DE19933277A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung und Überwachung von Funktionsparametern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung und Überwachung von Funktionsparametern eines physiologischen Systems, insbesondere elektrokardiographischer Daten, die aus elektronischen Meßsignalen abgeleitet werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der eine direkte Auswertung der ermittelten Funktionsparameter und eine Diagnose des physiologischen Systems ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere voneinander unabhängige Meßwertaufnehmer die Meßsignale aufnehmen, daß die Meßsignale bestimmten Arealen des topologischen Modells zugeordnet werden und daß die Zuordnung der Meßsignale zu den Arealen in Abhängigkeit von der Lage des physiologischen Systems zu den Meßwertaufnehmern erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung und Überwachung von Funktionsparametern eines physiologischen Systems, insbesondere elektrokardiogra­ phischer Daten, die aus elektronischen Meßsignalen abgelei­ tet werden.

In der Patentanmeldung DE 198 01 240 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei der mit einer standardi­ sierten 3-Punkt-Ableitung EKG-Daten aufgenommen und in elektrische Signale umgewandelt werden, aus denen ein dreidi­ mensionales topologisches Modell erzeugt wird. Durch das mit dem Gegenstand der Patentanmeldung DE 198 01 240 erzeugte topoligische Modell, das eine Art Portrait des untersuchten Herzens erstellt, sind sehr präzise Informationen über die Entstehung und insbesondere die Veränderung des Herzens zu erhalten. Damit kann das Verfahren und die Vorrichtung gut zur Früherkennung von Herzinfarkten und zum Monitoring vor Herzzustandsveränderungen, z. B. nach einer Operation oder bei einer medikamentösen Therapie, eingesetzt werden.

Bei dem Verfahren wird zunächst ein Analysezyklus festge­ legt und die innerhalb dieses Analysezyklusses aufgenomme­ nen Daten werden digitalisiert. Anschließend werden die di­ gitalisierten Daten einer Speichereinheit zugeführt und es erfolgt eine Zuordnung eines Farbcodes als eine Funktion der digitalisierten Daten. Aus den Daten werden Raum­ koordinaten als Flächenstützstellen ermittelt, zwischen denen Bildpunkte zur Erzeugung einer im wesentlichen geschlossenen Fläche interpoliert werden und die errechne­ ten Bildinformationen einer Auswerte- oder Ausgabeeinrich­ tung zugeführt werden.

Aufgrund der begrenzten Informationen, die mittels einer 3-Punkt-Ableitung über die während der Herztätigkeit entste­ henden Aktionspotentiale ermittelbar sind, sind präzise Dia­ gnosen, insbesondere quantitative Aussagen über vorliegende Erkrankungen mit dem beschriebenen Gegenstand nicht immer möglich. Durch eine Erhöhung der Ableitungsanzahl können vermehrt Informationen über die Aktionspotentiale bereitge­ stellt werden, beispielsweise durch die gleichzeitige Anwen­ dung von zwölf standardisierten EKG-Ableitungen.

Bei einer Bearbeitung der zwölf ermittelten Ableitung durch den Gegenstand der Patentanmeldung DE 198 01 240 würden die aufgenommenen Signale nacheinander bearbeitet werden und ein entsprechendes topologisches Modell würde nach der Verarbeitung der letzten Ableitung ausgegeben werden.

Aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtung der Herzachse in­ nerhalb des Körpers verschiedener Personen kommt es bei der Anwendung des Gegenstandes der Patentanmeldung DE 198 01 240 mit mehreren standardisierten EKG-Ableitungen zu dem Ergebnis, daß je nach Lage der Herzachse für zwei Herzen in dem gleichen Gesundheitszustand unterschiedliche Herzpor­ traits ermittelt werden. Für eine Erstellung einer unabhän­ gigen Diagnose, die sich nicht auf Veränderungen beruft, ist dieser Sachverhalt unbefriedigend, da bei ähnlichen Herzzuständen die topologischen Modelle auch ähnlich ausse­ hen sollten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine direkte Auswertung der ermittelten Funktionsparameter und eine Diagnose des physiologischen Systems ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 14 ge­ löst.

Durch die Zuordnung bestimmter standardisierter EKG-Ablei­ tungen zu bestimmten Arealen des graphischen Portraits wird es möglich, daß trotz verschiedener Herzachsenlagen bei der Aufbereitung der aufgenommenen Aktionspotentiale verschiede­ ner Patienten miteinander vergleichbare Ergebnisse erzielt werden, die sogar eine quantitative Einordnung der Messun­ gen ermöglichen.

Die Zuordnung der jeweiligen Ableitung zu den Arealen erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Lage der Herzachse, so daß eine unabhängige Darstellung erfolgt. Es findet so eine Normierung hinsichtlich der Lage der Herzachse statt.

In eine Weiterbildung der Erfindung werden die jeweiligen Ableitungen in unterschiedlichen, jedoch vorher aufgrund empirisch ermittelter Daten festgelegten Reihenfolgen den verschiedenen Arealen zugeordnet, wobei die Auswahl der Reihenfolge in Abhängigkeit einer signifikanten Größe der Aktionspotentiale erfolgt. Anhand der signifikanten Größe der Aktionspotentiale kann die Lage der Herzachse bestimmt werden, da die an verschiedenen Stellen eines Körpers angebrachten Meßwertaufnehmer, zweckmäßigerweise Elektroden, je nach Lage des Herzens innerhalb des Körpers unterschiedlich starke Signale aufnehmen, so daß sich anhand der Signalstärke die Lage der Herzachse bestimmen läßt. Anhand der gemessenen Signale wird dann die Reihenfol­ ge der Bearbeitung der Ableitungen ermittelt.

Vorteilhafterweise erfolgt die Auswahl der Reihenfolge anhand der größten gemessenen Amplitude der R-Zacke eines Herzschlages, da die R-Zacke eine große Signifikanz inne­ hat.

Bei der Festlegung der Reihenfolge aufgrund empirisch ermit­ telter Vergleichsdaten enthalten die Vergleichsdaten die Ergebnisse von Untersuchungen, die die physiologischen Be­ sonderheiten der standardisierten EKG-Ableitungen berück­ sichtigen und somit präzise Aussagen über den Herzzustand aufgrund der ermittelten Daten erlauben. Zweckmäßigerweise sind die Vergleichsdaten in einem elektronischen Speicher abgelegt und werden von dort auf abgerufen.

In einer Weiterbildung der Erfindung werden die EKG-Ablei­ tungen jeweils mit einem Umwandlungsfaktor beaufschlagt werden, der in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Zuord­ nung zu den Arealen festgelegt ist. Dabei wird in einer Ausgestaltung der Erfindung durch den Umwandlungsfaktor nur das Vorzeichen des gemessenen Signals der jeweiligen Ableitung verändert, sofern dies vorgesehen ist, der Betrag wird nicht verändert, wodurch sich auch betragsmäßig ver­ gleichbare Daten generieren lassen. Es kann aber auch eine betragsmäßige Veränderung durch die Beaufschlagung durch den Umwandlungsfaktor erfolgen.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird mit dem graphi­ schen Portrait eine Diagnose ausgegeben, die aufgrund der gemessene Aktionspotentiale automatisch erstellt wird und parallel zu dem graphischen Portrait ausgegeben wird. Dabei werden die Daten einer rechnergestützten Auswertung unterzo­ gen, bei der den EKG-Ableitungen anhand von Vergleichsdaten ein Befund zugeordnet wird. Die Diagnose oder der Befund kann dabei mit unterschiedlichen Methoden der Auswertung erstellt werden, wobei die jeweilige Methode ausgewählt werden kann. Über eine Messung können also durch Anwendung mehrerer Auswertemethoden mehrere Diagnosen, beispielsweise zum internen Vergleich, ermittelt werden. Ebenso ist eine parallele Anzeige mehrerer Diagnosen möglich.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist neben den Einrichtungen zur graphischen Aufbereitung der durch mehrere voneinander unabhängige Vorrichtungen zur Datenauf­ nahme eine Schalteinrichtung auf, die in Abhängigkeit einer ermittelten signifikanten Größe die Reihenfolge der Bearbeitung der ermittelten Signale festlegt.

Dadurch werden die Signale der Ableitung in der richtigen Reihenfolge den Arealen des graphischen Portraits zugeord­ net, so daß ähnlichen Ergebnisse für ähnliche Zustände ermittelt werden.

Vorteilhafterweise ist die Schalteinrichtung den Vorrich­ tungen zur Datenaufnahme und Umwandlung in elektri­ sche Signale, den Vorrichtungen zur Festlegung eines Analysezyklusses und den Analog-Digitalwandlern der aufge­ nommenen Signale mit der Schalteinrichtung nachgeordnet, wodurch die aufgenommene Signale vor der graphischen Aufbe­ reitung gebündelt werden und entsprechend ihrer ermittelten Reihenfolge weitergeleitet werden.

Die Schalteinrichtung weist in einer Ausgestaltung der Erfindung eine erste Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der signifikanten Größe des Signals, einen Schalter zur Auswahl der Vorrichtung zur Datenaufnahme und eine zweite Auswerte­ einrichtung zur Ansteuerung des Schalters auf, wobei die Vorrichtungen zur Datenaufnahme sowohl mit dem Schalter als auch mit der ersten Auswerteeinheit verbunden sind. Die erste Auswerteeinheit ist mit zumindest zwei Eingängen der zweiten Auswerteeinheit verbunden und übermittelt die signifikante Größe und die Information, welche Ableitung die größte Amplitude der signifikante Größe aufweist. Aufgrund dieser Information steuert die zweite Auswerteein­ heit den Schalter, der dementsprechend die Signale der jeweiligen Ableitung in der vorgegebene Reihenfolge frei­ schaltet. Die jeweiligen Signale werden der zweiten Rechen­ einheit zugeführt, die diese nach einer gegebenenfalls notwendigen Beaufschlagung eines Umwandlungsfaktors zur graphischen Darstellung weiterleitet.

Vorteilhafterweise sind die Auswerteeinheiten aus Mikropro­ zessoren aufgebaut sind, in denen empirisch ermittelte Vergleichsdaten abgelegt sind, aufgrund derer die Reihenfolge der Bearbeitung und festgelegt wird. Ebenfalls werden aufgrund der Vergleichsdaten die Signale mit Umwand­ lungsfaktoren beaufschlagt, um eine graphische Darstellung zu erhalten, die einen Vergleich zwischen verschiedenen Herzen und eine unabhängig Einordnung des Zustandes ermögli­ chen. Darüber hinaus ist eine automatische, rechnergestütz­ te Erstellung einer Diagnose möglich, wobei verschiedene Arten der Auswertung der gemessenen Daten wahlweise möglich sind.

Anhand der Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbei­ spiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines topologischen Mo­ dells mit einer Aufteilung in Areale;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines topologischen Modells in einer Ebene;

Fig. 3 ein Darstellung zweier topologischer Model­ le von Herzen ähnlichen Zustandes mit unter­ schiedlichen Achslagen;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Vorrichtung;

Fig. 5 eine Zuordnungstabelle;

Fig. 6 eine Tabelle mit Umwandlungsfaktoren sowie Fig. 7 eine Darstellung der Modelle gemäß Fig. 3 unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt ein topologisches Modell eines untersuchten Herzens, bei dem die aufgenommenen Aktionspotentiale nach der Umwandlung in elektrische Signale und der Digitalisie­ rung mit Farbcodes und Raumkoordinaten versehen wurden und so ein dreidimensionales Modell erzeugt wurde. Bestimmte Abschnitte des EKG-Signals wurden dabei bestimmten Arealen des topologischen Modells zugeordnet, um dem untersuchenden Arzt eine Darstellung des EKG-Signals zur Verfügung zu stellen, anhand der eine schnelle und präzise Diagnose möglich ist und die auf übersichtliche Art und Weise die Informationen über sämtliche Ableitungen aufbereitet.

Die Fig. 1 zeigt das Modell, das anhand von zwölf standar­ disierten EKG-Ableitungen gebildet und in die entsprechen­ den Areale aufgeteilt wurde. Der obere Bereich des Modells verdeutlicht den Streßzustand des untersuchten Herzens. Darunter befindet sich ein Areal, das die Informationen der einzelnen Ableitungen bezüglich der P-Welle enthält, darun­ ter wiederum sind die Informationen über die T-Welle ange­ ordnet und schließlich sind die Informationen über den QRS-Komplex dargestellt. Von links nach rechts sind die In­ formationen der Ableitungen in der Reihenfolge dargestellt sind, in der die Ableitungen aufgenommen wurden. Die Reihen­ folge lautet hier I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1, V2, . . ., V6. Diese Reihenfolge ist beispielhaft und kann auch abwei­ chend davon festgelegt werden.

Bei einer Verwendung von mehreren Ableitungen, verändert sich die Gestalt und die Farbe des topologischen Modells in Abhängigkeit von der Bearbeitungsreihenfolge der jeweiligen Ableitungen, da die Informationen aus den Ableitungen verschiedenen Arealen zugeordnet werden. Die Informationen der Ableitungen verändern sich zudem in Abhängigkeit von der Lage der Herzachse, d. h. bei einer gleichbleibenden Anordnung der Meßwertaufnehmer, in der Regel Elektroden, verändert sich die Darstellung des Modells, wenn die Lage der Herzachsen bei sonst gleichen Herzzuständen unterschied­ lich ist.

Bei einer festgelegten Reihenfolge der Bearbeitung der Ableitungen und einer festgelegten Anordnung der Elektroden verändert sich die Darstellung des topologischen Modells in Form und Farbe in Abhängigkeit von der Lage der Herzachse.

Aus Gründen der besseren Anschaulichkeit wird dieser Zusam­ menhang anhand eines Schnittes durch das topologische Modell in einer Ebene verdeutlicht, in der die Informatio­ nen über die T-Welle angeordnet sind. In der Fig. 2 ist ein solcher Schnitt dargestellt, wobei die Bezeichnungen T1 bis T6 die Reihenfolge der Bearbeitung anzeigen. Unterhalb des topologischen Modells ist die Projektion in eine zweidi­ mensionale Darstellung gezeigt.

In der Fig. 3 sind die entsprechenden Schnitte durch zwei topologische Modelle gelegt, die von zwei Herzen mit dem gleichen Gesundheitszustand angefertigt wurden. Die Reihen­ folge T1 bis T6 der Bearbeitung ist zischen den beiden Schnittdarstellungen aufgeführt und ist in diesem Fall I, II, III, aVR, aVL, aVF.

Der Unterschied zwischen den beiden Herzen besteh in der Lage der Herzachse innerhalb des Körpers. Der Lagetyp des Herzens der oberen Darstellung wird als Linkstyp (αQRS = 0°) und der der unteren Darstellung als Steiltyp (αQRS = 90°) bezeichnet. In beiden Fällen wurde die gleiche Bearbeitungs­ reihenfolge angewendet, und es ist, daß die Darstellungen unterschiedlich ist, obwohl der Zustand bei beiden gleich war. Die unterschiedliche Darstellung von EKG-Ableitungen gleicher Herzzustände ist für eine schnelle Diagnose nicht förderlich. Vielmehr ist es das Ziel, die Unterschiede zwischen den topologischen Modellen verschiedener Menschen mit dem gleichen Herzzustand (z. B. der gleichen Erkrankung) zu minimieren, da nur so eine schnelle und präzise Diagnose möglich ist.

Um das topologische Modell unabhängig von der Lage der Herzachse zu machen werden die Daten bzw. die elektrischen Signale jeder Ableitung nach der Digitalisierung einer Schalteinrichtung 50 zugeführt, die der Aufbereitung der Signale vorgeschaltet ist. Ein Blockschaltbild der Vorrich­ tung ist in der Fig. 4 beschrieben.

In der Fig. 4 sind zwölf Meßwertaufnehmer 1 gezeigt, die jeweils über eine Bearbeitungseinrichtung 2 und einen Analog-Digitalwandler 3 mit der Schalteinrichtung 50 verbun­ den sind. Die Schalteinrichtung 50 besteht dabei aus zwei Auswerteeinrichtungen 51, 52 und einem Schalter 53. Die erste Auswerteeinrichtung 51 weist sechs Eingänge, die den ersten Ableitungen I, II, III, aVR, aVL und aVF entsprechen, und zwei Ausgänge 51-1 und 51-2 auf. Die Ausgänge 51-1 und 51-2 sind mit der zweiten Auswerteeinrichtung 52 verbunden.

Die zweite Auswerteeinrichtung 52 weist neben Eingängen für die Signale aus der ersten Auswerteeinrichtung 51 drei Ausgänge 52-1, 52-2 und 52-3 auf, wobei der Ausgang 52-1 mit der Speichereinheit 4 und der Ausgang 52-2 mit der Recheneinheit 6 verbunden ist, die zur graphischen Aufberei­ tung der Signale vorgesehen sind. Der dritte Ausgang ist mit dem Schalter 53 verbunden.

Der Schalter 53 weist zwölf Eingänge für jede EKG-Ableitung auf sowie einen Eingang für das Signal von der zweiten Auswerteeinrichtung 52. Nachfolgend wird das Zusammenwirken der Elemente der Schalteinrichtung 50 und das erfindungsge­ mäße Verfahren beispielhaft erläutert.

Die Signale der zwölf Ableitungen werden an die zwölf Eingänge des Schalters 53 gelegt und gleichzeitig werden die Signale der ersten sechs Ableitungen, nämlich I, II, III, aVR, aVL und aVF den sechs Eingängen der ersten Auswer­ teinrichtung zugeführt. In der ersten Auswerteeinrichtung 51, die auf der Basis von Mikroprozessoren aufgebaut ist, wird eine signifikante Größe der Ableitungen ermittelt, was beispielsweise die Amplitude des R-Zacke des EKGs ist. An dem Ausgang 51-1 der Auswerteeinrichtung liegt die Ablei­ tung mit der größten Amplitude der R-Zacke an, d. h., an dem Ausgang 51-1 liegt die Information an, an welcher der ersten sechs Ableitungen die größte Amplitude der R-Zacke einer Messung ermittelt wurde. Am Ausgang 51-2 wird der Betrag und das Vorzeichen der Ableitung mit der größten Amplitude der R-Zacke an die Auswerteeinrichtung 52 weiter­ gegeben.

In der zweiten Auswerteinrichtung 52 wird aufgrund der Information, an welcher Ableitung die R-Zacke mit der größten Amplitude gemessen wurde, die Reihenfolge der Bearbeitung und die entsprechende Zuordnung der jeweiligen Ableitung zu den Arealen des topologischen Modells festgelegt. Wie die Festlegung der Reihenfolge erfolgt, wird weiter unten erläutert. Anhand dieser Reihenfolge wird von dem Ausgang 52-3 ein Signal an den Schalter 53 gesen­ det, der entsprechend angesteuert wird und in der festgeleg­ ten Reihenfolge die Signale der jeweiligen Ableitung an die zweite Auswerteeinheit 52 freigibt.

In der zweiten Auswerteeinheit 52 erfolgt die Bestimmung der Reihenfolge der Bearbeitung und damit der Zuordnung der Ableitungen zu bestimmten Arealen des topologischen Modells aufgrund empirisch ermittelter Daten, die als Vergleichsda­ ten in der zweiten Auswerteinrichtung 52 abgelegt sind. Zu der Berechnung werden zwei Tabellen Top 1 und Top 2 verwen­ det, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind.

In der Fig. 5 ist die Tabelle dargestellt, mit der die Reihenfolge der Bearbeitung festgelegt wird. Die Tabelle besteht aus 14 Spalten und zwölf Zeilen, wobei in der ersten Spalte die Bezeichnung der Ableitung enthalten ist, die den größten Amplitudenwert der R-Zacke aufweist; dabei werden die ersten sechs Ableitungen von I bis aVF ausgewer­ tet. Diese Information wird von der ersten Auswerteeinrich­ tung 51 an dem Ausgang 51-1 zur Verfügung gestellt. In der zweiten Spalte ist das Vorzeichen der jeweiligen Ableitung angegeben, wobei der Wert 1 ein positives und der Wert 0 ein negatives Vorzeichen bedeutet. In den übrigen zwölf Spalten wird die Reihenfolge der Bearbeitung und damit der Zuordnung zu den Arealen in dem topologischen Modell angege­ ben. Entsprechend der Reihenfolge, die in den Zeilen angege­ ben ist, wird der Schalter 53 angesteuert.

Wird z. B. die größte Amplitude der R-Zacke durch die Ablei­ tung I ermittelt und weist diese ein negatives Vorzeichen (eine 0 in der zweiten Spalte) auf, so werden in der Reihen­ folge der siebenten Zeile die Ableitungen abgearbeitet und zugeordnet.

Zusätzlich werden die Signale mit einem Umwandlungsfaktor beaufschlagt, der in der Tabelle Top 2 der Fig. 6 darge­ stellt ist. Der gemessene Wert der Ableitung wird dabei aufgrund empirisch ermittelter Vergleichsdaten mit einem Umwandlungsfaktor beaufschlagt, der gegebenenfalls einen Vorzeichenwechsel bewirkt, also entweder den Wert +1 oder -1 einnimmt. Gemäß dem obigen Beispiel würde die Ableitung II mit -1 beaufschlagt werden, die Ableitung aVR mit +1 usw., entsprechend der Umwandlungsfaktoren der siebenten Zeile der Tabelle Top 2.

Die zweite Auswerteeinrichtung 52 führt also entsprechend der Anzahl der Ableitungen, hier zwölf Ableitungen, folgen­ de Schritte durch:

• 1. Bestimmung der zu bearbeitenden Spalte i, wobei i die Schrittnummer darstellt und von 1 bis 12 läuft.
• 2. Ermittlung der zutreffenden Zeile aufgrund der ersten beiden Spalten der Tabelle Top 1.
• 3. Ermittlung der zu bearbeitenden Ableitung (Schnittpunkt von Spalte i und der zutreffenden Zeile in Top 1).
• 4. Ermittlung des Umwandlungsfaktors (Schnittpunkt von Spalte i und der zutreffenden Zeile in Top 2).
• 5. Ansteuern des Schalters und Verknüpfung der Signale der zutreffenden Ableitung mit dem Umwandlungsfaktor.
• 6. Weiterleitung der umgewandelten Daten zur Bearbeitung an die Speichereinheit 4.
• 7. Parallele Weiterleitung der Information über die Zuord­ nung zu einem bestimmten Areal des topologischen Modells an die Recheneinheit 6.

Die Werte in der Tabelle Top 2 und die Reihenfolge der Bearbeitung und Zuordnung der Ableitungen zu bestimmten Arealen des topologischen Modells gemäß der Tabelle Top 1 spiegeln die physiologischen Besonderheiten der standardi­ sierten EKG-Ableitungen eines Menschen wider. Die beschrie­ bene Umwandlung führt zu vergleichbaren Ergebnissen von EKG-Aufnahmen, unabhängig von der Lage der Herzachsen.

Die Desensibilisierung des topologischen Modells bezüglich der Lage der Herzachse, also die ausschließliche Registrie­ rung des Herzzustandes und die Art der Abweichung von dem Zustand eines gesunden Herzens, wird in der Fig. 7 darge­ stellt. Dabei handelt es sich um eine Darstellung der gleichen Daten, wie sie in der Fig. 3 verwendet wurden, jedoch wurde eine Aufbereitung der Daten mit der obenbe­ schriebenen Vorrichtung und dem entsprechenden Verfahren durchgeführt. Die jeweilige Reihenfolge der Zuordnung der jeweiligen Ableitung und der entsprechende Umwandlungsfak­ tor ist oberhalb der Projektion angegeben. Bei der oberen Darstellung wurde eine Umwandlung gemäß der ersten Zeile der Tabellen Top 1 und Top 2 durchgeführt, bei der unteren Darstellung fand eine Umwandlung und Zuordnung gemäß der sechsten Zeile statt.

Die Ähnlichkeit der beiden Darstellungen in der Fig. 7 ist trotz der verschiedenen Lagen der Herzachse offensichtlich, also die Darstellung des topologischen Modells ist unabhängig von der Lage der Herzachse und liefert somit Informationen, die einen Vergleich zwischen zwei verschiede­ nen Herzen zulassen.

Ebenso ist es möglich, die ermittelten und aufbereiteten Daten mit Vergleichsdaten zu verknüpfen, z. B. mit Herzda­ tenbanken, in denen die EKGs einer Vielzahl von Patienten mitsamt der Krankengeschichte hinterlegt ist. Aufgrund des Vergleiches mit diesen Daten ist es möglich, neben dem topologischen Modell eine Diagnose auszugeben. Dabei können nicht nur Diagnosen für die jeweilige Untersuchung gestellt werden, sondern auch Entwicklungen zwischen zwei oder mehre­ ren Untersuchungen aufgezeigt und ausgewertet werden.

Ebenso ist es möglich, neben der Ausgabe des topologischen Modells auf verschiedene Diagnoseverfahren zurückzugreifen und diese alternativ oder zusätzlich durchzuführen, bei­ spielsweise nach der Methode von Goldberger.

Claims (21)

1. Verfahren zur Darstellung und Überwachung von Funk­ tionsparametern eines physiologischen Systems, insbeson­ dere elektrokardiographischer Daten, die aus elektroni­ schen Meßsignalen abgeleitet werden, wobei die Daten zu einem Datengrundmodell zusammengefaßt und in ein graphi­ sches Portrait umgewandelt werden, das nach Art eines dreidimensionalen topologischen Modells aufgebaut ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere voneinander unabhängige Meßwertaufnehmer die Meßsignale aufnehmen,
daß die Meßsignale bestimmten Arealen des topologischen Modells zugeordnet werden, und
daß die Zurodnung der Meßsignale zu den Arealen in Abhängigkeit von der Lage des physiologischen Systems zu den Meßwertaufnehmern erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aktionpotentiale bei einer Herzuntersuchung mit mehreren standardisierten EKG-Ableitungen ermittelt werden,
daß den EKG-Ableitungen bestimmte Areale des graphischen Portraits zugeordnet werden, und
daß die Zuordnung der EKG-Ableitungen zu den Arealen in Abhängigkeit von der Lage der Herzachse erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungen in unterschiedlichen, festgelegten Reihenfolgen den Arealen zugeordnet werden, wobei die Auswahl der Reihenfolge in Abhängigkeit einer signifi­ kanten Größe der Aktionspotentiale erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der Reihenfolge anhand der größten gemesse­ nen Amplitude der R-Zacke eines Herzschlages erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Reihenfolge aufgrund empirisch ermittelter Vergleichsdaten festgelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsdaten unter Berücksichtigung der physiolo­ gischen Besonderheiten der standardisierten EKG-Ablei­ tungen ermittelt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vergleichsdaten aus einem elektronischen Speicher abgerufen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die EKG-Ableitungen jeweils mit einem Umwandlungsfaktor beaufschlagt werden, der in Abhängig­ keit von der Reihenfolge der Zuordnung zu den Arealen festgelegt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Umwandlungsfaktor das Vorzeichen der EKG-Ab­ leitung verändert wird.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem graphischen Por­ trait eine Diagnose ausgegeben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose aufgrund einer rechnergestützten Aus­ wertung der ermittelten EKG-Ableitungen ausgegeben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose mit unterschiedlichen Methoden der Auswertung erstellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Diagnose getrennt abgerufen wird.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, die Vorrichtungen (1) zur Datenaufnahme und Umwandlung in elektrische Signale, eine Vorrichtung (2) zur Festlegung eines Analysezyklus, ein Analog-Digitalwandler (3) zur Digitalisierung der aufgenommenen Signale sowie eine Speichereinheit (4) enthält, mit einer Auswerteeinheit (5, 6, 7) mit einer Auswertesoftware zur Erzeugung eines dreidimensiona­ len, farbigen Bildes mit einer geschlossenen Oberflä­ che auf der Grundlage der aufgenommenen und ausgewerte­ ten Signale, einer Steuerungseinheit (8) für die Aufbe­ reitung der ermittelten Bildpunkte sowie einer Auswer­ te- oder Ausgabeeinrichtung (9),
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere voneinander unabhängige Vorrichtungen (1) zur Datenaufnahme und Umwandlung in elektrische Signale vorgesehen sind und
daß die Vorrichtungen (1) mit einer Schalteinrichtung (50) verbunden sind, die in Abhängigkeit einer ermittel­ ten signifikanten Größe die Reihenfolge der Bearbeitung der ermittelten Signale festlegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (1) zur Datenaufnahme und Umwand­ lung in elektrische Signale über Vorrichtungen (2) zur Festlegung eines Analysezyklusses und Analog-Digital­ wandler (3) zur Digitalisierung der aufgenommenen Signale mit der Schalteinrichtung (50) verbunden sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schalteinrichtung (50) eine erste Auswerteeinrichtung (51) zur Ermittlung der signifikan­ ten Größe des Signals, einen Schalter (53) zur Auswahl der Vorrichtung (1) zur Datenaufnahme und eine zweite Auswerteeinrichtung (52) zur Ansteuerung des Schalters (53) aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (1) zur Da­ tenaufnahme sowohl mit der ersten Auswerteeinrichtung (51) als auch mit dem Schalter (53) verbunden sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Auswerteeinrichtung (52) sowohl mit der Speichereinheit (4) als auch mit der Recheneinheit (6) verbunden ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß Ausgänge (51-1, 51-2) der ersten Auswerteeinrichtung (51) mit Eingängen der zwei­ ten Auswerteeinheit (52) verbunden sind und die zweite Auswerteeinheit (52) aufgrund der durch die erste Aus­ werteeinheit (51) ermittelten Größe den Schalter (53) ansteuert und die Reihenfolge der weiteren Bearbeitung der Signale festlegt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheiten (51, 52) aus Mikroprozessoren aufgebaut sind, in denen empirisch ermittelte Vergleichsdaten abgelegt sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in den Mikroprozessoren Umwandlungsfaktoren zur Bearbeitung des ermittelten Signals abgelegt sind.