten EDC2-Werte für Patienten, die ein Überwachungsintervall von zwei Jahren überlebt haben (Gruppe 0), und für Patienten, die während dieses Zeitraumes verstorben sind (Gruppe 1). Man erkennt, daß die EDC2-Werte der Patienten, die versterben, deutlich niedriger sind als die EDC2-Werte der Patienten, die diesen Zeitraum überleben. Die signifikante Vorhersagekraft der EDC2-Werte ist bisher an über 4000 Infarktpatienten getestet und bewiesen worden. 9 shows the differences in the distribution of EDC2 values calculated on more than 1000 patients for patients who have survived a monitoring interval of two years (group 0) and for patients who died during this period (group 1). It can be seen that the EDC2 values of the patients who die are significantly lower than the EDC2 values of the patients who survive this period. The significant predictive power of EDC2 has been tested and proven in over 4,000 infarct patients.

Die 10 zeigt das Zeitverhalten der Amplitude einer Schwingung, in diesem Falle der Schwingung im Zusammenhang mit der Drehbeschleunigung eines Lastwagenrades mit einer Unwucht. Aufgetragen ist in dieser Figur die Amplitude in Abhängigkeit der Zeit.The 10 shows the time behavior of the amplitude of a vibration, in this case the vibration associated with the rotational acceleration of a truck wheel with an imbalance. Plotted in this figure is the amplitude as a function of time.

In 11 ist die Fourier-Transformation der Originalschwingung entsprechend 8 aufgetragen.In 11 the Fourier transform corresponds to the original oscillation 8th applied.

In 12 ist die Schmidt-Bauer-Transformation der Schwingung gemäß 10 dargestellt. Als Attribut wurde die Differenz zum vorangegangenen Meßwert, als Kriterium ein Wert über Null verwendet.In 12 is the Schmidt-Bauer transformation of the oscillation according to 10 shown. As an attribute the difference to the previous measured value was used as criterion a value over zero.

In 13 ist die Fourier-Transformation der Schmidt-Bauer-Transformation gemäß 10 dargestellt. Man sieht, daß diese Darstellung im wesentlichen mit dem Diagramm gemäß 11 übereinstimmt.In 13 is the Fourier transform of the Schmidt-Bauer transformation according to 10 shown. It can be seen that this representation substantially with the diagram according to 11 matches.

Ein entscheidender Vorteil ist, daß die Transformation ein relativ kurzes Signal darstellt, das jedoch im Vergleich zu langen Ausgangssignalen keine Information verliert.One The decisive advantage is that the Transformation is a relatively short signal, but in the Compared to long output signals no information loses.

Claims

Method for evaluating a sequence of discrete measured values, wherein before the evaluation, an attribute is assigned to the measured values, which is derived for each measured value from other measured value measurements and which has the same property for all measured values, and also a criterion for the attributes and the Length of a chain is determined from the sequence of discrete measured values, the method comprising the following steps: from the measured values assigned to attributes in a chain of the specified length, those are marked as specific events whose attribute fulfills the specified criterion; from the chain of the particular length, substrings are formed, each having a selected event as the center, with the remaining measurements of the substrings being arranged in the original sequence on either side of the central event; the measured values of the individual substrings are assigned to each other according to their place in the respective substring, namely the measured values the central events associated with each other and the measured values that are in the same place around the respective central event; All assigned measured values for the same location within the selected sub-chains are averaged and the sequence of the thus-averaged measured values is recorded in the order predetermined by the chain of the measured values.

Method according to claim 1, characterized in that that the attribute is derived from the respective preceding measurement becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the difference for each measured value as an attribute is selected to the previous measured value.

Method according to claim 3, characterized that for the attribute the criterion "measured value lies in a certain area in relation to the previous one Measured value "recorded becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, instead of individual measured values, defined measured value groups or Functions of the measured values or measured value groups are selected.

Method according to claim 5, characterized in that that as criterion "greater" or "smaller than the previous one Measured value "recorded becomes.

Method according to Claim 6, characterized that as a criterion "in a certain area larger "or" in a certain area Area smaller than the previous reading "is recorded.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as a criterion for successive measured values whose percentage deviation is recorded.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the evaluation of the sequence of discrete measured values in the time or frequency domain he follows.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the chain of readings 200 and more readings having.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the number of selected chains is more than 4 and preferably in the tens range.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that each measured value represents a physiological quantity.

Method according to claim 12, characterized in that that the physiological size is the time interval between two heartbeats is.

Method according to claim 12, characterized in that that the physiological size of the blood pressure is.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized that the method evaluates vibration patterns, wherein sampled the vibration pattern at high frequency and the evaluated Measured values are subjected to a Fourier transform.