DE60215283T2

DE60215283T2 - Vorrichtung zur Festlegung der linksventrikulären Auswurfzeit in einem Herz

Info

Publication number: DE60215283T2
Application number: DE60215283T
Authority: DE
Inventors: Markus J. Osypka; Donald P. Rancho Santa Fe Bernstein
Original assignee: Osypka Medical GmbH
Current assignee: Osypka Medical GmbH
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-10-12
Also published as: US20030163058A1; ATE341993T1; CA2407395A1; CA2407395C; EP1304074B1; US8562538B2; EP1304074A3; EP1304074A2; US20110190601A1; US7822470B2; US7904141B2; US20060167363A1; DE60215283D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Erfindungsbereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Bestimmung der linksventrikulären Auswurfzeit T_LVE des Herzens einer Person.
Mit T_LVE bezeichnet man das Zeitintervall, in welches der mechanische Auswurf des Blutes aus dem linken Ventrikel des Herzens einer Person fällt. Zeitlich entspricht T_LVE der Auswurfphase der mechanischen Systole. T_LVE beginnt mit dem Öffnen der Aortenklappe und endet mit dem Schließen der Aortenklappe. Die genaue Messung der T_LVE ist von großer Bedeutung für die Berechnung von linksventrikulärem Schlagvolumen, Herzminutenvolumen und systolischem Zeitverhältnis.
Das Schlagvolumen (SV), im besonderen das linksventrikuläre SV, ist das Blutvolumen, welches während der T_LVE, d.h. während der Auswurfphase der mechanischen Systole eines Herzzyklus oder eines Herzschlags, vom linken Ventrikel in die Aorta ausgeworfen wird. Das Herzminutenvolumen (CO) ist das Blutvolumen, welches während einer Minute vom linken Ventrikel ausgeworfen wird, d.h. es hängt vom SV und der Herzrate (HR) ab. Die HR ist die Anzahl der Herzschläge pro Minute. Das Herzminutenvolumen CO ist das Produkt aus SV und HR: CO = SV·HR
Ein genaues, aufeinander folgendes, näherungsweises oder nicht-statisches Bestimmen des SV und in Folge des CO sind unmittelbar von der genauen Messung der T_LVE abhängig.
Beschreibung des Stands der Technik
Nach dem Stand der Technik wird T_LVE aus Signalverläufen von Messungen der thorakalen elektrischen Bioimpedanz oder Bioadmittanz (TEB) abgeleitet. In jüngeren, gesunden Individuen ergibt die Messung der TEB Signalverläufe, bei denen in den meisten Fällen das Öffnen der Aortenklappe (Punkt "B") und das Schließen (Punkt "X") angedeutet und daher durch Betrachtung leicht identifizierbar sind. In verschiedenen Zuständen und Graden der kardiopulmonalen Pathologie ist der Punkt "X" häufig verschwommen oder nicht präsent, siehe Lababidi Z, Ehmke DA, Durnin RE, Leaverton PE, Lauer RM.: The first derivative thoracic impedance cardiogram. Circulation 1970; 41: 651-658. Unglücklicherweise sind diese aber genau die Situationen, in denen genaue T_LVE-Messungen notwendig sind.
Die US-Patentschrift US-A-4,450,527 kann zum der Stand der Technik angegeben werden. Sie beschreibt eine Vorrichtung für die Bestimmung der linksventrikulären Auswurfzeit unter Zugrundelegung der Messung der thorakalen Bioimpedanz. Der Oberbegriff von Anspruch 1 geht von dieser veröffentlichten Patentschrift US-A-4,450,527 aus.
Im Rahmen eines weiter verbesserten Verfahrens wurde die gleichzeitige elektronische Aufzeichnung der mittels TEB gemessenen ersten zeitlichen Ableitung des Signalverlaufs der durch den Herzschlag bedingten Änderungen der Impedanz und die durch mechanische Aktivität erzeugten und mittels Phonokardiografie gemessenen Herztöne eingerichtet, um die T_LVE zu bestimmen und insbesondere das Schließen der Aortenklappe (erstes Auftreten einer höheren Frequenz im zweiten Herzton). Leider ist die Technik der Phonokardiografie umständlich, empfindlich für Artefakte durch Bewegung und Beatmung (geringes Signal-Rausch-Verhältnis) und letztendlich ungeeignet für die klinische Routineanwendung.
Bis zum jetzigen Zeitpunkt sind alternative Verfahren auf die Analyse des Frequenzbereichs beschränkt (Wang et al., U.S. Pat. No. 5,443,073; 5,423,326; 5,309,917) und auf den Einsatz von zeitlichen "Erwartungsfenstern" zur voraussichtlichen Abschätzung von periodisch wiederkehrenden Signalcharakteristika wie dem Schließen der Aortenklappe und die Zeit zwischen solchen Signalcharakteristika, nämlich der T_LVE.
Bezüglich des letztgenannten Verfahrens bestimmten Weissler et al. (Weissler AM, Harris WS, Schoenfeld CD. Systolic time intervals in heart failure in man. Circulation 1968; 37: 149-159) empirisch mit der Herzrate als Variable Regressionsgleichungen für ein zeitliches Intervall, in welchem die elektromechanische Systole (bekannt auch als "QS₂") und darin enthaltene untergeordnete Zeitintervalle, einschließlich und insbesondere die linksventrikuläre Fluss- oder Auswurfzeit T_LVE, definiert und vorhergesagt werden.
Bleicher et al. (Bleicher W, Kemter BE, Koenig C. Automatische kontinuierliche Vermessung des Impedanzkardiogramms, Chapter 2.6 in: Lang E, Kessel R, Weikl A [eds.], Impedanz-Kardiographie, Verlag CM Silinsky, Nürnberg, Paris, London 1978) vergleicht die von Weissler beschriebenen Regressionsgleichungen mit denen anderer Forscher (Spitaels S. The influence of heart rate and age on the systolic and diastolic time intervals in children, Circulation 1974; 49: 1107-1115; Kubicek WG, The Minnesota impedance cardiograph, Theory and applications, Biomed Engineering Sept. 1974). Weissler bleibt der "Goldstandard" im Rahmen der sich auf Statistik stützenden Verfahren. Mit dem zeitlichen Bezug auf das Elektrokardiogramm und dem vorbestimmten zeitlichen Auftreten des Öffnens der Aortenklappe, welcher mit Hilfe eines anderen Verfahrens bestimmt wird, bestimmen diese Regressionsgleichungen Zeitintervalle, welche verwendet werden können, um die Größenordung von T_LVE und damit das zeitliche Auftreten des Aortenklappenverschlusses abzuschätzen. Ein zeitliches Erwartungsfenster kann um den vorbestimmten Aortenklappen verschluss herum gelegt werden, um den mit einem anderen Verfahren gemessenen Zeitpunkt des Aortenklappenverschlusses zu bestätigen.
Die Verwendung eines Erwartungsfensters als einzige Alternative zur Bestimmung von T_LVE, kann zu einem Fehler führen, der an statistischen Verfahren an sich liegt. Obwohl die Korrelation (der Grad der Stärke der Abhängigkeit) zwischen den Regressionsgleichungen und den gemessenen Werten für T_LVE klinisch akzeptabel ist, weisen zeitlich vorausbestimmende Erwartungsfenster wegen der individuellen biologischen Veränderlichkeit von Natur aus unannehmbar große Standardabweichungen auf. Demgegenüber sind hinreichend genaue, alternative und objektive Messungen der T_LVE in ihrer Genauigkeit nur begrenzt in der Präzision des Messinstruments, von dem angenommen wird, dass es einen wesentlich kleineren Fehler als die Schätzung aufweist. Deshalb haben zeitlich vorausbestimmende Erwartungsfenster für einen einzigen, diskreten Herzzyklus nur beschränkte Gültigkeit. Darüber hinaus nimmt die Genauigkeit der Vorhersage in der Gegenwart von Herzrhythmen, die nicht vom regulären Sinusknoten herrühren, ab. Bei Vorliegen von irregulären, chaotischen Rhythmen supraventrikulären Ursprungs wie atriales Flimmern mit unterschiedlicher ventrikulärer Antwort, oder andere irregulären supraventrikulären Tachydysrhythmien, ist die Verwendung von zeitlich vorausbestimmenden Erwartungsfenstern nutzlos. Bei Sinusrhythmus oder pathologisch supraventrikulären Rhythmen zusammen mit ventrikulär erzeugten elektrischen Systolen, auch bekannt als vorzeitige ventrikuläre Kontraktionen, ist die genaue Einschätzung von Mittelwerten für T_LVE gestützt auf zeitlich vorhersehenden Erwartungsfenstern unmöglich.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der in den anhängenden Ansprüchen definierten Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE eines Herzens einer Person zuverlässiger bestimmt werde kann, insbesonders unter den Bedingungen, bei denen die herkömmliche Bestimmung der T_LVE unzureichend ist, nämlich in einigen Zuständen kardiopulmonaler Pathologie.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung für die Messung der thorakalen elektrischen Bioimpedanz oder Bioadmittanz (TEB) verwendet, um einen Signalverlauf abzuleiten, aus dem die linksventrikuläre Auswurfzeit bestimmt wird. Zusätzlich hierzu wird mindestens ein zweiter Signalverlauf abgeleitet. Die vorliegende Erfindung bietet eine Auswahl von verschiedenen Verfahren für die Ableitung des zweiten Signalverlaufs. Diese Verfahren schließen ein (ohne hierauf beschränkt zu sein):

a) die kontinuierliche Extrapolation der Sauerstoffsättigung (SpO₂) des arteriellen Bluts durch Pulsoximetrie,
b) insbesondere die Verwendung der Doppler-Geschwindigkeitsmessung
b₁) die Verwendung der Doppler-Geschwindigkeitsmessung angewendet im Ösophagus, und/oder
b₂) die Verwendung der Doppler-Geschwindigkeitsmessung angewendet über der Radialarterie,
c) insbesondere die Messung des arteriellen Blutdrucks
c₁) die kontinuierliche invasive (blutige) Messung des arteriellen Blutdrucks, und/oder
c₂) die kontinuierliche nicht-invasive (unblutige) Messung des arteriellen Blutdrucks (Applanationstonometrie, oder Sphygmokardiografie).

Jedes dieser Verfahren kann kontinuierliche Signalverläufe mit charakteristischen Merkmalen ähnlich denen einer arteriellen Druckkurve oder einer Flusskurve zur Verfügung stellen.
Jedes Verfahren bestimmt in der Anwendung Schlag für Schlag die T_LVE Im Idealfall erhält ein Signalprozessor parallel die von jedem Verfahren zur Verfügung gestellten Signalverläufe, führt eine zeitliche Synchronisation durch und bestimmt dann eine "verfahrensgemittelte", oder "endgültige" T_LVE Die Beteiligung eines jeden angewendeten Verfahrens hängt von dem Grad der akzeptierbaren Signalqualität ab. In der bevorzugten Ausführung wird die Beteiligung jedes Verfahrens an der "verfahrensgemittelten" T_LVE entsprechend dem Grad der akzeptierbaren Signalqualität gewichtet. Die Gewichtung kann fest vorgegeben sein, z.B. durch Vorbestimmung, anhängig von Signalqualitätsparametern wie z.B. der Störsignalhöhe, oder angepasst werden.
Alternativ wird die "verfahrensgemittelte" T_LVE durch "gemeinsame" zeitliche Merkmale für das Öffnen und Schließen der Aortenklappe bestimmt, was allerdings erfordert, dass alle Signalverläufe zeitsynchron exakt übereinander gelegt werden.
Um das erfindungsgemäße Verfahren weiter zu verbessern, kann vor der genauen Bestimmung der T_LVE durch Verwendung einer Regressionsgleichung ein Erwartungsfenster für T_LVE eingerichtet werden. Die letztere Verbesserung ist besonders nützlich in den Fällen, in denen die Bestimmung des Aortenklappenverschlusses aus dem Signalverlauf zweideutig ist.
Um das erfindungsgemäße Verfahrens zu nutzen, stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Verfügung, welches geeignet ist, einige der vorher beschriebenen Verfahren anzuwenden, ohne jedes Verfahren anwenden zu müssen. In der bevorzugten Ausführung ist die Vorrichtung in der Lage, drei verschiedene der vorher beschriebenen Verfahren zu betreiben, das heißt die Messung der thorakalen elektrischen Bioimpedanz oder Bioadmittanz (TEB) und zwei weitere Verfahren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für die spezielle Anwendung, im Rahmen derer die Vorrichtung verwendet wird, zugeschnitten werden. In vielen Fällen ist eine Kombination von einer Vorrichtung zur Messung des Signalverlaufs der thorakalen elektrischen Bioimpedanz bzw. Bioadmittanz (TEB) und eines Pulsoximeters ausreichend.
Von einem Anästhesisten wird die Kombination von TEB-Vorrichtung und Doppler-Geschwindigkeitsmessung bevorzugt werden. In diesem Fall wird die thorakale elektrische Bioimpedanz oder Bioadmittanz über Elektroden auf einem Katheter gemessen, welcher für die Einführung in den Ösophagus angepasst ist. Ein Ultraschallkristall als ein Teil des Doppler-Geschwindigkeitsmessers ist ebenfalls auf dem Katheter angebracht. Der Oberkörper eines anästhetisierten Patienten ist oft durch sterile Tücher verdeckt. Nur der Kopf des Patienten bleibt als der einzige Teil des Oberkörpers einfach zugänglich. Aus diesem Grund ist das praktische Vorgehen, Signalverläufe zu erhalten, aus denen die T_LVE abgeleitet werden kann, die Einführung eines Katheters in den Ösophagus. Die für den Anästhesisten zugeschnittene Vorrichtung kann als dritte Einheit einen Pulsoximeter enthalten, dessen Sensor an einem Finger oder einer Zehe des Patienten aufgesteckt ist, da in vielen Fällen auch die Hand oder der Fuß eines Patienten einfach zugänglich sind.
Für einen Arzt, welcher die Blutgefäße untersucht, wie z.B. in einer Bluthochdruckklinik, ist eine Vorrichtung, die einen Bioimpedanzanalysator, ein Pulsoximeter und andere Verfahren, die den "peripheren" Blutdruck erfassen, am besten geeignet. In diesem Zusammenhang wird ein peripheres Verfahren als ein Verfahren definiert, welches an die Gliedmaßen eines Patienten angebracht werden kann. Periphere Verfahren schließen die über der Radialarterie angewandte Doppler-Geschwindigkeitsmessung und die blutige Messung des arteriellen Blutdrucks, im Rahmen derer ein Sensor in eine Arterie des Patienten eingeführt wird, ein. Alternativ können Applanationstonometrie oder Sphygmokardiografie eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung System ist nicht auf die zuvor erwähnten Beispiele beschränkt. Insbesondere sind andere Kombinationen vorstellbar, so lange TEB verwendet wird. Darüber hinausgehend wird eine Vorrichtung als erfindungsgemäß betrachtet, welche irgendeines der zuvor erwähnten Verfahren oder Geräte in einer solchen Art und Weise umfasst, dass diese Vorrichtung in einem großen Bereich von verschiedenen Einsatzfeldern und Anwendungen verwendet werden kann.
Die bevorzugten Ausführungen der Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben und erläutert und dienen dazu, die Grundlagen der Erfindung zu erklären.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch ein System bzw. eine Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung und deren elektrische Verbindungen mit einer Person.
2 zeigt schematisch ein alternatives System bzw. eine alternative Vorrichtung entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 veranschaulicht die Verarbeitung von Signalverlaufsdaten, welche mit Hilfe verschiedener Verfahren erhalten wurden, um eine "verfahrensgemittelte" T_LVE verbesserter Genauigkeit zu bestimmen.
4 zeigt die parallelen Aufzeichnungen eines Oberflächen-Elektrokardiogramms (ECG), die Änderung der thorakalen Bioimpedanz, ΔZ(t) ("Delta Z") und die Änderungsrate der Bioimpedanz, dZ(t)/dt.
5 zeigt die parallelen Aufzeichnungen eines Oberflächen-Elektrokardiogramms (ECG), die Änderung der thorakalen Bioadmittanz, ΔY(t) ("Delta Y") und die Änderungsrate der Bioadmittanz, dY(t)/dt.
6 veranschaulicht die Lichtabsorption in lebendem Gewebe.
7 zeigt ein Pulsplethysmogramm, welches mittels Pulsoximetrie erhalten wurde.
8 veranschaulicht, wie ein Katheter mit Elektroden für die TEB-Messung und einem Doppler-Geschwindigkeitsmesser zur Messung der linksventrikulären Auswurfzeit, des linksventrikulären Schlagvolumens und des Herzminutenvolumens in einen menschlichen Ösophagus eingebracht wird.
9a zeigt ein Rohsignal, welches mittels ösophagealer Doppler-Geschwindigkeitsmessung während der mechanischen Systole erhalten wurde.
9b zeigt das Signal der 9a nach Glättung (Filterung). Es veranschaulicht auf grafische Art das Verfahren, wie T_LVE aus dem Signalverlauf der Doppler-Geschwindigkeitsmessung gewonnen wird.
10 zeigte einen Signalverlauf, wie er mittels eines über der Radialarterie platzierten Ultraschallkopfs für die Doppler-Geschwindigkeitsmessung gewonnen wurde.
11 veranschaulicht, dass die Morphologie einer Geschwindigkeit-über-der-Zeit Wellenform, welche mittels Applanationstonometrie über der Radialarterie aufgenommen wurde, einem invasiv (blutig) abgeleiteten Drucksignal gleicht.
12 veranschaulicht Aufzeichnungen von Signalverläufen jeweils abgeleitet von ECG, Pulsplethysmogramm des Oximeters und invasivem Blutdruck in der Radialarterie.
13a veranschaulicht das Verfahren, nach dem ein Zeitbereich für die Vorbestimmung des Aortenklappenverschlusses konstruiert wird.
13b veranschaulicht das Q-S₂ Intervall bei einer Herzrate von 60 Schlägen pro Minute, dargestellt an einem Herzzyklus des ECG und der entsprechenden Änderungsrate des Signalverlaufs der Impedanz.
13c veranschaulicht das Q-S₂ Intervall bei einer Herzrate von 100 Schlägen pro Minute, dargestellt an einem Herzzyklus des ECG und der entsprechenden Änderungsrate des Signalverlaufs der Impedanz.
13d veranschaulicht das Q-S₂ Intervall bei einer Herzrate von 140 Schlägen pro Minute, dargestellt an einem Herzzyklus des ECG und der entsprechenden Änderungsrate des Signalverlaufs der Impedanz.
14a veranschaulicht das Verfahren, nach dem ein Erwartungsfenster für die Vorbestimmung der T_LVE etabliert wird.
14b veranschaulicht T_LVE bei einer Herzrate von 60 Schlägen pro Minute, dargestellt an einem Herzzyklus des ECG und der entsprechenden Änderungsrate des Signalverlaufs der Impedanz.
14c veranschaulicht T_LVE bei einer Herzrate von 100 Schlägen pro Minute, dargestellt an einem Herzzyklus des ECG und der entsprechenden Änderungsrate des Signalverlaufs der Impedanz.
14d veranschaulicht T_LVE bei einer Herzrate von 140 Schlägen pro Minute, dargestellt an einem Herzzyklus des ECG und der entsprechenden Änderungsrate des Signalverlaufs der Impedanz.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch ein System nach der vorliegenden Erfindung, und seine elektrischen Schnittstellen mit einer Person (Patienten) 10. Eine gestrichelte Linie umfasst diejenigen Bereiche der Person, in denen eine Vorrichtung entsprechend der Erfindung angewendet werden kann.
Die Messung der thorakalen elektrischen Bioimpedanz (oder Bioadmittanz), welche einen Teil aller Ausführungen der vorliegenden Erfindungen darstellt, wird nach einem der beiden folgenden Verfahren durchgeführt: Im ersten, häufiger verwendeten Verfahren sind eine Anordnung 14 von Oberflächenelektroden am Brustkorb der Person angebracht. Zum Beispiel werden 8-polige Anordnungen von Punktelektroden an beiden Seiten des Halses und beiden Seiten des unteren Thorax auf der Höhe des Xiphoids (Schwertfortsatz) angebracht. Alternativ werden Elektroden auf einem Ösophaguskatheter 16 angebracht und dieser Katheter 16 wird in den Ösophagus 18 eingeführt. Entweder werden die Anordnungen von Oberflächenelektroden oder die Elektroden des Ösophaguskatheters mit einem elektrischen Bioimpedanz (oder Bioadmittanz) Analysator 20 verbunden. Das bevorzugte Verfahren für die Messung der Bioimpedanz oder Bioadmittanz und die dazugehörige Platzierung der Elektrodenanordnungen werden im europäischen Patent 1 247 487 bzw. in der europäischen Patentanmeldung 02 007 310.2 (Osypka) beschrieben und gezeigt. Die Vorrichtung zur Messung der Bioimpedanz oder Bioadmittanz 20 prägt einen Wechselstrom (AC) kleiner Amplitude und hoher Frequenz über die außen liegenden Elektroden ein, misst den dazugehörigen Spannungsabfall zwischen den innen liegenden Elektroden, und berechnet die Bioimpedanz oder Bioadmittanz. Wenn also die Bioimpedanz bestimmt wird, wird die gemessene Spannungsamplitude durch den eingeprägten Strom, welcher über die Elektroden geleitet wird, geteilt, und ein elektrischen Bioimpedanzanalysator 20 verarbeitet eine kontinuierliches Impedanzsignal Z(t) = Z0 + ΔZ(t)welches aus einem quasi-konstanten Gleichanteil Z₀, oder Grundimpedanz, und einer pulsförmigen Komponente ΔZ(t), welche mit dem Herzzyklus zusammen hängt, besteht.
In diesem Zusammenhang wird der Begriff "kontinuierlich" so verstanden, dass dieser Signalverlauf aus einer Aufeinanderfolge von diskreten, digitalen Werten besteht, und sich nicht auf einen wirklich kontinuierlichen, analogen Signalverlauf beschränkt.
Die kontinuierliche Verlaufsform von ΔZ, welche als ein Abbild der aortalen Blutflusskurve überlagert mit einem Signalverlauf der aortalen Volumenänderungen angesehen werden kann, wird zusammen mit dem gleichzeitig ermittelten Wert für die Grundimpedanz Z₀ an eine Prozessoreinheit 22 weitergeleitet.
Durch die zuvor erwähnte Vorrichtung kann ein erster Signalverlauf abgeleitet werden, aus dem ein erster Wert für die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE bestimmt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet eine große Auswahl an Möglichkeiten, mindestens einen weiteren Signalverlauf, aus dem T_LVE bestimmt werden kann, an.
Eine erste dieser Möglichkeiten bezieht sich auf die Bestimmung der Blutflussgeschwindigkeit in der Aorta. Zu diesem Zweck wird ein Ösophaguskatheter mit einem in der Spitze eingebautem Ultraschallkristall 24 in den Ösophagus 18 der Person eingeführt. Falls die Elektroden für die Bioimpedanzmessung auf einem Katheter angebracht sind, kann derselbe Katheter sowohl für die Bioimpedanzmessung also auch für die Doppler-Geschwindigkeitsmessung verwendet werden. Der Ultraschallkristallsensor 24 wird dem Doppler-Geschwindigkeitsmesser 26 verbunden. Der Doppler-Geschwindigkeitsmesser 26 überträgt ein kontinuierliches Spannungssignal entsprechend der aortalen Blutflussgeschwindigkeit an die Prozessoreinheit 22.
Eine andere Möglichkeit für die Gewinnung eines zweiten Signalverlaufs ist die Pulsoximetrie. Hier ist der interessierende Bereich an der Person ein Finger oder Zeh 28 (die peripheren Blutgefäße). Zur Signalgewinnung wird sowohl eine Infrarotquelle 30 als auch ein Infrarotsensor 32 an der Fingerspitze oder am Zeh angebracht. Die durch den Sensor 32 gewonnenen Daten werden dem Pulsoximeter 34 zugeführt. Letzteres überträgt eine Signalverlauf der Sauerstoffsättigung (welcher kontinuierlich gewonnen wird) an die Prozessoreinheit 22.
Eine andere Vorrichtung misst auch die elektrische Bioimpedanz. In diesem Fall geht es aber nicht um die Bioimpedance, welche quer durch den Thorax gemessen wird. Vielmehr wird der Verlauf der Impedanz in den Gliedmaßen 36 (den peripheren Blutgefäßen) der Person verwendet, um einen zweiten Signalverlauf zu erhalten, aus dem T_LVE bestimmt werden kann. Zu diesem Zweck wird eine Anordnung von vier Oberflächenelektroden 38 am Arm oder am Bein der Person aufgebracht. Wie im Fall der Messung der thorakalen elektrischen Bioimpedanz prägt eine Wechselstromquelle (AC) einen Strom kleiner Amplitude und hoher Frequenz über die außen liegenden Elektroden ein, wahrend ein Spannungsmesser den Spannungsabfall zwischen den innen liegenden Elektroden misst. Alternativ werden nur zwei Oberflächenelektroden verwendet, wobei jede Elektrode sowohl für die Stromeinprägung als auch die Spannungsmessung benutzt wird. Die Daten werden in einem elektrischen Bioimpedanzanalysator 40 verarbeitet, welcher auch mit der Prozessoreinheit 22 verbunden ist.
Drei weitere Verfahren, welche in die Vorrichtungen bestimmter Ausführungen der vorliegenden Erfindung eingebaut werden können, zielen auf die peripheren Blutgefäße im Arm oder am Handgelenk 42 ab. Die erste dieser Vorrichtungen führt eine Doppler-Geschwindigkeitsmessung über Andrücken eines Ultraschallkopfs 44 auf die Radialarterie am Handgelenk durch. Die dabei vom Ultraschallkopf gewonnenen Signale werden an einen Doppler-Geschwindigkeitsmesser 46 übertragen, und die Daten weiter in einer mit dem Doppler-Geschwindigkeitsmesser 46 verbundenen Prozessoreinheit 22 verarbeitet.
Eine andere Vorrichtung beruht auf der indirekten Messung des Blutdrucks in der Radialarterie. Ein Drucksensor 48, oder eine Anordnung von Drucksensoren, ist am Handgelenk 42 der Person über der Radialarterie befestigt und mit einem Applanationstonometer 50 verbunden. Der Applanationstonometer überträgt ein kontinuierliches Spannungssignal, welches dem peripheren arteriellen Blutdruck entspricht, an die Prozessoreinheit 22.
Der Blutdruck kann auch invasiv durch einen Drucksensor 52 gemessen werden, der auf einem Katheter montiert ist, der wiederum in die Radialarterie eingeführt wird. Das vom Drucksensor gewonnene Signal wird an eine Einheit 54 übertragen, welche mit der Prozessoreinheit 22 verbunden ist.
Die Prozessoreinheit bestimmt aus jeder der erhaltenen Signalverläufe das zeitliche Auftreten des Öffnens der Aortenklappe (Punkt "B") und des Aortenklappenverschlusses (Punkt "X"). Der mögliche Bereich des zeitlichen Auftretens des Aortenklappenverschlusses ist durch vorausbestimmende Erwartungsfenster, die um die durch die von der Herzrate abhängigen Regressionsgleichungen geschätzten Zeitpunkte gelegt werden, begrenzt, wie von Weissler vorgeschlagen zuvor bereits erwähnt worden ist. Mögliche X- Punkte nahe dem vorausbestimmten X-Punkt werden anders gewichtet also solche Punkte, die weiter weg liegen.
Wenn möglich steuert jedes Verfahren zu einer "endgültigen", "verfahrensgemittelten" T_LVE bei, welche für die Berechnung des Schlagvolumens und anderer kardiodynamischer Parameter, die auf T_LVE beruhen, verwendet wird. Abhängig von der zu messenden Person 10 und ihrem Gesundheitszustand werden die verschiedenen Verfahren nicht notwendigerweise mit derselben Genauigkeit arbeiten. Die Fähigkeit eines Verfahrens, das Öffnen der Aortenklappe und besonders das Schließen der Aortenklappe zu bestimmen, hängt von der Signalqualität und den Kurvenformen selbst ab. Deshalb gewichtet die bevorzugte Ausführung die Beiträge zur T_LVE entsprechend ihrer Signalqualität.
Die endgültige T_LVE wird auf einem Display und Bedienfeld 56, welches zur gleichzeitig für die Steuerung des ganzen Systems dient, angezeigt.
In der bevorzugten Ausführung sind die verschiedenen Datenverarbeitenden Einheiten, das heißt der elektrische Bioimpedanzanalysator 20 und 40, die Doppler-Geschwindigkeitsmesser 26 und 46, das Pulsoximeter 34 und der Applanationstonometer 50, zusammen mit der Prozessoreinheit 22 und dem Bedienfeld 56 in einem Gerät untergebracht. Dieses alles umfassende Gerät ist mit der Bezeichnung 58 markiert und mit der gestrichelten Linie angedeutet. Die elektrischen Bioimpedanzanalysatoren 20 und 40 können sich in der Ausführung gleichen, und die Doppler-Geschwindigkeitsmesser 26 und 46 können sich ebenfalls in der Ausführung gleichen, oder alternativ in der ösophagealen oder Radialarterien-Anwendung betrieben werden. Natürlich können die Teile des Systems, welche am Patienten 10 angebracht werden, nicht im Gerät 58 integriert sein. Das Gerät 58 ist aber mit Schnittstellen für jedes der Messgeräte 14, 16, 24, 30/32, 38, 44, 48, und 52/54 ausgerüstet.
Während in 1 eine Ausführungsform gezeigt wird, in welcher alle möglichen Einheiten Teil eines ganzen Geräts 58 sind, zeigt 2 schematisch, wie T_LVE durch Verwendung verschiedener Verfahren gewonnen und in einer "endgültigen" T_LVE zusammengefasst werden kann. Ganz besonders zeigt 2 ein System von verschiedenen Vorrichtungen, welche nicht notwendiger Weise in ein einziges Gerät integriert werden müssen.
Das System enthält eine transthorakale oder ösophageale Bioimpedanzvorrichtung 60. Im Rahmen dieser Anwendung, und im besonderen auch in den Ansprüchen, ist der Begriff "thorakale elektrische Bioimpedanz", oder TEB, nicht beschränkt auf die transthorakale Anwendung, welche Oberflächenelektroden verwendet, sondern schließt auch die Messung der elektrischen Bioimpedanz oder Bioadmittanz im Ösophagus (in der Speiseröhre) ein. Deshalb ist die Vorrichtung 60 nur als eine einzige Vorrichtung 60 abgebildet, welche als eine erste Vorrichtung zur Messung der thorakalen elektrischen Bioimpedanz angesehen werden kann. Die Bioimpedanzvorrichtung 60 kann durch eine Bioadmittanzvorrichtung ersetzt werden. Die TEB-Vorrichtung 60 überträgt ein Impedanzsignal an einen Signalprozessor 62. Gleichzeitig kann die Vorrichtung 60 ein Elektrokardiogramm (ECG) aufnehmen, welches ebenso an einen Signalprozessor 62 geschickt wird. Der Signalprozessor 62 verarbeitet diese Daten und bestimmt den Anteil Z₀ des Impedanzsignals, welcher sich nicht während eines Herzschlags ändert, die zeitliche Ableitung dZ/dt und besonders das Minimum dZ/dt_MIN der Ableitung, die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE und die Zeitdauer T_RR, das heißt die Zeit zwischen zwei Spitzenamplituden im ECG. Ale diese Daten werden an deine Hauptprozessoreinheit 64 übertragen.
Die TEB-Vorrichtung 60 wird in allen Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung benötigt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält mindestens eine zweite Vorrichtung, welche aus der im Folgenden beschriebenen Gruppe ausgewählt wird.
Eine erste dieser zusätzlichen Vorrichtungen stellt einen ösophagealen Doppler-Geschwindigkeitsmesser 66 dar, welcher ein Geschwindigkeitssignal an einen Signalprozessor 68 überträgt, welcher selbst einen Wert für T_LVE aus dem Geschwindigkeitssignal gewinnt und diesen Wert and die Hauptprozessoreinheit 64 überträgt.
Alternativ oder zusätzlich kann ein für die Radialarterie geeigneter Doppler-Geschwindigkeitsmesser 70 eingesetzt werden, welcher ein Geschwindigkeitssignal an einen Signalprozessor 72 schickt, welcher selbst einen Wert für T_LVE aus dem Geschwindigkeitssignal gewinnt und diesen Wert and die Hauptprozessoreinheit 64 überträgt.
Weiter kann ein Pulsoximeter 74 zur Verfügung gestellt werden, welches ein Plethysmogramm an einen Signalprozessor 76 überträgt. Der Signalprozessor 76 leitet einen Wert für T_LVE aus dem Plethysmogramm her und überträgt diesen Wert an die Hauptprozessoreinheit 64.
Weiter kann eine periphere elektrische Bioimpedanzvorrichtung 78 verwendet werden, um ein Impedanzsignal abzuleiten, welches an einen Signalprozessor 80 übertragen wird, welcher einen Wert für T_LVE aus dem besagten Impedanzsignal bestimmt und ihn an die Hauptprozessoreinheit 64 überträgt.
Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines Applanationstonometers 82, welches ein Blutdrucksignal an einen Signalprozessor 84 liefert. Der Signalprozessor 84 bestimmt aus dem besagten Blutdrucksignal einen Wert für T_LVE und überträgt ihn an die Hauptprozessoreinheit 64.
Statt eines Applanationstonometers oder zusätzlich zu einem kann eine invasive arterielle Blutdruckmessvorrichtung 86 eingesetzt werden, welche ein Blutdrucksignal an einen Signalprozessor 88 weiterleitet, und Letzterer auch einen Wert für T_LVE aus dem Blutdrucksignal ableitet. Die Hauptprozessoreinheit 64 bestimmt eine "verfahrensgemittelte" oder "endgültige" T_LVE, welche auf den T_LVE Messungen der verschiedenen zur Verfügung stehenden Verfahren und ihrer Signalqualität beruht. Eine T_LVE-Messung, welche von einem Verfahren mit fragwürdiger Signalqualität angeboten wird, wird mit geringerer statistischer Gewichtung berücksichtigt al seine T_LVE-Messung, welche von einem Verfahren mit akzeptabler Signalqualität zur Verfügung gestellt wird. Im Rahmen jedes Verfahren kann ein vorzugsweise adaptives Zeit vorherbestimmendes Erwartungsfenster angewendet werden oder nicht.
Die "endgültige" T_LVE wird für die Bestimmung des Schlagvolumens verwendet. Entsprechend der bevorzugten Ausführung wird das Schlagvolumen nach der folgenden Gleichung berechnet:
wobei mit V_EFF das effektive Volumen des elektrisch partizipierenden thorakalen Gewebes darstellt. Wenn V_EFF in Millilitern angegeben wird, wird auch das ermittelte Schlagvolumen in Millilitern dargestellt. Diese Gleichung wurde zum ersten Mal in der europäischen Patentanmeldung 02 007 310.2 (Osypka) (europäisches Patent 1 247 487), erwähnt. Das Herzminutenvolumen entspricht dem Schlagvolumen multipliziert mit der Herzrate.
Die schließlich durch die Hauptprozessoreinheit 64 ermittelten Werte werden an eine Anzeige- und Bedienungseinheit 90 ausgegeben.
Die 3 erläutert die Verarbeitung der Signalverlaufsdaten, welche von den verschiedenen Verfahren gewonnen werden, für eine „Verfahren-gemittelte" T_LVE mit größerer Genauigkeit für die Berechnung von Schlagvolumen und anderen kardiodynamischen Parametern, welche auf die T_LVE angewiesen sind.
Die endgültige, verfahrensgemittelte T_LVE kann (ohne hierauf beschränkt zu sein) gewonnen werden, in dem die Ergebnisse der verschiedenen T_LVE-Messungen durch eine Logik mit Entscheidungsknoten oder eine neuronales Netzwerk verarbeitet werden. Die U.S. Patentschrift US 6,186,955 beschreibt ein Verfahren, welches ein neuronales Netzwerk einsetzt, um das Herzminutenvolumen zu optimieren. In gleicher Weise können die Signalverlaufsdaten, welche von einem Verfahren der Blutdruck- oder Blutflussmessung oder einer Kombination daraus bestimmt wurden, wie zum Beispiel thorakale elektrische Bioimpedanz (TEB) 92, oder Bioadmittanz, Pulsoximetrie (POX) 94, Doppler-Geschwindigkeits messung (EDV 96 und RDV 98), Applanationstonometrie (ATN) 100, periphere elektrische Bioimpedance (PEB) 102, oder Bioadmittanz, oder invasiv gemessener arterieller Blutdruck (ABP) 104, als Eingangsgrößen für ein neuronales Netzwerk dienen, welches eine endgültige, Verfahren-gemittelte T_LVE mit erhöhter Genauigkeit bestimmt. In dieser Implementierung bestimmt eine Prozessoreinheit 106 die Gewichtungsfaktoren unter Berücksichtigung der Anwendbarkeit und dem Gebrauch eines Verfahrens, und empirisch ermittelten Kriterien für die Signalqualität (SQI = Signalqualitätsindikator). Der Benutzer kann über eine Anzeige- und Bedieneinheit 108 den Entscheidungsprozess und dadurch auch die Gewichtung beeinflussen, in dem er Beiträge der Verfahren erlaubt oder verhindert.
Im Folgenden werden nacheinander die verschiedenen Verfahren für die Ermittlung der T_LVE im Detail beschrieben.
Die Bestimmung der T_LVE über thorakale Bioimpedanz oder Bioadmittanz ist ein Standardverfahren in der Bestimmung des Schlagvolumens (siehe die erwähnte Anmeldung von Osypka, welche hiermit als Referenz und im Anhang A angeführt wird).
4 veranschaulicht die parallelen Aufzeichnungen von einem Oberflächen-Elektrokardiogramm (ECG), die Änderung der thorakalen Bioimpedanz, ΔZ(t) ("Delta Z"), und ihre erste zeitliche Ableitung, dZ(t)/dt. Im ECG wird der Punkt "Q" als der Beginn der ventrikulären Depolarisation markiert, das heißt der Beginn der elektrischen Systole.
Die Punkte "B" und "X" stellen charakteristische Punkte in der ersten zeitlichen Ableitung (dZ(t)/dt) dar.
Der Punkt "B" wird angedeutet durch einen signifikanten Wechsel in der Steigung des dZ(t)/dt Signalverlaufs, dem ein starker Abfall der von dZ(t)/dt vorausgegangen ist. Dieser Wechsel zu (dZ(t)/dt)_MIN hin kann mit bekannten Methoden der Signalanalyse mit Hilfe eines Mikroprozessors oder Computers leicht bestimmt werden.
Der Punkt "X" ist das nächste Maximum im dZ(t)/dt Signalverlauf, welches auf (dZ(t)/dt)_MIN folgt, und kann mit bekannten Methoden der Signalanalyse mit Hilfe eines Mikroprozessors oder Computers leicht bestimmt werden.
Der Punkt "B" wird als das Öffnen der Aortenklappe definiert und markiert den Anfang der Auswurfphase in der linksventrikulären Systole.
Der Punkt "X" wird als Schließen der Aortenklappe definiert und markiert das Ende der Auswurfphase der linksventrikulären Systole.
Entsprechend wird die linksventrikuläre Auswurfzeit als das Zeitintervall zwischen Punkt "B" und Punkt "X" definiert.
Der Punkt "Y" wird als Schließen der Pulmunalklappe definiert, das heißt der Punkt "Y" markiert das Ende der rechtsventrikulären Systole. Bei einer Person mit anatomisch normalen intrakardialen Leitungsbahnen (ohne Vorhandensein eines Linksschenkelblocks) folgt der Punkt "Y" dem Punkt "X" zeitlich. Die "O"-Welle im dZ(t)/dt Kurvenverlauf deckt sich mit der schnellen Füllung der Ventrikel in der frühen Diastole. Das Zeitintervall zwischen dem Punkt "Q" und dem Punkt "B" wird auch als Präejektionszeit (T_PE) bezeichnet.
5 veranschaulicht die parallelen Aufzeichnungen von einem Oberflächen-Elektrokardiogramm (ECG), die Änderung der thorakalen Bioadmittanz, ΔY(t) ("Delta Y"), und ihre erste zeitliche Ableitung, dY(t)/dt. Die Punkte "Q", "B", "X" und "O" entsprechen denen der 4, und dementsprechend auch T_LVE und T_PE.
In Bezug auf die Pulsoximetrie veranschaulicht 6 die Lichtabsorption in lebendem Gewebe. Die als Sockel angedeutete, statische Komponente (entsprechend einem Gleichstrom DC) entspricht der Absorption im Gewebebett, venösen Blut, Blut in den Kapillaren und nicht-pulsatilem arteriellen Blut. Die pulsatile Komponente (entsprechend einem Wechselstrom AC) wird ausschließlich durch den pulsatilen arteriellen Blutfluss erzeugt.
Im Rahmen der Pulsoximetrie wird Licht durch lebendes Gewebe (das Zielgewebe) geschickt und die Lichtabsorption in diesem Gewebe gemessen. Pulsoximeter verwenden zwei Wellenlängen des Lichts, eine im roten Band, üblicherweise 660 nm, und eine im infraroten Band, üblicherweise 940 nm. Licht emittierende Dioden in einer Signalsonde auf der einen Seite des Zielgewebes (üblicherweise der Finger) senden ein Licht einer geeigneten Wellenlänge aus. Die Lichtintensität, welche durch das Gewebe hindurch tritt, wird mittels eines Photodetektors auf der gegenüberliegenden Seite gemessen. Die übertragene Lichtintensität jeder Wellenlänge wird viele hundert Male pro Pulsperiode abgetastet. Registriert wird die Veränderung der Lichtabsorption, welche gemessen wird, während sich die Blutgefäße ausdehnen und zusammenziehen.
Während das arterielle Blut in der Fingerspitze pulsiert, erhöht sich die Wegstrecke des Lichts geringfügig. Die Zunahme an Wegstrecke und Lichtabsorption wird ausschließlich durch den erhöhten Anteil an Hämoglobin im arteriellen Blut bedingt. Also ist die Pulsoximetrie ein nichtinvasives Verfahren für die Bestimmung der Sauerstoffsättigung der im Hämoglobin enthaltenen roten Blutkörperchen. Da diese Sättigung in direkter Beziehung zum Herzschlag steht, kann das zeitliche Intervall zwischen dem Öffnen und Schließen der Aortenklappe, also T_LVE, aus dem Plethysmogramm der Pulsoximetrie abgeleitet werden.
Bei der Pulsoximetrie wird angenommen, dass das einzige pulsierende Absorptionsmedium zwischen der Lichtquelle und dem Photodetektor das arterielle Blut ist. Das Oximeter bestimmt zuerst bei jeder Wellenlänge den Wechselanteil der Absorption und teilt dann diesen Wechselanteil durch den entsprechenden Gleichanteil, um eine normierte („Pulse Added") Absorption zu erhalten, welche unabhängig von der einfallenden Lichtintensität ist. Dann bestimmt es das Verhältnis
Der pulsförmige Kurvenverlauf des Wechselanteils nimmt die Form einer abgeschwächten arteriellen Blutdruckkurve an.
7 zeigt drei Kurvenverläufe, wobei der unterste Kurvenverlauf ein durch Pulsoximetrie gewonnenes Pulsplethysmogramm darstellt und die zwei anderen Kurvenverläufe zum Vergleich Ableitungen des Elektrokardiogramms darstellen. In diesem Kurvenverlauf sind zwei Zeitpunkte T₁ und T₂ markiert. T₁ ist der Ansatz einer signifikanten Steigung und entspricht im Plethysmogramm einem lokalen Minimum und kann leicht mit bekannten Verfahren der Signalanalyse mit Hilfe von Mikrocomputern oder Mikroprozessoren bestimmt werden. T₂ markiert die dikrotische Kerbe, welche einhergeht mit der Phase des Langsamerwerdens des Signals. T₂ kann leicht mit bekannten Verfahren der Kurvenanalyse bestimmt werden, in dem nach einem abrupten Wechsel in der Ableitung des Plethysmogramms gesucht wird.
Das Zeitintervall zwischen T₁ und T₂ entspricht dem Zeitintervall zwischen den Punkten "B" und "X" des Kurvenverlaufs der Bioimpedanz. Damit ist entspricht es genau dem zeitlichen Intervall zwischen dem Öffnen und Schließen der Aortenklappe (T_LVE) mit der Einschränkung einer Übertragungszeitverzögerung der sich fortpflanzenden arteriellen Duck-/Fluss-Pulswelle, welche von der proximalen bis zur distalen Erfassungsstelle gemessen wird. Die Zeitverzögerung (ΔT) hängt von der Distanz zwischen dem Aortenansatz und dem Messort der Pulsoximetrie ab und von der "Steifheit" des arteriellen Systems. ΔT hat aber keinen Einfluss auf T_LVE.
Während der Stand der Technik das Verfahren der Pulsoximetrie verwendet, um die Sauerstoffsättigung des aus roten Blutkörperchen bestehenden Hämoglobin festzustellen, wird hier das Plethysmogram, wie in 7 gezeigt, für ein anderes Vorhaben als nur das der Anzeige verwendet. Üblicherweise bestimmt ein Mikroprozessor oder Computeranalyse den Grad der maximalen Sauerstoffsättigung und die Herzrate. Die Bestimmung der T_LVE aus einem Plethysmogramm, welches mittels Pulsoximetrie erhalten wurde, ist dem Stand der Technik nicht bekannt.
Ein anderes oder zusätzliches Verfahren, einen Wert für T_LVE zu gewinnen, ist die Doppler-Geschwindigkeitsmessung. Die Doppler-Geschwindigkeitsmessung nutzt das Doppler-Prinzip. Nach dem Doppler-Prinzip hängt die Frequenz eines von einem bewegten Objekt ausgesendeten Schallsignals von der Geschwindigkeit des Objekts ab. Bei der Doppler-Geschwindigkeitsmessung wird ein Ultraschallsignal mit konstanter Amplitude (im MHz-Bereich) in axialer Richtung einer Arterie ausgesendet, wobei die Arterie rote Blutkörperchen enthält, welche dem zuvor erwähnten bewegten Objekt entsprechen. Die Ultraschallwelle wird von den roten Blutkörperchen reflektiert (zurück gestreut) und die reflektierte Ultraschallwelle empfangen. Abhängig von der Geschwindigkeit der roten Blutkörperchen ändert sich die Frequenz des reflektierten Ultraschalls. Die Frequenzdifferenz zwischen dem ausgesendeten Ultraschall (f₀) und dem vom Dopplerschallkopf Empfangenen (f_R) ergibt eine Frequenzverschiebung Δf = fR – f0
Die unmittelbare Frequenzverschiebung hängt ab von der Höhe der unmittelbaren Geschwindigkeit der reflektierenden Ziele, ihrer Richtung in Bezug zum Ultraschallkopf, und dem Kosinus des Schnittwinkels, unter dem der Ultraschall auf das Ziel trifft. Die unmittelbare Frequenzverschiebung (Δf_i) ist der Form nach wie die Geschwindigkeit einen Vektor, weil sie die Eigenschaften sowohl einer Amplitude als auch einer Richtung besitzt. Die unmittelbare Geschwindigkeit der roten Blutkörperchen (V_i) und die entsprechende Doppler-Frequenzverschiebung (Δf_i) wird über die Doppler-Gleichung in Beziehung zueinander gesetzt, welche lautet:
wobei

Δf_i: die unmittelbare Frequenzverschiebung (gemessen in KHz) darstellt,
f₀: die Frequenz des mit konstanter Amplitude ausgesendeten Ultraschalls (in MHz),
c: die Geschwindigkeit (Ausbreitungsgeschwindigkeit) des Ultraschalls in Gewebe (Blut), üblicher weise im Bereich von 1540-1570 m/s,
θ: der Schnittwinkel, welcher vom axialen Blutfluss der roten Blutkörperchen und dem ausgesendeten Ultraschallsignal gebildet wird, und
v_i: die unmittelbare Geschwindigkeit der rotten Blutkörperchen im Bereich des einfallenden Ultraschallstrahls, oder Zielvolumen.

Durch algebraisches Umformen:
Da c und f₀ Konstanten darstellen,
Weiter, wenn θ = 0°, dann cos θ = 1, und dann νi = k·Δfi und νi ≈ Δfi
Das System entsprechend der bevorzugten Ausführung benutzt zwei verschiedene Arten von Doppler-Geschwindigkeitsmessern.
Als ein Beispiel wird der Doppler-Geschwindigkeitsmesser in den menschlichen Ösophagus eingeführt. 8 veranschaulicht die Vorgehensweise bei diesem Verfahren: Ein Doppler-Schallkopf 110 bestehend aus einer Ultraschallsender und einem Ultraschallempfänger ist an der Spitze eines biegsamen Kunststoffkatheters 112 mit einem Durchmesser von ungefähr 6 mm befestigt. Weiter sind zwei Elektrodenpaare 121 zur Messung der ösophagealen elektrischen Bioimpedanz (EEB) auf dem biegsamen Katheter wie in 8 dargestellt angebracht, das heißt nach dem Schallkopf 110, ein Paar nahe der aufsteigenden Aorta 118 and das andere Paar deutlich darüber. Dementsprechend ist ein Paar auf dem Katheter näher am Schallkopf platziert als das andere Paar. Der Katheter 112 wird in den Ösophagus 114 einer Person (eines Patienten) 116 eingeführt. Nach entsprechender Ausrichtung empfängt der Doppler-Schallkopf die Spitzen der Ultraschall-Frequenzverschiebung, welche proportional zur maximalen Blutgeschwindigkeit in der Aorta sind, und den gesamten Zeit-Geschwindigkeits-Verlauf der ventrikulären Auswurfphase. Da die abfallende Aorta 118 in der unmittelbaren Nähe des Ösophagus 114 gelegen ist, kann der Doppler-Schallkopf 110 Ultraschall aussenden, welcher am Blut in der Aorta reflektiert wird (angedeutet durch eine Vielzahl von Kurven in der Nähe des Schallkopfs 110 in 8).
Wenn die Frequenzverschiebung Δf_i gemessen wird, kann die aortale Blutflussgeschwindigkeit aus den vorher besprochenen Gleichungen abgeleitet werden. 9a zeigt ein Signal, welches mittels ösophagealer Doppler-Geschwindigkeitsmessung gewonnen wurde. 9b zeigt das Signal der 9a nach Glättung. T_LVE kann bestimmt werden durch Festlegung eines Zeitpunktes T₁, wenn in dem geglätteten Signalverlauf die aortale Blutflussgeschwindigkeit den Nullwert überschreitet, und Festlegung eines Zeitpunktes T₂, wenn die aortale Blutflussgeschwindigkeit wieder den Nullwert erreicht. Die ösophageale Doppler-Geschwindigkeitsmessung ist für die Messung der T_LVE ideal geeignet, weil der Schallkopf 110 in unmittelbarer Nähe der abfallenden Aorta 118 liegt.
Wenn die Querschnittsfläche (CSA; engl.: cross-sectional area) der Aortenklappe entweder durch echokardiografische Messungen oder aus einem Nomogramm bekannt ist, erzeugt die Integration des Zeit-Geschwindigkeits-Signalverlaufs das SV, wenn das Geschwindigkeitsintegral mit der CSA multipliziert wird. Das SV kann man als das Produkt von CSA und dem systolischen Geschwindigkeitsintegral, bekannt als SVI, an der Stelle der maximalen Flussamplitude erhalten.
Entsprechend einem alternativen Doppler-Geschwindigkeitsmessverfahren wird ein Schallkopf eines Doppler-Geschwindigkeitsmessers über der Radialarterie angebracht. Dieses Verfahren ist bekannt und wird verwendet, um Informationen über den gesamten Blutfluss durch die Radialarterie zu erhalten. Üblicherweise werden aber keine Signalverläufe von solch einer Messung abgeleitet.
Ein solcher Signalverlauf kann aber leicht abgeleitet werden. 10 veranschaulicht einen solchen Signalverlauf, welcher die Geschwindigkeit des Blutflusses über der Zeit darstellt. Mann kann einen ersten Zeitpunkt T₁ festlegen, welcher mit einem lokalen Minimum des Signalverlaufs unmittelbar vor einem Anstieg, welcher zum absoluten Ausschlag innerhalb der Signalperiode führt, zusammenfällt. Dieses lokale Minimum kann leicht durch Verwendung bekannter Computeranalysesysteme bestimmt werden.
Weiter kann ein zweiter Zeitpunkt T₂ bestimmt werden, welcher als das absolute Minimum innerhalb einer Signalperiode dem vom Maximum abfallenden Teil des Signalverlaufs folgt. Dieser Zeitpunkt kann ebenfalls leicht mittels Computeranalyse bestimmt werden.
Das Zeitintervall zwischen T₁ und T₂ entspricht dem Zeitintervall zwischen den Punkten B'' und X'' des Signalverlaufs von Impedanz oder Admittanz. Deshalb ist es genau äquivalent zu dem zeitlichen Intervall zwischen dem Öffnen und Schließen der Aortenklappe (T_LVE) mit der Einschränkung einer Übertragungszeitverzögerung der sich fortpflanzenden arteriellen Duck-/Fluss-Pulswelle, welche von der proximalen bis zur distalen Erfassungsstelle gemessen wird.
Die pulsförmigen Änderungen in der Peripherie folgen den pulsförmigen Änderungen in der Aorta mit einer Zeitverzögerung (ΔT), welche von der Distanz zwischen dem Ansatz der Aorta und der Messstelle über der Radialarterie und der „Steifheit" des arteriellen Systems. ΔT hat aber keinen Einfluss auf T_LVE.
Entsprechend einem alternativen oder zusätzlichen Verfahren zur Bestimmung der T_LVE, wird der arterielle Blutdruck gemessen. Dafür können nichtinvasive oder invasive Verfahren benutzt werden.
Arterielle Tonometrie (eine besondere Art der Sphygmokardiografie) ist eine Technik, welche zur nichtinvasiven Messung des arteriellen Blutdrucks eingesetzt wird. Ein tonometrisches Instrument stellt eine kontinuierliche Messung des Blutdrucks zur Verfügung genauso wie ein Aufzeichnen des gemessenen Signalverlaufs. Wegen seiner kontinuierlichen Auslegung gleicht es damit den direkten invasiven Blutdruckmessverfahren. Wie sein invasives Gegenstück wird die arterielle Tonometrie üblicherweise an der Radialarterie angewendet. Tonometrische Messungen bedingen eine oberflächlich liegende Arterie nahe zu einem darunter liegenden Knochen. Die Radialarterie wird am meisten verwendet, da sie leicht zugänglich ist, in der Nähe eines Knochen gelegen ist und der Schallkopf leicht am Handgelenk stabilisiert werden kann.
Die Applanationstonometrie schließt typischer Weise einen Messkopf ein, welcher einen oder mehrere Drucksensoren enthält, die über ein oberflächlich liegenden Arterie angebracht sind. Die Radialarterie am Handgelenk ist eine bevorzugte oberflächlich liegende Arterie. Manuelle oder ohne der Hände benutzen zu müssende mechanische Befestigungsverfahren gewähren eine gleichmäßige Druckausübung auf den Messkopf, quasi um die Gefäßwand der darunter liegenden Arterie abzuflachen (engl.: to applanate), ohne sie zu schließen. Der durch den Drucksensor gemessene Druck ist abhängig von dem durch die Befestigung des Messkopfs ausgeübten Anpressdruck gegen die Haut des Patienten und von der Messkomponente des arteriellen Blutdrucks, die idealer Weise senkrecht zum axialen Fluss des arteriellen Bluts ausgerichtet ist.
Tonometrische Systeme messen einen Referenzdruck direkt am Handgelenk und korrelieren diesen mit dem arteriellen Druck. Der Tonometermesskopf überträgt kontinuierlich die arteriellen Blutdruckpuls beginnend von der systolischen Erweiterung und Verlangsamung bis zum Schließen der Aortenklappe, und bis zum Abklingen der Diastole und dem Neubeginn. Der Signalverlauf an der Radialarterie wird aufgezeichnet.
11 veranschaulicht einen Signalverlauf, welcher durch Applanationstonometrie über der Radialarterie abgeleitet wurde, das heißt eine Darstellung des gemessenen Blutdrucks über der Zeit. In 11 wird der erste Zeitpunkt T₁ festgelegt, wo ein Minimum des Signalverlaufs gefolgt von einem starken Anstieg des Signals auftritt. Das Minimum kann leicht durch Computeranalyse erkannt werden. Das Minimum wird von einem Anstieg zu einem Maximum gefolgt, und anschließend fällt der Signalverlauf wieder ab und erreicht ein erstes Minimum, in welchem der Zeitpunkt T₂ festgelegt wird. Ein solches Minimum kann leicht über Computerverfahren für die Signalanalyse bestimmt werden. Das Zeitintervall zwischen T₁ und T₂ entspricht dem Zeitintervall zwischen den Punkten „B" und „X" im Admittanzsignal. Folglich ist es genau äquivalent zu dem zeitlichen Intervall zwischen dem Öffnen und Schließen der Aortenklappe (T_LVE) mit der Einschränkung einer Übertragungszeitverzögerung der sich fortpflanzenden arteriellen Duck-/Fluss-Pulswelle, welche von der proximalen bis zur distalen Erfassungsstelle gemessen wird.
Die Druckänderungen in der Peripherie folgen den Druckänderungen in der Aorta mit einer Zeitverzögerung (ΔT), welche abhängig von der Distanz zwischen dem Ansatz der Aorta und der tonometrischen Messstelle und von der „Steifheit" des arteriellen Systems. ΔT hat aber keinen Einfluss auf T_LVE.
Die Messung des arteriellen Blutdrucks über der Radialarterie kann auch invasive erfolgen. Eine Aufzeichnung des invasiven arteriellen Blutdrucks wird über einen Zugang zur Radialarterie gewonnen. Ein mit einer Flüssigkeitssäule gekoppelter Messkopf stellt ein kontinuierliches Drucksignal zur Verfügung, welche zur Bestimmung des ungefähren arteriellen Drucks verwendet wird. Dabei wird angenommen, dass eine entsprechende Nulljustierung und Kalibrierung des Messkopfes durchgeführt wurde.
Wenn die klinische Situation die Notwendigkeit für eine genaue, kontinuierliche Blutdruckmessung verlangt genauso wie häufige Blutentnahme für die arterielle Blutgasanalyse, dann ist der arterielle Zugang der Femoral-, Brachial- und besonders der Radialarterie üblich.
12 veranschaulicht einen Signalverlauf, welcher durch invasive Blutdruckmessung in der Radialarterie gewonnen wurde (in der Abbildung der unterste Signalverlauf). Zum Vergleich sind auch ein von einem Oximeter abgeleitetes Pulsplethysmogramm (mittlerer Signalverlauf) und ein Elektrokardiogramm (ECG) gezeigt. In der gleichen Weise wie im Fall der 11 wird im Blutdrucksignalverlauf der 12 wird ein erster Zeitpunkt T_1ALN festgelegt als ein Minimum des Signalverlaufs, welcher von einem steilen Anstieg der Druckkurve gefolgt wird. Ein zweiter Zeitpunkt T_2ALN wird durch einen signifikanten Wechsel der Steigung nach dem absoluten Maximum des Plethysmogramms festgelegt. Beide Zeitpunkte können leicht durch computerisierte Signalanalyse bestimmt werden. Ebenfalls werden zwei Zeitpunkte T_1POX und T_2POX gezeigt, die in der gleichen Weise wie in der 7 beschrieben bestimmt wurden.
Es wird angemerkt, dass das Intervall T_1POX bis T_2POX im Signalverlauf des Oximeters äquivalent zu dem aus der invasiven Druckkurve abgeleiteten Zeitintervall T_1ALN to T_2ALN ist. Beide Modalitäten, sowohl die nichtinvasive wie auch die invasive Vorgehensweise, beschreiben die gleiche Annäherung an T_LVE, allerdings mit einer zeitlichen Verzögerung gegenüber dem Ursprung in der Aorta.
Der invasiv abgeleitet Blutdruck ist eines der zuverlässigsten Verfahren zur Bestimmung der T_LVE, obwohl diese Tatsache nicht übereinstimmend durch den Stand der Technik anerkannt wird. Die Ableitung der T_LVE durch Mittel des invasiv abgeleiteten Blutdrucks kann als Standard verwendet werden, an dem alle vorangegangenen Verfahren gemessen werden.
Der kontinuierlichen Signalverläufe, welche von der thorakalen elektrischen Bioimpedanz, oder Bioadmittanz, ösophagealen Doppler-Geschwindigkeitsmessung, Doppler-Geschwindigkeitsmessung über der Radialarterie, Pulsoximetrie, Applanationstonometrie und invasivem arteriellen Zugang gewonnen werden, zeigen unabhängig vom Krankheitszustand eine ausgeprägte Änderung der Steigung nach dem Öffnen der Aortenklappe, oder einen äquivalenten Anstieg der peripheren verzögerten Druck- und Flusspulswellen. Der Zeitpunkt des Aortenklappenverschlusses aber ist besonders bei den TEB Signalverläufen durch die Ernsthaftigkeit des Krankheitszustandes manchmal unscharf, was dieses zeitliche Merkmal elektronisch nicht mehr entzifferbar gestaltet. Deshalb ist üblicherweise der Zeitpunkt des Aortenklappenverschlusses der kritische Faktor bei der Bestimmung der T_LVE. Um dieses Problem zum umgehen, können zeitliche Erwartungsfenster nach zwei Verfahren gebildet werden: entweder durch eine Näherung des zeitlichen Auftretens des Aortenklappenschlusses an eine Schätzung oder durch eine Näherung der Größe der T_LVE selbst an eine Schätzung.
Tabelle 1: Regressionsgleichungen für das QS₂-Intervall nach Weissler et al.
13a-d veranschaulichen das Verfahren, nach dem ein Zeitbereich für die Schätzung des zeitlichen Auftretens des Aortenklappenverschlusses berechnet wird. Weissler et al. (siehe die zuvor erwähnte Veröffentlichung) formulierte Regressionsgleichungen für die Dauer der systolischen Zeitintervalle unter Berücksichtigung der Aufzeichnungen von Elektrokardiogramm, Phonokardiogramm und der Pulskurve in der Karotisarterie. In Bezug auf das Erwartungsfenster im Zeitbereich für den Aortenklappenverschluss wird die abschätzende Regressionsgleichung für das QS₂-Intervall verwendet (Tabelle 1). Der Punkt "Q" wird festgelegt als der Beginn der ventrikulären Depolarisation, das heißt der Beginn der elektrischen Systole. Der Punkt "Q" kann im Elektrokardiogramm leicht als das lokale Minimum erkannt werden, welches dem größten Ausschlag vorauseilt. Der Punkt "S₂" ist im Phonokardiogramm definiert als der zweite Herzton und geht mit dem Schließen der Aortenklappe einher. Ein Erwartungsfenster kann konstruiert werden, in dem zeitliche Grenzen vor und nach dem geschätzten Zeitpunkt festgelegt werden. Abhängig vom zeitlichen Auftreten des gemessenen Zeitpunktes des Aortenklappenverschlusses wird durch jedes der zuvor erwähnten Verfahren innerhalb oder außerhalb des Erwartungsfensters algorithmisch ein nominaler Zeitpunkt für den Aortenklappenverschluss angenommen. Der mit diesem Verfahren einhergehende Fehler wird durch die Vertrauensintervalle der Schätzung bestimmt. Ein alternatives Verfahren für die Konstruktion eines Erwartungsfensters ist die Einführung von Gewichtungen für die zeitlichen Auftritte von allen indizierten Verschlüssen abhängig von dem zeitlichen Abstand zwischen dem zeitlichen Auftreten und dem geschätzten zeitlichen Auftreten des Aortenklappenverschlusses.
Diese Technik kann auf jedes der zuvor beschriebenen invasiven und nichtinvasiven Verfahren angewendet werden. Das Schließen der Aortenklappe (das Ende der T_LVE) geht einher mit der Auswurfphase der Systole oder dem Ende des durch Phonokardiografie bestimmten Zeitintervalls Q-S₂ (elektromechanische Systole). Weissler et al. haben herausgefunden, dass Q-S₂ unabhängig vom Gesundheitszustand und bei jeder Herzrate HR nahezu konstant ist, während T_LVE sehr variiert. Folglich zielt das Erwartungsfenster für T_LVE auf das das erwartete Auftreten am Ende von Q-S₂. Die Regressionsgleichungen für Q-S₂, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind, sind nicht anwendbar oder gültig in der Gegenwart von durch iatrogene intraventrikulären Leitungsverzögerungen vom Typ Linksschenkelblock (das heißt Einkammer-Ventrikelstimulation) oder in pathologisch auftretendem Linksschenkelblock.
14a-d veranschaulichen das Verfahren, wie ein Erwartungsfenster für T_LVE etabliert wird. Weissler et al. (siehe die zuvor erwähnte Veröffentlichung) bestimmte die Regressionsgleichungen (Table 2) für die systolischen Zeitintervalle in normalen Individuen. Diese Regressionsgleichungen können nicht bei allen Patienten verwendet werden, die Klassen von bestimmten kardiopulmonalen Abnormalitäten zugeordnet werden.
Table 2: Regressionsgleichungen für T_LVE nach Weissler et al.
Der Benutzer der Erfindung kann eine, eine Kombination oder alle zuvor erwähnten alternativen Verfahren anwenden, bestimmt durch die klinische Situation, die erforderliche Zeit und die Notwendigkeit für eine nahezu absolut Genauigkeit der mittels TEB bestimmten Messungen von Schlagvolumen, Herzminutenvolumen und dem systolischen Zeitverhältnis.
Da T_LVE in hohem Maße linear negativ mit der Herzrate (HR) korreliert, können zeitlich Bereiche, die in Beziehung zu Standard-Regressionsgleichungen stehen, verwendet werden, um den Zeitbereich zu identifizieren, in welchem das Schließen der Aortenklappe statistisch zu erwarten ist. Algorithmische Entscheidungsknoten, welche auf statischen Anforderungen und/oder künstlichen Netzwerken beruhen, können bestimmen welches Verfahren oder welche Verfahren die T_LVE am genauesten bestimmen können.
Bei jedem der zuvor beschriebenen Verfahren kann ein Erwartungsfenster für das Schließen der Aortenklappe (siehe 13a-d) oder für die Länge der T_LVE selbst (siehe 14a-d) hilfreich sein, und ebenso die Kriterien, welche zur Festlegung der Zeitpunkte in den entsprechenden Signalverläufen dienen, um T_LVE zu bestimmen. Durch die Anwendung von Erwartungsfenstern können Fehler in der Bestimmung der jeweiligen Zeitpunkte merklich verringert werden.
Wenn das Schließen der Aortenklappe (Punkt „X") definitiv durch Signalanalyse in Verbindung mit Zeitfenstern bestimmt werden kann, dann wird dieses Intervall in die weitere Berechnung eingehen.
Wenn ein Signalausfall in der Weise auftritt, dass kein alternatives Verfahren eine genaue T_LVE-Messung zur Verfügung stellt, kann die Erfindung auf die Standard-Regressionsgleichungen zurückgreifen und/oder den Benutzer auf die unzureichende Signalqualität hinweisen. In dem seltenen Fall, dass die alternativen Verfahren versagen, eine genaue T_LVE-Messung zur Verfügung zu stellen, kann die Erfindung auf die T_LVE zurückgreifen, welche durch die TEB-Vorrichtung ermittelt wurde.
Obwohl das System entsprechend der Erfindung in der Weise beschrieben wurde, dass es Vorrichtungen für eine Vielzahl von alternativen Verfahren enthält, fallen auch die Systeme in den Umfang der Erfindung, in welchen die TEB-Vorrichtung, welche die T_LVE bestimmt, mit mindestens einer zweiten Vorrichtung kombiniert sind. Vorzugsweise sind drei der zuvor besprochenen Verfahren in einem System entsprechend der Erfindung implementiert. Das verwendete spezifische System kann von dem besonderen Zweck abhängen, für den das System verwendet werden soll, ganz besonders für das spezielle Anwendungsgebiet, in welchem der medizinische Spezialist, der dieses System nutzt, beschäftigt ist.

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung der linksventrikulären Auswurfzeit T_LVE des Herzens einer Person, umfassend: a. eine erste Einrichtung (20; 60, 62; 92) zur Messung des zeitlichen Verlaufs der thorakalen elektrischen Bioimpedanz, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens b. eine zweite Einrichtung aus der folgenden Gruppe umfasst: b1) eine Einrichtung (34; 74, 76; 94) zur Messung des zeitlichen Verlaufs eines Signals, welches Daten der Pulsoxymetrie (Puls-Plethysmogramm) darstellt, b2) eine Einrichtung (26; 66, 68; 96) zur Messung eines Signals, welches den zeitlichen Verlauf der Blutgeschwindigkeit in einer Arterie in der Umgebung des Ösophagus der Person darstellt, b3) eine Einrichtung (46; 70, 72; 98) zur Messung eines Signals, welches den zeitlichen Verlauf der Blutgeschwindigkeit in einer Radialarterie der Person darstellt, b4) eine Einrichtung (50; 82, 84; 100) mit einem nicht-invasiv an die Person anlegbaren Drucksensor (48) zur Messung eines Signals, das den zeitlichen Verlauf des Blutdrucks in der Arterie der Person darstellt, b5) eine Einrichtung (54; 86, 88; 104) bestehend aus einem in eine Arterie der Person einfügbaren Drucksensor (52) zur Messung eines Signals, welches den zeitlichen Verlauf des Blutdrucks in der Arterie der Person darstellt, b6) eine Einrichtung (40; 78, 80; 102) bestehend aus am Arm oder Bein der Person anbringbaren Oberflächenelektroden (38) zur Messung des zeitlichen Verlaufs der peripheren elektrischen Bioimpedanz oder peripheren elektrischen Bioadmittanz, und c. eine mit der ersten und der zweiten Einrichtung verbundene Prozessoreinheit (22; 64; 102) für die Bestimmung eines endgültigen, über mehrere Messungen gemittelten Wertes für die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE, die auf den Zeitpunkten des Öffnens (Punkt ,B') und des Schließens (Punkt ,X') der Aortenklappe beruht, welche durch die erste und die zweite Einrichtung geliefert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoreinheit (22; 64; 106) zur Gewichtung von Datensignalen der ersten und der zweiten Einrichtung eine weitere Einrichtung umfasst, welche auf einem Signalqualitätsindikator (SQI) als ein Maß für eine akzeptable Signalqualität, anderen Parametern zur Beurteilung der Signalqualität oder vorher bestimmter Gewichtungen basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoreinheit (22; 64; 106) geeignet ist, alle Signalkurven aus der ersten und der zweiten Einrichtung genau so zeitlich synchronisiert auszurichten, um einen endgültigen, über mehrere Messungen gemittelte Wert für die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE zu erhalten, dem gemeinsame Zeitpunkte für das Öffnen und Schließen der Aortenklappe zu Grunde liegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die erste Einrichtung eine weitere Einrichtung (62) zur Bestimmung eines Wertes für T_LVE aus den Datenwerten umfasst, welche von der Einrichtung (60) zur Messung der transthorakalen oder ösophagealen Bioimpedanz oder Bioadmittanz gemessen werden, und bei der jede mögliche zweite Einrichtung eine weitere Einrichtung (68, 72, 76, 80, 84, 88) umfasst, welche einen Wert für die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE aus den gemessenen Signalkurven ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Prozessoreinheit zur gewichteten Mittelwertbildung aller bestimmten Werte für die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE geeignet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die erste Einrichtung (20) eine Einheit zur Bestimmung der Zeitpunkte des Öffnens und des Schließens der Aortenklappe auf Grund der gemessenen Signalkurven umfasst, und jede der möglichen zweiten Einrichtungen (26, 34, 40, 46, 50, 54) eine Einheit zur Bestimmung der Zeitpunkte des Öffnens und des Schließens der Aortenklappe auf Grund der gemessenen Signalkurven umfasst, die Prozessoreinheit (22) geeignet ist, einen mittleren Zeitpunkt für das Öffnen der Aortenklappe auf Grund aller Öffnungszeitpunkte zu ermitteln, einen mittleren Zeitpunkt für das Schließen der Aortenklappe auf Grund aller Schließzeitpunkte zu ermitteln, und die Zeitdifferenz zwischen dem mittlere Zeitpunkt für das Öffnen und dem mittleren Zeitpunkt für das Schließen der Aortenklappe zu berechnen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die zusätzlich umfasst: mindestens eine der Einrichtungen aus: Display (56; 90; 108) zur Anzeige des bestimmten Wertes für die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE Ausgang für die elektronische Ausgabe des Wertes der bestimmten linksventrikulären Auswurfzeit T_LVE, und Drucker zum Ausdruck des für die linksventrikuläre Auswurfzeit T_LVE bestimmten Wertes.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Einrichtung (20) umfasst: mindestens zwei Elektroden (14, 16; 121), eine Wechselstromquelle (AC) und einen Spannungsmesser.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Elektroden (14) zur Anbringung am Thorax der Person geeignet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Elektroden (121) auf einem Katheter (112) angebracht sind, der für die Einführung in den Ösophagus (114) der Person geeignet ist (8).
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die zweite Einrichtung eine Einheit (26; 66, 68; 96) für die Ermittlung von Signalwerten ist, welche die Blutgeschwindigkeit in einer Arterie in der Umgebung des Ösophagus (114) der Person repräsentieren, und einen Umwandler (110) ausweist, der an einem Katheter (112) angebracht ist, und bei der mindestens zwei Elektroden (112) der ersten Einrichtung auch auf diesem Katheter (112) angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die zweite Einrichtung eine Einheit (34) für die Ermittlung von Signalwerten ist, welche den zeitlichen Verlauf von Pulsoximetriedaten darstellt, und einen Sender (30) und einen Empfänger (32) für elektromagnetische Strahlung, insbesondere für Infrarot, umfasst, die beide für eine Anbringung an mindestens einer Fingerspitze (28) oder Zehe der Person geeignet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die zweite Einrichtung eine Einheit (46) für die Messung von Signalwerten ist, welche den zeitlichen Verlauf der Blutgeschwindigkeit in einer Radialarterie darstellen, und einen Kristall (44) zur Anbringung an der Radialarterie am Handgelenk der Person aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Prozessoreinheit (22; 64) eine Einheit für die Einrichtung eines adaptiven zeitlichen Erwartungsfensters umfasst, welches den möglichen Bereich für das zeitliche Auftreten der Zeitpunkte für das Schließen der Aortenklappe (Punkt ,X') vor der Bestimmung der linksventrikulären Auswurfzeit T_LVE begrenzt.