DE102023001812A1

DE102023001812A1 - Method and device for monitoring and optimizing temporal trigger stability

Info

Publication number: DE102023001812A1
Application number: DE102023001812.0A
Authority: DE
Inventors: Matthias Heinke
Original assignee: Hochschule Fuer Technik Wirtsch und Medien Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts; Hochschule Fuer Technik Wirtschaft und Medien Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts; Xenios AG
Current assignee: Hochschule Fuer Technik Wirtsch und Medien Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts; Hochschule Fuer Technik Wirtschaft und Medien Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts; Xenios AG
Priority date: 2023-05-05
Filing date: 2023-05-05
Publication date: 2024-11-07
Also published as: WO2024231173A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Überwachen und Optimieren einer zeitlichen Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung sowie Steuer- und Regeleinheiten zur extrakorporalen Kreislaufunterstützung, umfassend eine solche Vorrichtung und entsprechende Verfahren. Entsprechend wird ein Verfahren zum Überwachen und Optimieren einer zeitlichen Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung vorgeschlagen, umfassend die Schritte: Empfangen eines EKG-Signals eines unterstützten Patienten über einen vorgegebenen Zeitraum; und Bestimmen eines vorgegebenen Triggersignals (22) aus dem EKG-Signal eines aktuellen Herzzyklus. Dabei umfasst das EKG-Signal mindestens ein linksventrikuläres EKG-Signal (14) und wird das Triggersignal (14) basierend auf dem linksventrikulären EKG-Signal (14) bestimmt.The present invention relates to devices for monitoring and optimizing a temporal trigger stability of extracorporeal circulatory support and to control and regulating units for extracorporeal circulatory support, comprising such a device and corresponding methods. Accordingly, a method for monitoring and optimizing a temporal trigger stability of extracorporeal circulatory support is proposed, comprising the steps of: receiving an ECG signal of a supported patient over a predetermined period of time; and determining a predetermined trigger signal (22) from the ECG signal of a current cardiac cycle. The ECG signal comprises at least one left ventricular ECG signal (14) and the trigger signal (14) is determined based on the left ventricular ECG signal (14).

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Überwachen und Optimieren einer zeitlichen Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung sowie entsprechende Vorrichtungen.The present invention relates to methods for monitoring and optimizing a temporal trigger stability of extracorporeal circulatory support and corresponding devices.

Stand der TechnikState of the art

Um den Zustand eines Patienten im Falle einer Versagung der Pumpleistung oder der Pumpfunktion des Herzens zu stabilisieren, sind extrakorporale Kreislaufunterstützungssysteme entwickelt worden. Diese stellen eine mechanische Unterstützung bereit und können rasch mit dem Kreislauf verbunden werden. Sie können den Blutfluss und die Perfusion der Organe, inklusive der herzeigenen Kranzgefäße, verbessern und einen hypoxischen Zustand vermeiden. So kann beispielsweise eine Blutpumpe mit einem venösen Zugang mittels einer venösen Kanüle und einem arteriellen Zugang mittels einer arteriellen Kanüle zum Ansaugen bzw. Fördern des Bluts verbunden sein. Auf diese Weise wird ein Blutfluss von einer Seite mit einem niedrigen Druck, beispielsweise über einen Oxygenator, zu einer Seite mit einem höheren Druck bereitgestellt und hierdurch der Kreislauf des Patienten unterstützt.To stabilize a patient's condition in the event of failure of the heart's pumping capacity or pumping function, extracorporeal circulatory support systems have been developed. These provide mechanical support and can be quickly connected to the circulatory system. They can improve blood flow and perfusion of the organs, including the heart's coronary vessels, and prevent a hypoxic state. For example, a blood pump can be connected to a venous access via a venous cannula and an arterial access via an arterial cannula to suck in or pump blood. In this way, blood flow is provided from a side with a low pressure, for example via an oxygenator, to a side with a higher pressure, thereby supporting the patient's circulation.

Zur Steuerung der extrakorporalen Unterstützung können Messsignale aus einem Elektrokardiogramm (EKG) erfasst und verwendet werden, wodurch für verschiedene Herzzyklusphasen entsprechende charakteristische Amplituden bestimmt werden können. So ist beispielsweise eine für die systolische Phase des Herzzyklus charakteristische R-Zacke bzw. R-Welle in der Regel ohne Weiteres von anderen Phasen des Herzzyklus unterscheidbar. Die R-Zacke kann somit in Form eines R-Triggers und mit einer vorgegebenen Latenz zur Steuerung einer Blutpumpe in einer sukzessiven diastolischen Phase dienen.To control extracorporeal support, measurement signals from an electrocardiogram (ECG) can be recorded and used, which allows characteristic amplitudes to be determined for different phases of the cardiac cycle. For example, an R-wave or R-peak characteristic of the systolic phase of the cardiac cycle can usually be easily distinguished from other phases of the cardiac cycle. The R-wave can thus be used in the form of an R-trigger and with a predetermined latency to control a blood pump in a successive diastolic phase.

Die extrakorporale Kreislaufunterstützung kann sowohl bei spontanem als auch bei einem stimulierten Herzrhythmus eingesetzt werden. In beiden Fällen können jedoch im Laufe der Unterstützung beispielsweise Herzrhythmusstörungen auftreten, welche das EKG-Signal beeinflussen können. So können beispielsweise atrioventrikuläre Schenkelblockierungen oder auch bradykarde oder tachykarde Phasen des Herzrhythmus das EKG-Signal derart verzerren, dass eine elektrophysiologische bzw. pathophysiologische Änderung im EKG-Signal auftritt. Hierdurch kann sich der Verlauf des EKG-Signals erheblich verändern. Eine Erfassung einer für die Kreislaufunterstützung erforderlichen R-Welle kann somit beeinträchtigt bzw. erschwert werden.Extracorporeal circulatory support can be used for both spontaneous and stimulated heart rhythms. In both cases, however, cardiac arrhythmias can occur during the support, which can affect the ECG signal. For example, atrioventricular bundle branch blocks or bradycardic or tachycardic phases of the heart rhythm can distort the ECG signal to such an extent that an electrophysiological or pathophysiological change occurs in the ECG signal. This can significantly change the course of the ECG signal. The detection of an R wave required for circulatory support can therefore be impaired or made more difficult.

Beispielsweise kann eine verlängerte interatriale Leitungszeit, eine verlängerte linkskardiale atrioventrikuläre Leitungszeit und/oder ein verbreiterter QRS-Komplex im EKG-Signal vorliegen, wodurch insbesondere eine R-Welle als Triggersignal nicht eindeutig erfasst werden kann. In einem üblichen Oberflächen-EKG können sich die Änderungen im EKG-Signal für die verschiedenen EKG-Ableitungen auch unterschiedlich auswirken. Eine zeitliche Differenz zwischen den Triggersignalen der jeweiligen EKG-Ableitungen kann sich daher ergeben. Ein auf einer Mittelung der aus den EKG-Ableitungen erfassten EKG-Signale basierendes Triggersignal kann entsprechend zu einer ungewollten und potenziell patientengefährdenden Triggerinstabilität in sukzessiven Herzzyklen führen.For example, there may be a prolonged interatrial conduction time, a prolonged left cardiac atrioventricular conduction time and/or a widened QRS complex in the ECG signal, which means that an R wave in particular cannot be clearly detected as a trigger signal. In a standard surface ECG, the changes in the ECG signal can also have different effects on the various ECG leads. A time difference between the trigger signals of the respective ECG leads can therefore arise. A trigger signal based on an average of the ECG signals recorded from the ECG leads can accordingly lead to unwanted and potentially patient-endangering trigger instability in successive cardiac cycles.

Entsprechend kann eine Unsicherheit hinsichtlich einer korrekten Erfassung auftreten, insbesondere dann, wenn beispielsweise die R-Welle nicht eindeutig im EKG-Signal erkennbar ist und/oder nicht eindeutig erfasst werden kann. So kann eine R-Welle folglich ggf. nicht oder zu einem Zeitpunkt festgestellt werden, welcher nicht mit dem tatsächlichen physiologischen Zeitpunkt der Depolarisation der Ventrikel zusammenfällt. Die extrakorporale Kreislaufunterstützung wird solchenfalls mitunter erheblich gestört, da ein Unterstützungspuls ggf. nicht oder nicht zum vorgesehenen Zeitpunkt während der diastolischen Phase des Herzens verabreicht werden kann. Je nach Herzerkrankung kann eine Steuerung/Regelung einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung aufgrund von Anomalien im EKG-Signal sogar gänzlich fehlschlagen.Accordingly, there may be uncertainty regarding correct detection, particularly if, for example, the R wave is not clearly visible in the ECG signal and/or cannot be clearly detected. As a result, an R wave may not be detected or may be detected at a time that does not coincide with the actual physiological time of depolarization of the ventricles. In such cases, extracorporeal circulatory support may be significantly disrupted because a support pulse may not be able to be administered or may not be administered at the intended time during the diastolic phase of the heart. Depending on the heart disease, control/regulation of extracorporeal circulatory support may even fail completely due to abnormalities in the ECG signal.

Entsprechend besteht ein Bedarf, eine zeitliche Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung weiter zu verbessern bzw. zu ermöglichen, insbesondere im Falle von Herzrhythmusstörungen.Accordingly, there is a need to further improve or enable temporal trigger stability of extracorporeal circulatory support, especially in the case of cardiac arrhythmias.

Darstellung der Erfindungrepresentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte zeitliche Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung zu ermöglichen.Based on the known prior art, it is an object of the present invention to enable an improved temporal trigger stability of extracorporeal circulatory support.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The problem is solved by the independent claims. Advantageous further developments emerge from the subclaims, the description and the figures.

Entsprechend wird ein Verfahren zum Überwachen und Optimieren einer zeitlichen Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung vorgeschlagen, umfassend die Schritte:

- Empfangen eines EKG-Signals eines unterstützten Patienten über einen vorgegebenen Zeitraum; und
- Bestimmen eines vorgegebenen Triggersignals aus dem EKG-Signal eines aktuellen Herzzyklus.

Accordingly, a method for monitoring and optimizing a temporal trigger stability quality of extracorporeal circulatory support is proposed, comprising the steps:

- Receiving an ECG signal from a supported patient over a specified period of time; and
- Determining a predefined trigger signal from the ECG signal of a current cardiac cycle.

Dabei umfasst das EKG-Signal mindestens ein linksventrikuläres EKG-Signal. Das Triggersignal wird erfindungsgemäß basierend auf dem linksventrikulären EKG-Signal bestimmt.The ECG signal comprises at least one left ventricular ECG signal. According to the invention, the trigger signal is determined based on the left ventricular ECG signal.

Durch das linksventrikuläre EKG-Signal wird ein EKG-Signal bereitgestellt, welches im Vergleich zu einem Oberflächen-EKG-Signal näher am Herzen bzw. näher am Erregungspuls liegt. Entsprechend können eventuelle elektrophysiologische Störsignale, welche das Erfassen eines Erregungspulses beeinträchtigen können, verringert oder sogar weitestgehend vermieden werden. Weiterhin kann aufgrund der Nähe zum Erregungspuls auch eine stärkeres Nutzsignal erfasst werden, sodass das Verhältnis vom Nutzsignal zum Störsignal insgesamt erheblich verbessert werden kann. Auf diese Weise kann ein für eine extrakorporale Kreislaufunterstützung erforderliches Triggersignal, welches auf dem EKG-Signal des Patienten basiert, mit höherer Genauigkeit erfasst bzw. bestimmt werden, sodass die Triggerstabilität verbessert werden kann.The left ventricular ECG signal provides an ECG signal that is closer to the heart or closer to the excitation pulse than a surface ECG signal. Accordingly, any electrophysiological interference signals that could impair the detection of an excitation pulse can be reduced or even largely avoided. Furthermore, due to the proximity to the excitation pulse, a stronger useful signal can be detected, so that the ratio of useful signal to interference signal can be significantly improved overall. In this way, a trigger signal required for extracorporeal circulatory support, which is based on the patient's ECG signal, can be detected or determined with greater accuracy, so that trigger stability can be improved.

Insbesondere kann anhand des linksventrikulären EKG-Signals (LV-EKG) im Vergleich zu einer üblichen Oberflächen-EKG-Signalerfassung eine erhebliche zeitliche Optimierung der bestimmten Triggersignale bereitgestellt werden. Denn Triggersignale, welche anhand eines Oberflächen-EKG-Signals bestimmt werden, werden typischerweise anhand einer Mittelung der jeweiligen Signale aus verschiedenen Brustkorb-Ableitungen bestimmt. Die EKG-Signale aus den verschiedenen Brustkorb-Ableitungen gehen jedoch mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten zur eigentlichen Herzaktion einher. Es können Ungenauigkeiten entstehen und bei der Mittelung erhebliche zeitliche Triggerschwankungen auftreten. Diese können bei einem Patienten mit Standardsymptomen bis zu etwa 30 ms, im Extremfall aber auch etwa 100 ms betragen. Durch die Berücksichtigung des linksventrikulären EKG-Signals können solche Schwankungen weitestgehend vermieden werden. Ein Unterstützungspuls der extrakorporalen Kreislaufunterstützung kann entsprechend gezielter und besser synchronisiert zur Herzaktion abgegeben werden.In particular, the left ventricular ECG signal (LV ECG) can be used to provide a significant temporal optimization of the specific trigger signals compared to a conventional surface ECG signal acquisition. This is because trigger signals that are determined using a surface ECG signal are typically determined by averaging the respective signals from different chest leads. However, the ECG signals from the different chest leads are associated with different delay times to the actual heart action. Inaccuracies can arise and significant temporal trigger fluctuations can occur during averaging. In a patient with standard symptoms, these can be up to around 30 ms, but in extreme cases around 100 ms. By taking the left ventricular ECG signal into account, such fluctuations can be largely avoided. A support pulse from the extracorporeal circulatory support can be delivered in a more targeted manner and better synchronized with the heart action.

Die vorstehend beschriebenen Triggerschwankungen und unterschiedlichen Verzögerungszeiten können insbesondere bei Patienten mit Herzstimulation, Extrasystolen und/oder verbreiterten QRS-Komplexen im EKG-Signal, beispielsweise aufgrund von Herzrhythmusstörungen und/oder atrioventrikuläre Blockierungen, auftreten. Das erfindungsgemäße Bestimmen des Triggersignals unter Berücksichtigung des linksventrikulären EKG-Signals kann entsprechend zur Optimierung einer synchronisierten Kreislaufunterstützung solcher Patienten besonders vorteilhaft sein. Es hat sich vorliegend erwiesen, dass bei einigen Herzerkrankungen ein zuverlässiges Bestimmen des Triggersignals sogar erst durch die Berücksichtigung des linksventrikulären EKG-Signals ermöglicht wird. Das Risiko von Fehl- und/oder Nicht-Triggerungen der extrakorporalen Kreislaufunterstützung kann in solchen klinischen Fällen erheblich verringert werden.The trigger fluctuations and different delay times described above can occur particularly in patients with cardiac stimulation, extrasystoles and/or widened QRS complexes in the ECG signal, for example due to cardiac arrhythmias and/or atrioventricular blockages. The inventive determination of the trigger signal taking into account the left ventricular ECG signal can accordingly be particularly advantageous for optimizing synchronized circulatory support for such patients. It has been shown that in some heart diseases, a reliable determination of the trigger signal is only possible by taking the left ventricular ECG signal into account. The risk of incorrect and/or non-triggering of the extracorporeal circulatory support can be significantly reduced in such clinical cases.

Bevorzugt wird das Triggersignal ausschließlich anhand des linksventrikulären EKG-Signals bestimmt. Auf diese Weise kann das Verfahren und insbesondere die Verarbeitung des empfangenen EKG-Signals erheblich vereinfacht werden. Darüber hinaus kann aber aufgrund der Nähe der Erfassung zum tatsächlichen Signal eine verbesserte Triggerstabilität bereitgestellt werden. Denn es wird eine quasi-direkte Erfassung am Ventrikel bzw. bevorzugt eine Erfassung in unmittelbarer Nähe am Signal ermöglicht, welche bei einem Oberflächen-EKG-Signal nicht bereitgestellt werden kann.Preferably, the trigger signal is determined exclusively based on the left ventricular ECG signal. In this way, the method and in particular the processing of the received ECG signal can be significantly simplified. In addition, however, improved trigger stability can be provided due to the proximity of the detection to the actual signal. This is because a quasi-direct detection at the ventricle or preferably a detection in the immediate vicinity of the signal is enabled, which cannot be provided with a surface ECG signal.

Das mindestens eine linksventrikuläre EKG-Signal kann bevorzugt ein transösophageales EKG-Signal sein. Beispielsweise kann das linksventrikuläre EKG-Signal mithilfe von Elektroden an einer Speiseröhren- oder Magensonde oder ösophageale Echokardiographiesonde erfasst werden, wobei die Sonde entweder zu diesem Zweck eingeführt sein kann oder wobei eine parallele Erfassung vorgesehen sein kann. Es kann somit eine minimal-invasive Erfassung ermöglicht werden. Ebenfalls können entsprechende Elektroden auch an einer separaten Halterung vorgesehen sein, welche ösophageal im Patienten eingeführt ist, wodurch sich die Erfassung noch weniger invasiv gestalten lässt. Dadurch dass der Ösophagus bzw. die Speiseröhre sich abschnittsweise unmittelbar hinter dem linken Ventrikel befindet, kann auf diese Weise eine besonders effiziente Signalerfassung bereitgestellt werden, wobei das Verhältnis vom Nutzsignal zum Störsignal noch weiter verbessert werden kann.The at least one left ventricular ECG signal can preferably be a transesophageal ECG signal. For example, the left ventricular ECG signal can be recorded using electrodes on an esophageal or gastric tube or esophageal echocardiography probe, whereby the probe can either be inserted for this purpose or whereby parallel recording can be provided. This makes minimally invasive recording possible. Corresponding electrodes can also be provided on a separate holder which is inserted esophageally in the patient, which makes the recording even less invasive. Because the esophagus or esophagus is located in sections immediately behind the left ventricle, particularly efficient signal recording can be provided in this way, whereby the ratio of the useful signal to the interference signal can be improved even further.

Bei Patienten mit Herzinsuffizienz und kardialer Resynchronisationstherapie (CRT) mit Hilfe von rechtsatrialer, rechtsventrikulärer und linksventrikulärer Stimulation kann ein nichtinvasiv und telemetrisch über ein Programmiergerät abgeleitetes linksventrikuläres Elektrokardiogramm als LV-EKG für das Triggersignal verwendet werden.In patients with heart failure and cardiac resynchronization therapy (CRT) with right atrial, right ventricular and left ventricular pacing, a left ventricular electrocardiogram derived noninvasively and telemetrically via a programmer can be used as the LV ECG for the trigger signal.

Das Triggersignal kann - basierend auf einer Gaußschen Ausgleichskurve - für eine oder mehrere Amplitudenänderungen bestimmt werden. Im Falle eines linksventrikulären EKG-Signals kann aufgrund der Nähe zum Ventrikel beispielsweise ein höheres Signal bzw. eine stärkere Amplitudenänderung im EKG-Signal für eine R-Welle und/oder P-Welle zu erwarten sein. Ebenfalls kann die entsprechende Amplitudenänderung zeitlich genauer erfasst und beispielsweise eine geringere Verbreiterung umfassen. Entsprechend kann anhand einer Vielzahl von Gaußschen Verteilungskurven, welche auf die im EKG-Signal vorhandenen jeweiligen Amplitudenänderungen abgebildet werden, eine statistisch genauere Überlappung mit einer entsprechenden Amplitudenänderung ermittelt werden. Auf diese Weise kann anhand der entsprechenden Ausgleichskurve bzw. eines „best-fit“ ein Zeitpunkt des Triggersignals mit verbesserter Genauigkeit bestimmt werden.The trigger signal can be determined for one or more amplitude changes based on a Gaussian compensation curve. In the case of a left ventricular ECG signal, a higher signal or a stronger amplitude change in the ECG signal can be expected for an R wave and/or P wave due to the proximity to the ventricle. The corresponding amplitude change can also be recorded more precisely in time and, for example, include less broadening. Accordingly, a statistically more accurate overlap with a corresponding amplitude change can be determined using a large number of Gaussian distribution curves, which are mapped to the respective amplitude changes present in the ECG signal. In this way, a time of the trigger signal can be determined with improved accuracy using the corresponding compensation curve or a "best fit".

Es wird bevorzugt die Ausgleichskurve mit dem größten Integralwert als Triggersignal bestimmt. Mit anderen Worten kann eine Ausgleichskurve, welche statistisch mit einer bestimmten Amplitudenänderung übereinstimmt und die größtmögliche Fläche und/oder die größtmögliche Amplitude aufweist, als Triggersignal festgehalten werden. Im Herzzyklus kann ein solcher Integralwert insbesondere mit einem Zeitpunkt einer erfassten R-Welle übereinstimmen.Preferably, the compensation curve with the largest integral value is determined as the trigger signal. In other words, a compensation curve that statistically corresponds to a certain amplitude change and has the largest possible area and/or the largest possible amplitude can be recorded as the trigger signal. In the cardiac cycle, such an integral value can in particular correspond to a time of a detected R wave.

Für die Ausgleichskurve bzw. den Integralwert können jedoch Schwellenwerte vorgesehen sein, beispielsweise ein minimaler Amplitudenwert und/oder ein maximaler Zeitwert. So kann beispielsweise vermieden werden, dass doppelte R-Wellen in einem verbreiterten QRS-Komplex als Triggersignal bestimmt werden. Auch kann vermieden werden, dass geringfügige Amplitudenänderungen, welche sich über ein längeres Zeitintervall erstrecken, versehentlich als Triggersignal verwendet werden. Umgekehrt kann auch vorgesehen sein, dass im Falle einer geringeren Amplitudenänderung, welche aber innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls im jeweiligen Herzzyklus erfasst wurde, diese gleichwohl als Triggersignal dienen kann. Sollte innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls keine vorgegebene Amplitudenänderung festgestellt werden, so können die Parameter für die Ausgleichskurve derart angepasst werden, dass beispielsweise eine P-Welle anstatt einer R-Welle als Triggersignal zu bestimmen ist.However, threshold values can be provided for the compensation curve or the integral value, for example a minimum amplitude value and/or a maximum time value. This can, for example, prevent double R waves in a widened QRS complex from being determined as a trigger signal. It can also prevent minor amplitude changes that extend over a longer time interval from being accidentally used as a trigger signal. Conversely, it can also be provided that in the case of a smaller amplitude change that was recorded within a predetermined time interval in the respective cardiac cycle, this can still serve as a trigger signal. If no predetermined amplitude change is detected within a predetermined time interval, the parameters for the compensation curve can be adjusted in such a way that, for example, a P wave is determined as the trigger signal instead of an R wave.

Das Vorsehen von Gaußschen Ausgleichskurven ermöglicht somit einerseits, dass eine korrekte Erfassung bestätigt oder sogar ermöglicht werden kann. Andererseits ermöglicht diese Vorgehensweise anhand der jeweiligen Ausgleichskurvenergebnisse und statistischen Auswertungen eine iterative Optimierung der Erfassung bzw. der Bestimmung des Triggersignals für sukzessive Herzzyklen.On the one hand, the provision of Gaussian compensation curves makes it possible to confirm or even enable correct detection. On the other hand, this procedure enables iterative optimization of the detection or determination of the trigger signal for successive cardiac cycles based on the respective compensation curve results and statistical evaluations.

Es kann vorgesehen sein, dass das Triggersignal basierend auf einer spektro-temporalen Verteilung bestimmt wird. So können linksventrikuläre EKG-Signale sowohl im zeitlichen Bereich als auch im Frequenzbereich ausgewertet werden, um eine sogenannte „Heatmap“ oder „spektro-temporale Map“ zu bilden. Anhand einer solchen „Heatmap“ oder „spektrotemporale Map“ können entsprechende Amplitudenänderungen für einen bestimmten Zeitpunkt innerhalb des linksventrikulären EKG-Signals erkannt und beispielsweise anhand von vorgegebenen Schwellenwerten und/oder Korrelationsanalysen ausgewertet werden, um ein Triggersignal zu bestimmen.It can be provided that the trigger signal is determined based on a spectro-temporal distribution. In this way, left ventricular ECG signals can be evaluated in both the temporal and frequency domains to form a so-called "heat map" or "spectro-temporal map". Using such a "heat map" or "spectrotemporal map", corresponding amplitude changes for a specific point in time within the left ventricular ECG signal can be detected and evaluated, for example, using predefined threshold values and/or correlation analyses to determine a trigger signal.

Derart kann - beim Überschreiten der entsprechenden Schwellenwerte für vorgegebene Frequenzbereiche innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls - eine einer spezifischen Amplitudenänderung entsprechende Steigung festgestellt werden, welche beispielsweise einer R-Welle entspricht. Sollten innerhalb dieses Zeitintervalls nicht alle der vorgegebenen Frequenzbereiche den jeweiligen Schwellenwert überschreiten oder eine Schwellenwert-Überschreitung vorliegen, welche länger als das vorgegebene Zeitintervall andauert, kann beispielsweise eine R-Welle oder deren Zeitpunkt nicht eindeutig festgestellt werden, beispielsweise aufgrund einer entsprechenden Verbreiterung eines QRS-Komplexes.In this way, when the corresponding threshold values for predefined frequency ranges are exceeded within a predefined time interval, a slope corresponding to a specific amplitude change can be determined, which corresponds, for example, to an R wave. If not all of the predefined frequency ranges exceed the respective threshold value within this time interval, or if a threshold value is exceeded for longer than the predefined time interval, an R wave or its time cannot be clearly determined, for example due to a corresponding widening of a QRS complex.

Das empfangene EKG-Signal kann weiterhin ein Oberflächen-EKG-Signal umfassen, wobei das Triggersignal in Abhängigkeit des Oberflächen-EKG-Signals bestimmt werden kann. Mit anderen Worten kann zusätzlich zum linksventrikulären EKG-Signal ein Oberflächen-EKG-Signal vorliegen und empfangen werden. Beispielsweise kann ein Oberflächen-EKG-Signal als Standardsignal zum Bestimmen des Triggersignals eingestellt sein. Das linksventrikuläre EKG-Signal könnte dann verwendet werden, wenn eine Erfassung bzw. Bestimmung mittels des Oberflächen-EKG-Signals sich aus unzureichend erweisen sollte. Umgekehrt kann das linksventrikuläre EKG-Signal jedoch auch lediglich als „Backup-Signal“ vorgesehen sein, wenn eine Erfassung und ein Bestimmen des Triggersignals mittels des Oberflächen-EKGs fehlerfrei verläuft. Auf diese Weise kann das linksventrikuläre EKG-Signal im Sinne eines Unterstützungssystems oder als redundantes System eingerichtet sein. Dabei kann das linksventrikuläre EKG-Signal dennoch berücksichtigt werden, beispielsweise periodisch oder kontinuierlich, um beispielsweise festzustellen, ob eine signifikante Verbesserung der Triggerstabilität erforderlich ist und/oder mittels des linksventrikulären EKG-Signals erzielt werden kann.The received ECG signal can further comprise a surface ECG signal, wherein the trigger signal can be determined depending on the surface ECG signal. In other words, in addition to the left ventricular ECG signal, a surface ECG signal can be present and received. For example, a surface ECG signal can be set as the standard signal for determining the trigger signal. The left ventricular ECG signal could be used if detection or determination using the surface ECG signal should prove insufficient. Conversely, the left ventricular ECG signal can also be provided merely as a "backup signal" if detection and determination of the trigger signal using the surface ECG is error-free. In this way, the left ventricular ECG signal can be set up as a support system or as a redundant system. The left ventricular ECG signal can still be taken into account, for example periodically or continuously, in order to determine, for example, whether a significant improvement in trigger stability is required and/or can be achieved using the left ventricular ECG signal.

Bevorzugt wird das Triggersignal für den aktuellen Herzzyklus anhand des linksventrikulären EKG-Signals bestimmt, wenn für das bestimmte Triggersignal aus mindestens zwei verschiedenen EKG-Ableitungen aus dem Oberflächen-EKG für mindestens einen vorherigen Herzzyklus eine jeweilige zeitliche Differenz ermittelt wird, welche einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.Preferably, the trigger signal for the current cardiac cycle is determined based on the left ventricular ECG signal if a respective time difference is determined for the specific trigger signal from at least two different ECG derivations from the surface ECG for at least one previous cardiac cycle, which exceeds a predetermined threshold value.

Es kann entsprechend ein EKG-Quellenwechsel zum Bestimmen des Triggersignals vorgesehen sein, wenn sich aus dem Oberflächen-EKG ergibt, dass ein Triggersignal nicht mit einer gewünschten zeitlichen Stabilität bestimmt werden kann und eine Verbesserung der Genauigkeit bzw. der Qualität des verwendeten EKG-Signals erforderlich ist. Dies kann beispielsweise dann festgestellt werden, wenn sich zwischen den Amplitudenänderungen jeweiliger EKG-Ableitungen eine gewisse Variabilität ergibt.Accordingly, an ECG source change can be provided for determining the trigger signal if the surface ECG shows that a trigger signal cannot be determined with the desired temporal stability and an improvement in the accuracy or quality of the ECG signal used is required. This can be determined, for example, if a certain variability occurs between the amplitude changes of the respective ECG leads.

So kann das Triggersignal für den aktuellen Herzzyklus insbesondere dann anhand des linksventrikulären EKG-Signals bestimmt werden, wenn aus mindestens zwei verschiedenen EKG-Ableitungen aus dem Oberflächen-EKG für mindestens einen vorherigen Herzzyklus eine jeweilige zeitliche Differenz ermittelt wird, welche einen Schwellenwert zwischen 2 ms und 10 ms, bevorzugt einen Schwellenwert von 5 ms, überschreitet. Entsprechend kann eine gemessene unzureichende Triggergenauigkeit des Oberflächen-EKGs und/oder über mehrere Herzzyklen schlecht erfassbare R-Wellen eine Ausgabe bewirken, welche zur Verbesserung der Triggerstabilität den zusätzlichen oder ausschließlichen Eingang eines linksventrikulären EKG-Signals zum Bestimmen des Triggersignals vorschlägt.The trigger signal for the current cardiac cycle can be determined in particular using the left ventricular ECG signal if a respective time difference is determined from at least two different ECG derivations from the surface ECG for at least one previous cardiac cycle, which exceeds a threshold value between 2 ms and 10 ms, preferably a threshold value of 5 ms. Accordingly, a measured insufficient trigger accuracy of the surface ECG and/or R waves that are difficult to detect over several cardiac cycles can cause an output that suggests the additional or exclusive input of a left ventricular ECG signal to determine the trigger signal in order to improve trigger stability.

Sollte der Schwellenwert jedoch für mehrere Herzzyklen nicht überschritten werden und kann entsprechend von einer gewünschten Triggerstabilität ausgegangen werden, kann umgekehrt ein Bestimmen des Triggersignals anhand eines linksventrikulären EKG-Signals eingestellt werden. Dadurch kann eine potentielle Invasivität der Signalerfassung zumindest zeitweise reduziert werden.However, if the threshold value is not exceeded for several cardiac cycles and a desired trigger stability can be assumed, the trigger signal can be determined using a left ventricular ECG signal. This can reduce the potential invasiveness of the signal acquisition, at least temporarily.

Weiterhin kann das Triggersignal für den aktuellen Herzzyklus anhand des linksventrikulären EKG-Signals bestimmt werden, wenn für mindestens einen vorherigen Herzzyklus kein zu bestimmendes Triggersignal mittels des Oberflächen-EKG-Signals bestimmt wurde. Bevorzugt wird das Triggersignal erst dann anhand des linksventrikulären EKG-Signals bestimmt, wenn das zu bestimmende Triggersignal über mehrere Herzzyklen nicht bestimmt werden konnte, beispielsweise für zwei oder mehrere sukzessive Herzzyklen, oder wenn das Bestimmen intermittierend fehlschlägt. Auf diese Weise können einzelne Triggerschwankungen, welche ggf. nicht unmittelbar patientengefährdend sind, ausgeblendet werden, um eine Systemstabilität und Vorhersehbarkeit der extrakorporalen Kreislaufunterstützung zu gewährleisten und keinen ggf. unnötigen Wechsel der Art der Bestimmung des Triggersignals zu veranlassen.Furthermore, the trigger signal for the current cardiac cycle can be determined using the left ventricular ECG signal if no trigger signal to be determined was determined using the surface ECG signal for at least one previous cardiac cycle. Preferably, the trigger signal is only determined using the left ventricular ECG signal if the trigger signal to be determined could not be determined over several cardiac cycles, for example for two or more successive cardiac cycles, or if the determination fails intermittently. In this way, individual trigger fluctuations that may not be directly dangerous to the patient can be masked out in order to ensure system stability and predictability of the extracorporeal circulatory support and to avoid any unnecessary change in the type of determination of the trigger signal.

Um festzustellen, ob ein Bestimmen des Triggersignals anhand des linksventrikulären EKG-Signals tatsächlich erforderlich ist und/oder für den jeweiligen Patienten eine signifikante Verbesserung der Triggerstabilität bereitstellen kann, wird das Triggersignal bevorzugt für den aktuellen Herzzyklus anhand des linksventrikulären EKG-Signals bestimmt. Dies gilt insbesondere dann, wenn zwischen dem anhand des linksventrikulären EKG-Signals bestimmten Triggersignals und einem anhand des Oberflächen-EKG-Signals bestimmten Triggersignals für mindestens einen vorherigen Herzzyklus eine jeweilige zeitliche Differenz ermittelt wird, welche einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.In order to determine whether determining the trigger signal based on the left ventricular ECG signal is actually necessary and/or can provide a significant improvement in trigger stability for the respective patient, the trigger signal is preferably determined for the current cardiac cycle based on the left ventricular ECG signal. This applies in particular if a respective time difference is determined between the trigger signal determined based on the left ventricular ECG signal and a trigger signal determined based on the surface ECG signal for at least one previous cardiac cycle, which exceeds a predetermined threshold value.

Mit anderen Worten kann das Triggersignal sowohl anhand des linksventrikulären EKG-Signals als auch anhand eines gemittelten Oberflächen-EKG-Signals bestimmt werden. Eine zeitliche Differenz kann als Indikator dafür dienen, ob eine ggf. invasivere EKG-Signalerfassung für den jeweiligen Patienten veranlasst ist. Wird der Schwellenwert für diese zeitliche Differenz beispielsweise für eine vorgegebene Zeit nicht überschritten bzw. unterschritten, so kann sich daraus ergeben, dass ein Bestimmen des Triggersignals anhand des linksventrikulären EKG-Signals nicht länger erforderlich ist, beispielsweise aufgrund einer entsprechenden Verbesserung des Zustands des Patienten.In other words, the trigger signal can be determined using both the left ventricular ECG signal and an averaged surface ECG signal. A time difference can serve as an indicator of whether a more invasive ECG signal acquisition is necessary for the respective patient. If the threshold value for this time difference is not exceeded or undercut for a predetermined period of time, for example, it may result that determining the trigger signal using the left ventricular ECG signal is no longer necessary, for example due to a corresponding improvement in the patient's condition.

Bevorzugt liegt der Schwellenwert zwischen 5 ms und 10 ms, kann jedoch für weniger kritische Patientenbedingungen auch höher sein, beispielsweise zwischen 10 ms und 20 ms. Es kann eine statistische Auswertung vorgesehen sein, beispielsweise eine Pearson-Korrelation, um bevorzugt nur dann ein Bestimmen des Triggersignals (ausschließlich) anhand des linksventrikulären EKG-Signals zu veranlassen, wenn ein Überschreiten des Schwellenwerts mit einer vorgegebenen Frequenz erfolgt.The threshold value is preferably between 5 ms and 10 ms, but can also be higher for less critical patient conditions, for example between 10 ms and 20 ms. A statistical evaluation can be provided, for example a Pearson correlation, in order to preferably only determine the trigger signal (exclusively) based on the left ventricular ECG signal if the threshold value is exceeded at a predetermined frequency.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass - basierend auf dem bestimmten Triggersignal - ein Signal für die extrakorporale Kreislaufunterstützung mit einer Verzögerungszeit ausgegeben wird. Das Signal kann beispielsweise ein Steuer-/Regelsignal für die extrakorporale Kreislaufunterstützung sein, beispielsweise für eine Blutpumpe. Beispielsweise kann die Verzögerungszeit für das zu bestimmende Triggersignal vorgegeben sein und sich somit für eine R-Welle als Triggersignal und für eine P-Welle als Triggersignal unterscheiden. Basierend auf dem bestimmten Triggersignal und der entsprechenden Verzögerungszeit kann sichergestellt werden, dass ein Unterstützungspuls der extrakorporalen Kreislaufunterstützung nur in der vorgesehenen Herzzyklusphase, insbesondere während der diastolischen Phase, erfolgt.Preferably, it is provided that - based on the determined trigger signal - a signal for the extracorporeal circulatory support is output with a delay time. The signal can be, for example, a control/regulation signal for the extracorporeal circulatory support, for example for a blood pump. For example, the delay time for the trigger signal to be determined can be predetermined and thus differ for an R-wave as a trigger signal and for a P-wave as a trigger signal. Based on the A specific trigger signal and the corresponding delay time can ensure that a support pulse for extracorporeal circulatory support only occurs in the intended phase of the cardiac cycle, in particular during the diastolic phase.

Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Überwachen und Optimieren einer zeitlichen Triggerstabilität einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung vorgeschlagen, umfassend eine Schnittstelle zum Empfangen eines EKG-Signals eines unterstützten Patienten über einen vorgegebenen Zeitraum, und eine Auswerteeinheit. Die Auswerteeinheit ist zum Bestimmen eines vorgegebenen Triggersignals für einen aktuellen Herzzyklus aus dem empfangenen EKG-Signal eingerichtet. Die Auswerteeinheit ist dabei weiterhin dazu eingerichtet, linksventrikuläre EKG-Signale aus dem EKG-Signal auszuwerten und das Triggersignal basierend auf einem linksventrikulären EKG-Signal zu bestimmen. Insbesondere kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.Furthermore, a device for monitoring and optimizing a temporal trigger stability of extracorporeal circulatory support is proposed, comprising an interface for receiving an ECG signal of a supported patient over a predetermined period of time, and an evaluation unit. The evaluation unit is set up to determine a predetermined trigger signal for a current cardiac cycle from the received ECG signal. The evaluation unit is further set up to evaluate left ventricular ECG signals from the ECG signal and to determine the trigger signal based on a left ventricular ECG signal. In particular, the device can be set up to carry out the inventive method described above.

Das EKG-Signal des unterstützten Patienten kann derart mittels einer Schnittstelle der Vorrichtung empfangen werden. Das EKG-Signal kann mithilfe eines Arbeitsspeichers verarbeitet und/oder in einem Speichermedium gespeichert werden. Beispielsweise kann das EKG-Signal über die Schnittstelle kommunikativ mit der Auswerteeinheit verbunden sein. Die Auswerteeinheit kann sowohl einen Arbeitsspeicher als auch ein Speichermedium umfassen. Über die Schnittstelle wird das linksventrikuläre EKG-Signal empfangen, es können aber zusätzlich EKG-Signale aus einem Oberflächen-EKG des unterstützten Patienten über die Schnittstelle empfangen werden. Entsprechend können EKG-Signale aus verschiedenen räumlich voneinander getrennten EKG-Ableitungen empfangen werden.The ECG signal of the supported patient can be received in this way via an interface of the device. The ECG signal can be processed using a working memory and/or stored in a storage medium. For example, the ECG signal can be communicatively connected to the evaluation unit via the interface. The evaluation unit can comprise both a working memory and a storage medium. The left ventricular ECG signal is received via the interface, but ECG signals from a surface ECG of the supported patient can also be received via the interface. Accordingly, ECG signals can be received from various spatially separated ECG leads.

Die Auswerteeinheit ist vorteilhafterweise dazu eingerichtet, zumindest das linksventrikuläre EKG-Signal auszuwerten, um das Triggersignal zu bestimmen. Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, die EKG-Signale aus dem Oberflächen-EKG auszuwerten und insbesondere statistisch auszuwerten. Wie vorstehend beschrieben, können die EKG-Signale aus den jeweiligen EKG-Ableitungen entsprechend miteinander und/oder mit dem linksventrikulären EKG-Signal verglichen werden, um zu ermitteln, ob eine zeitliche Differenz des zu bestimmenden Triggersignals vorliegt, welche einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dazu können ein oder mehrere Schwellenwert(e) im Speichermedium hinterlegt sein.The evaluation unit is advantageously set up to evaluate at least the left ventricular ECG signal in order to determine the trigger signal. In addition, the evaluation unit can be set up to evaluate the ECG signals from the surface ECG and in particular to evaluate them statistically. As described above, the ECG signals from the respective ECG leads can be compared with each other and/or with the left ventricular ECG signal in order to determine whether there is a time difference in the trigger signal to be determined that exceeds a predetermined threshold value. For this purpose, one or more threshold values can be stored in the storage medium.

Bevorzugt ist die Vorrichtung als Teil eines EKG-Geräts ausgebildet. Sie kann jedoch auch über eine oder die vorstehend beschriebene(n) Schnittstelle(n) kommunikativ mit mindestens einem EKG-Gerät verbindbar oder koppelbar sein. Weiterhin kann die Vorrichtung in einer Steuer- und Regeleinheit für eine extrakorporale Kreislaufunterstützung integriert sein. Die Steuer- und Regeleinheit kann dazu eingerichtet sein, ein Steuer- und/oder Regelsignal für die extrakorporale Kreislaufunterstützung an einem vorgegebenen Zeitpunkt nach einem bestimmten Triggersignal und mit einer vorgegebenen Verzögerungszeit auszugeben.The device is preferably designed as part of an ECG device. However, it can also be communicatively connected or coupled to at least one ECG device via one or the above-described interface(s). Furthermore, the device can be integrated in a control and regulating unit for extracorporeal circulatory support. The control and regulating unit can be set up to output a control and/or regulating signal for the extracorporeal circulatory support at a predetermined point in time after a specific trigger signal and with a predetermined delay time.

In der Steuer- und Regeleinheit kann die Vorrichtung bevorzugt als integriertes EKG-Gerät vorgesehen oder als EKG-Gerät an der Steuer- und Regeleinheit befestigt sein. Somit kann die Steuer- und Regeleinheit unabhängig vom Vorhandensein von anderen Komponenten eingesetzt werden und kompakt ausgebildet sein. Bevorzugt ist das EKG-Gerät in einem einzigen Gehäuse eines Systems für die extrakorporale Kreislaufunterstützung integriert, beispielsweise in einer Sensorbox in Form einer EKG-Karte oder eines EKG-Moduls.In the control and regulation unit, the device can preferably be provided as an integrated ECG device or attached to the control and regulation unit as an ECG device. The control and regulation unit can thus be used independently of the presence of other components and can be designed to be compact. The ECG device is preferably integrated in a single housing of a system for extracorporeal circulatory support, for example in a sensor box in the form of an ECG card or an ECG module.

Die Steuer- und Regeleinheit kann weiterhin in einer Konsole untergebracht sein, welche eine Benutzerschnittstelle zum Eingeben und Auslesen von Einstellungen des Systems, insbesondere von Parametern der Blutpumpe eines extrakorporalen Kreislaufunterstützungssystems und/oder des EKG-Geräts, aufweist. Beispielsweise kann die Konsole einen Touchscreen und/oder ein Display mit einer Tastatur umfassen, welche von einem Benutzer bedient werden können. Die Steuer- und Regeleinheit betreibt, betätigt, steuert, regelt und überwacht bevorzugt die Blutpumpe und ermöglicht eine Synchronisierung der Blutpumpe mit dem Herzzyklus und insbesondere mit dem bereitgestellten Triggersignal des jeweiligen Patienten.The control and regulation unit can also be housed in a console, which has a user interface for entering and reading system settings, in particular parameters of the blood pump of an extracorporeal circulatory support system and/or the ECG device. For example, the console can comprise a touchscreen and/or a display with a keyboard, which can be operated by a user. The control and regulation unit preferably operates, actuates, controls, regulates and monitors the blood pump and enables synchronization of the blood pump with the cardiac cycle and in particular with the trigger signal provided by the respective patient.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung eine mit der Schnittstelle kommunikativ verbundene Elektrodenanordnung zum Bereitstellen des linksventrikulären EKG-Signals. Die Elektrodenanordnung kann eine Halterung aufweisen und zum ösophagealen Einführen in den Patienten konfiguriert sein. Die Halterung kann ausschließlich als Haltevorrichtung für die Elektroden ausgebildet sein, sodass eine, im Vergleich zu üblichen Sonden, relativ dünne Struktur bereitgestellt wird, welche minimal-invasiv ist. Die Halterung bzw. Haltevorrichtung kann spezifisch zum Einführen in den Ösophagus bemessen sein, sodass das Einführen in den Patienten erleichtert und weiterhin eine erhöhte Ortsfestigkeit sichergestellt werden kann. Auf diese Weise kann auch bei Erschütterungen, beispielsweise während Transport des Patienten, sichergestellt werden, dass eine genaue Platzierung der Elektroden gewährleistet ist und eine sichere und genaue Erfassung des linksventrikulären EKG-Signals ermöglicht wird.According to an advantageous embodiment, the device comprises an electrode arrangement communicatively connected to the interface for providing the left ventricular ECG signal. The electrode arrangement can have a holder and be configured for esophageal insertion into the patient. The holder can be designed exclusively as a holding device for the electrodes, so that a relatively thin structure is provided compared to conventional probes, which is minimally invasive. The holder or holding device can be specifically dimensioned for insertion into the esophagus, so that insertion into the patient is easier and increased stability can be ensured. In this way, even in the event of vibrations, for example during transport of the patient, it can be ensured that precise placement of the electrodes is ensured and a safe and accurate recording of the left ventricular ECG signal is possible.

Alternativ können die Elektroden und die Halterung jedoch auch an einer Sonde vorgesehen sein, insbesondere einer Speiseröhren- oder Magensonde. Dadurch kann beispielsweise eine Erfassung des linksventrikulären EKG-Signals parallel zu einer Funktion der Sonde, beispielsweise für eine Ablation, vorgesehen sein, ohne dass zur Erfassung eine separate Anordnung in den Patienten eingeführt werden müsste.Alternatively, the electrodes and the holder can also be provided on a probe, in particular an esophageal or gastric probe. This makes it possible, for example, to record the left ventricular ECG signal in parallel with a function of the probe, for example for an ablation, without a separate arrangement having to be introduced into the patient for recording.

Weitere Vorteile sowie mögliche Ausführungen und Weiterbildungen der Vorrichtung und der Steuer- und Regeleinheit finden sich bereits ausführlich im Hinblick auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschrieben, sodass auf eine abermalige Beschreibung der entsprechenden Aspekte verzichtet wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Allerdings gelten die entsprechenden Offenbarungsinhalte für diesen Gegenstand fort.Further advantages as well as possible embodiments and further developments of the device and the control and regulating unit have already been described in detail with regard to the method described above, so that a repeated description of the corresponding aspects is omitted in order to avoid repetition. However, the corresponding disclosure contents continue to apply to this subject matter.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert.

1 zeigt einen elektrokardiographischen Verlauf von EKG-Signalen für sukzessive Herzzyklen im physiologischen Zustand;
2 zeigt einen elektrokardiographischen Verlauf von EKG-Signalen bei auftretenden Herzrhythmusstörungen;
3 zeigt einen alternativen elektrokardiographischen Verlauf von EKG-Signalen bei auftretenden Herzrhythmusstörungen;
4 zeigt einen alternativen elektrokardiographischen Verlauf von EKG-Signalen mit Verbreiterungen des QRS-Komplex und ein entsprechendes Aortendruckmesssignal;
5 zeigt ein Beispiel einer Erfassung eines Triggersignals anhand von Gaußschen Ausgleichskurven;
6 zeigt ein Beispiel einer Erfassung eines Triggersignals anhand einer spektro-temporalen Auswertung;
7 zeigt ein weiteres Beispiel einer spektro-temporalen Auswertung eines EKG-Signals; und
8 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures.

1 shows an electrocardiographic course of ECG signals for successive cardiac cycles in the physiological state;
2 shows an electrocardiographic course of ECG signals in the event of cardiac arrhythmias;
3 shows an alternative electrocardiographic course of ECG signals in the event of cardiac arrhythmias;
4 shows an alternative electrocardiographic course of ECG signals with widening of the QRS complex and a corresponding aortic pressure measurement signal;
5 shows an example of detecting a trigger signal using Gaussian fit curves;
6 shows an example of a trigger signal acquisition using a spectro-temporal evaluation;
7 shows another example of a spectro-temporal evaluation of an ECG signal; and
8 shows a device according to an advantageous embodiment of the invention.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed Description of Preferred Embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Wiederholungen zu vermeiden.Preferred embodiments are described below with reference to the figures. Identical, similar or equivalent elements in the different figures are provided with identical reference symbols. A repeated description of these elements is partially omitted in order to avoid repetition.

In 1 ist ein EKG-Signalverlauf für drei sukzessive Herzzyklen über eine vorgegebene Zeit gezeigt. Es handelt sich in der Figur um einen physiologischen Verlauf mit einem normofrequenten Sinusrhythmus ohne atrioventrikuläre Blockierungen. Es sind in der 1 die entsprechenden EKG-Signale aus den EKG-Ableitungen I und V1 eines Oberflächen-EKGs gezeigt, welche somit jeweilige Oberflächen-EKG-Signale 15 darstellen. Weiterhin ist auch ein linksventrikuläres EKG-Signal 14 gezeigt, welches als bipolares EKG-Signal vorliegt und transösophageal erfasst wurde. Durch die entsprechende Elektrodenordnung zur Erfassung des linksventrikulären EKG-Signals 14 wurde sowohl ein linksatriales Erregungssignal als auch das linksventrikuläres Erregungssignal erfasst. Mit anderen Worten enthält das linksventrikuläre EKG-Signal 14 auf diese Weise auch ein Erregungssignal des Vorhofs.In 1 An ECG signal curve is shown for three successive cardiac cycles over a given time. The figure shows a physiological curve with a normofrequent sinus rhythm without atrioventricular blocks. 1 the corresponding ECG signals from the ECG leads I and V1 of a surface ECG are shown, which thus represent respective surface ECG signals 15. Furthermore, a left ventricular ECG signal 14 is also shown, which is present as a bipolar ECG signal and was recorded transesophageally. Due to the corresponding electrode arrangement for recording the left ventricular ECG signal 14, both a left atrial excitation signal and the left ventricular excitation signal were recorded. In other words, the left ventricular ECG signal 14 also contains an excitation signal from the atrium.

Im vorliegenden Beispiel wurden die R-Wellen als Triggersignal 22 bestimmt. Die R-Welle entsteht durch die Depolarisation des Ventrikels, welche den Beginn der systolischen Phase kennzeichnet und somit insbesondere als Triggersignal 22 für die Ansteuerung einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung in einer nachfolgenden diastolischen Phase geeignet ist. Zu sehen ist, dass die R-Welle sowohl für die EKG-Ableitung I des Oberflächen-EKGS als auch für das linksventrikuläre EKG-Signal 14 eindeutig anhand der entsprechenden Zacken bzw. Amplitudenänderungen im physiologischen Zustand erfasst werden kann. Zwischen den R-Wellen aus dem Oberflächen-EKG-Signal 15 und den dem jeweiligen Herzzyklus entsprechenden R-Wellen aus dem linksventrikulären EKG-Signal 14 ergeben sich jeweils nur geringfügige zeitliche Differenzen.In the present example, the R waves were determined as trigger signal 22. The R wave is caused by the depolarization of the ventricle, which marks the beginning of the systolic phase and is therefore particularly suitable as trigger signal 22 for controlling extracorporeal circulatory support in a subsequent diastolic phase. It can be seen that the R wave can be clearly detected for both ECG lead I of the surface ECG and for the left ventricular ECG signal 14 based on the corresponding spikes or amplitude changes in the physiological state. There are only slight temporal differences between the R waves from the surface ECG signal 15 and the R waves from the left ventricular ECG signal 14 corresponding to the respective cardiac cycle.

Vorliegend konnte anhand der Elektrodenanordnung für das linksventrikuläre EKG-Signal 14 aus dem linksventrikulären EKG-Signal 14 ebenfalls eindeutig eine P-Welle erfasst werden, welche einer Depolarisation des Vorhofs kennzeichnet. Im linksventrikulären EKG-Signal 14 handelt es sich um die eindeutige Zacke, welche der jeweiligen R-Welle vorangeht. Im Oberflächen-EKG-Signal 15 sind die P-Wellen zwar auch ersichtlich, jedoch erheblich schwerer bzw. ggf. nicht eindeutig zu erfassen. Aufgrund der erfassten P-Welle kann somit anhand des linksventrikulären EKG-Signals 14 überprüft werden, ob eine R-Welle korrekt erfasst und ob sich beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls nach der erfassten P-Welle bestimmt werden konnte.In the present case, based on the electrode arrangement for the left ventricular ECG signal 14, a P-wave could also be clearly detected from the left ventricular ECG signal 14, which indicates a depolarization of the atrium. In the left ventricular ECG signal 14, this is the clear spike that precedes the respective R-wave. In the surface ECG signal 15, the P-waves are also visible, but are considerably more difficult or possibly not clearly detectable. Based on the detected P-wave, the left ventricular ECG signal 14 can be used to check whether an R-wave was correctly detected and whether, for example, it could be determined within a predetermined time interval after the detected P-wave.

Ein EKG-Verlauf mit Anomalien im EKG-Signal, welche aufgrund von auftretenden Herzrhythmusstörungen vorliegen können, ist in 2 gezeigt. Es sind Oberflächen-EKG-Signale 15 aus EKG-Ableitungen II und V1 sowie ein linksventrikuläres EKG-Signal 14, das transösophageal erfasst wurde, gezeigt. Im vorliegenden Beispiel treten polymorphe ventrikuläre Extrasystolen als dritte und vierte Herzaktion auf. Auch in diesem Fall wurden die entsprechenden R-Wellen als Triggersignal 22 bestimmt. Zu erkennen ist, dass die R-Wellen beispielsweise für die EKG-Ableitung II verzerrt sind, während die R-Wellen aus dem linksventrikulären EKG-Signal 14 aufgrund der Nähe zum Ventrikel keine Verzerrung aufweisen und entsprechend eindeutig anhand des minimalen Amplitudenwerts bestimmt werden können. Die R-Wellen aus der EKG-Ableitung II wurden anhand des entsprechenden maximalen Amplitudenwerts bestimmt. Wie mit der gestrichelten Linie und den Doppelpfeilen gezeigt, ergibt sich für den jeweiligen Herzzyklus eine erhebliche Differenz 24 zwischen den aus dem Oberflächen-EKG-Signal 15 und den aus dem linksventrikulären EKG-Signal 14 bestimmten Triggersignalen 22.An ECG trace with abnormalities in the ECG signal, which may be due to cardiac arrhythmias, is in 2 shown. Surface ECG signals 15 from ECG leads II and V1 as well as a left ventricular ECG signal 14 that was recorded transesophageally are shown. In the present example, polymorphic ventricular extrasystoles occur as the third and fourth cardiac action. In this case too, the corresponding R waves were determined as the trigger signal 22. It can be seen that the R waves for ECG lead II, for example, are distorted, while the R waves from the left ventricular ECG signal 14 do not show any distortion due to their proximity to the ventricle and can therefore be clearly determined based on the minimum amplitude value. The R waves from ECG lead II were determined based on the corresponding maximum amplitude value. As shown by the dashed line and the double arrows, there is a significant difference 24 for the respective cardiac cycle between the trigger signals 22 determined from the surface ECG signal 15 and those determined from the left ventricular ECG signal 14.

Entsprechend kann eine signifikante Verbesserung der Genauigkeit des Triggersignals 22 und der Triggerstabilität erzielt werden, wenn im Falle solcher Herzerkrankungen bzw. Herzrhythmusstörungen ein Triggersignal 22 anhand eines linksventrikulären EKG-Signals 14 bestimmt wird. Im vorliegenden Beispiel wurde die zeitliche Genauigkeit auf diese Weise um etwa 100 ms erhöht.Accordingly, a significant improvement in the accuracy of the trigger signal 22 and the trigger stability can be achieved if, in the case of such heart diseases or cardiac arrhythmias, a trigger signal 22 is determined on the basis of a left ventricular ECG signal 14. In the present example, the temporal accuracy was increased in this way by approximately 100 ms.

In 3 ist ein alternativer elektrokardiographischer Verlauf von EKG-Signalen bei auftretenden Herzrhythmusstörungen gezeigt, wobei Oberflächen-EKG-Signale 15 aus EKG-Ableitungen I und V1 sowie ein linksventrikuläres EKG-Signal 14, das transösophageal (Oeso 1/2) erfasst wurden, gezeigt sind. In diesem Beispiel erfolgte eine unipolare rechtsventrikuläre Stimulation für die erste und dritte Herzaktion und eine rechtsventrikuläre Fusionsstimulation bei ventrikulärer Extrasystole als zweite Herzaktion. Auch im Falle eines herzstimulierten Patienten konnte eine entsprechende hohe Verbesserung der zeitlichen Genauigkeit durch das linksventrikulare EKG-Signal 14 von etwa 80 ms erreicht werden, wie mit den entsprechenden gestrichelten Linien und Doppelpfeilen für die Differenz 24 gezeigt.In 3 an alternative electrocardiographic course of ECG signals is shown when cardiac arrhythmias occur, showing surface ECG signals 15 from ECG leads I and V1 as well as a left ventricular ECG signal 14 that was recorded transesophageally (oeso 1/2). In this example, unipolar right ventricular stimulation was used for the first and third cardiac action and right ventricular fusion stimulation was used for ventricular extrasystole as the second cardiac action. Even in the case of a cardiac-stimulated patient, a correspondingly high improvement in temporal accuracy could be achieved by the left ventricular ECG signal 14 of around 80 ms, as shown by the corresponding dashed lines and double arrows for the difference 24.

Ein elektrokardiographischer Verlauf von EKG-Signalen mit Verbreiterungen des QRS-Komplexes ist in 4 gezeigt, wobei eine rechtsatriale Stimulation des Patienten vorgegeben ist. Im elektrokardiographischen Verlauf sind insgesamt sechs Oberflächen-EKG-Signale 15 gezeigt, welche aus den jeweiligen EKG-Ableitungen erfasst wurden, sowie drei linksventrikuläre EKG-Signale 14, welche transösophageal erfasst wurden. In den Oberflächen-EKG-Signalen 15 sind eine verlängerte interatriale Leitungszeit, eine verlängerte Stimulus-Q-Zeit, eine verlängerte linkskardiale atrioventrikuläre-Leitungszeit sowie ein verbreiterter QRS-Komplex erkennbar. Durch diese Verzerrungen im EKG-Signal der jeweiligen EKG-Ableitungen lässt sich ein Triggersignal 22, welches auf einer Erfassung einer R-Welle basiert, nicht eindeutig oder zumindest nicht für eine hinreichende Triggerstabilität bestimmen.An electrocardiographic course of ECG signals with widening of the QRS complex is in 4 shown, whereby right atrial stimulation of the patient is specified. In the electrocardiographic course, a total of six surface ECG signals 15 are shown, which were recorded from the respective ECG leads, as well as three left ventricular ECG signals 14, which were recorded transesophageally. In the surface ECG signals 15, a prolonged interatrial conduction time, a prolonged stimulus Q time, a prolonged left cardiac atrioventricular conduction time and a widened QRS complex can be seen. Due to these distortions in the ECG signal of the respective ECG leads, a trigger signal 22, which is based on the recording of an R wave, cannot be determined clearly or at least not for sufficient trigger stability.

Das linksventrikuläre EKG-Signal 14 zeigt im direkten Vergleich eindeutige R-Wellen ohne beeinträchtigende Verzerrung. Das entsprechende Triggersignal 22 kann eindeutig anhand des linksventrikulären EKG-Signals 14 bestimmt werden. Wie im zusätzlich gezeigten Verlauf eines Aortendrucksignals 13 gezeigt, stimmen die entsprechenden, der R-Welle entsprechenden Zacken im linksventrikulären EKG-Signal 14 auch mit dem Anfang der systolischen Phase eines jeweiligen Herzzyklus überein. Unmittelbar nach der jeweiligen R-Welle ist ein Anstieg des Aortendrucksignals 13 detektierbar. Dieser Umstand indiziert die bewirkte Kontraktion des linken Ventrikels.In direct comparison, the left ventricular ECG signal 14 shows clear R waves without any detrimental distortion. The corresponding trigger signal 22 can be clearly determined from the left ventricular ECG signal 14. As shown in the additionally shown curve of an aortic pressure signal 13, the corresponding spikes in the left ventricular ECG signal 14 corresponding to the R wave also correspond to the beginning of the systolic phase of a respective cardiac cycle. Immediately after the respective R wave, an increase in the aortic pressure signal 13 can be detected. This circumstance indicates the contraction of the left ventricle.

Ein Beispiel einer Erfassung eines Triggersignals 22 anhand von Gaußschen Ausgleichskurven ist in 5 gezeigt. Zu sehen ist eine Biosignalanalyse von zwei nachfolgenden Herzaktionen bei einem Sinusrhythmus ohne atrioventrikulären Blockierungen, aber mit verbreitertem QRS-Komplex. Das EKG-Signal wird als transösophageales (Oeso 1/2) bipolares linksventrikuläres EKG-Signal 14 vorgegeben.An example of a detection of a trigger signal 22 using Gaussian fitting curves is shown in 5 shown. A biosignal analysis of two subsequent cardiac actions in a sinus rhythm without atrioventricular blocks, but with a widened QRS complex is shown. The ECG signal is provided as a transesophageal (Oeso 1/2) bipolar left ventricular ECG signal 14.

Das erste monophasische negative Biosignal der jeweiligen Herzaktion stellt die Erregung des linken Vorhofs dar. Zu sehen ist, dass nach der Überleitung der atrialen Erregung auf den Ventrikel ein niederamplitudiges, negatives, monophysisches, rechtsventrikuläres Biosignal folgt, welches der Erregung des rechten Ventrikels entspricht, gefolgt von einem höheramplitudigen positiven und negativen biphasischen Biosignal, welches der Erregung des linken Ventrikels entspricht.The first monophasic negative biosignal of the respective cardiac action represents the excitation of the left atrium. It can be seen that after the conduction of the atrial excitation to the ventricle, a low-amplitude, negative, monophasic, right ventricular biosignal follows, which corresponds to the excitation of the right ventricle, followed by a higher-amplitude positive and negative biphasic biosignal, which corresponds to the excitation of the left ventricle.

Das temporale, positive, linksventrikuläre Biosignal kann eindeutig erfasst werden und entspricht im vorliegenden Fall einem maximalen Integralwert einer entsprechenden Gaußschen Ausgleichskurve. Entsprechend kann das Triggersignal 22 eindeutig und mit hoher zeitlicher Genauigkeit erfasst werden, um auf diese Weise eine zeitlich stabile Triggerung einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung zu ermöglichen. Die Verwendung der Gaußschen Ausgleichskurven kann nicht nur zur Bestimmung des Triggersignals 22 verwendet werden, sondern kann ebenfalls als periodische oder kontinuierliche Überprüfung eines bestimmten Triggersignals 22 dienen und/oder eine iterative Optimierung der Bestimmung des Triggersignals 22 ermöglichen.The temporal, positive, left ventricular biosignal can be clearly recorded and in the present case corresponds to a maximum integral value of a corresponding Gaussian compensation curve. Accordingly, the trigger signal 22 can be recorded clearly and with high temporal accuracy in order to achieve a temporally stable to enable automatic triggering of extracorporeal circulatory support. The use of the Gaussian compensation curves can not only be used to determine the trigger signal 22, but can also serve as a periodic or continuous check of a specific trigger signal 22 and/or enable iterative optimization of the determination of the trigger signal 22.

In 6 ist ein Beispiel einer Erfassung eines Triggersignals 22 anhand einer spektro-temporalen Auswertung eines linksventrikulären EKG-Signals gezeigt. Auch im vorliegenden Beispiel treten Verbreiterungen im QRS-Komplex auf, wie dies durch die entsprechende zeitliche Verteilung und teilweise Verringerung der Intensität gezeigt ist. Die R-Wellen können aufgrund der höheren Frequenz und der hohen Intensität bei einer schmalen zeitlichen Erstreckung jedoch in den meisten Fällen eindeutig festgestellt werden, wie mit den durchgehenden Rechtecken gezeigt. Auf diese Weise können die R-Wellen als Triggersignal 22 erfasst oder auch überprüft werden, um beispielsweise eine zeitliche Triggerstabilität anhand des linksventrikulären EKG-Signals zu bestimmen. Wie mit den gestrichelten Rechtecken gezeigt, können QRS-Verbreiterungen die Erfassung der R-Welle erschweren. Mit entsprechenden Schwellenwerten können R-Wellen als Triggersignal 22 jedoch auch in solchen Fällen bestimmt werden und zwar beispielsweise dann, wenn eine avisierte Frequenzverteilung, erforderliche Intensität und/oder ein Zeitintervall anhand von Schwellenwerten vorgegeben wird.In 6 is an example of the detection of a trigger signal 22 based on a spectro-temporal evaluation of a left ventricular ECG signal. In the present example, widening in the QRS complex also occurs, as shown by the corresponding temporal distribution and partial reduction in intensity. However, due to the higher frequency and the high intensity with a narrow temporal extension, the R waves can be clearly identified in most cases, as shown by the solid rectangles. In this way, the R waves can be detected as a trigger signal 22 or also checked, for example in order to determine a temporal trigger stability based on the left ventricular ECG signal. As shown by the dashed rectangles, QRS widening can make it more difficult to detect the R wave. With appropriate threshold values, R waves can also be determined as a trigger signal 22 in such cases, for example when an intended frequency distribution, required intensity and/or a time interval is specified using threshold values.

7 zeigt ein weiteres Beispiel einer spektro-temporalen Auswertung eines EKG-Signals. So wird die Höhe des EKG-Signals in 7A über die Zeit tund über die Frequenz f aufgezeichnet. 7 shows another example of a spectro-temporal evaluation of an ECG signal. The height of the ECG signal is 7A over time t and over frequency f.

Diese Aufzeichnungen werden im dreidimensionalen Plot gemäß der 7B zueinander abgebildet. Auf diese Weise kann einfach überprüft bzw. bestätigt werden, ob beispielsweise eine bestimmte (maximale) Signalhöhe mit einem vorgegebenen Frequenzbereich einhergeht, d.h. ob mit erhöhter Wahrscheinlichkeit eine R-Welle zum entsprechenden Zeitpunkt der Aufzeichnung des EKG-Signals vorliegt.These recordings are displayed in the three-dimensional plot according to the 7B to each other. In this way, it is easy to check or confirm whether, for example, a certain (maximum) signal level is associated with a given frequency range, ie whether there is an increased probability that an R-wave is present at the corresponding time of recording the ECG signal.

In 8 ist schematisch eine Vorrichtung 10 zum Überwachen einer zeitlichen Triggerstabilität gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 als EKG-Modul ausgebildet. Über eine Schnittstelle 12 können EKG-Signale empfangen und Signale an weitere Geräte oder Vorrichtungen übermittelt werden, ohne dass eine besondere Koppelung erforderlich würde. So kann die Schnittstelle 12 eine kommunikative Koppelung mit einem extrakorporalen Kreislaufunterstützungssystem bzw. einer extrakorporalen Kreislaufunterstützungsvorrichtung ermöglichen oder auch gemeinsam mit einer Schnittstelle einer entsprechenden Steuer- und Regeleinheit ausgebildet sein.In 8 a device 10 for monitoring temporal trigger stability according to the present invention is shown schematically. In this embodiment, the device 10 is designed as an ECG module. ECG signals can be received via an interface 12 and signals can be transmitted to other devices or apparatuses without a special coupling being required. The interface 12 can thus enable a communicative coupling with an extracorporeal circulatory support system or an extracorporeal circulatory support device or can also be designed together with an interface of a corresponding control and regulating unit.

Die Vorrichtung 10 kann optional als EKG-Gerät ausgebildet sein, welches in einer Steuer- und Regeleinheit integrierbar oder daran befestigbar ist. Auf diese Weise kann eine Steuer- und Regeleinheit einer extrakorporalen Kreislaufunterstützungsvorrichtung bereitgestellt werden, welche unabhängig von der Bereitstellung anderer Komponenten eingesetzt werden kann und kompakt ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Vorrichtung 10 in einem einzigen Gehäuse eines Systems für die extrakorporale Kreislaufunterstützung integrierbar, beispielsweise in einer Sensorbox.The device 10 can optionally be designed as an ECG device that can be integrated into a control and regulating unit or attached to it. In this way, a control and regulating unit of an extracorporeal circulatory support device can be provided that can be used independently of the provision of other components and is designed to be compact. The device 10 can preferably be integrated into a single housing of a system for extracorporeal circulatory support, for example in a sensor box.

Über die Schnittstelle 12 kann ein linksventrikuläres EKG-Signal 14 eines kreislaufunterstützten Patienten empfangen werden. Das linksventrikuläre EKG-Signal 14 wird von einer Elektrodenanordnung 26 erhalten, welche eine Halterung umfasst und zum transösophagealen Einführen in einen Patienten bemessen ist. Auf diese Weise können Erregungssignale des linken Ventrikels aus unmittelbarer Nähe erfasst werden.A left ventricular ECG signal 14 of a patient receiving circulatory support can be received via the interface 12. The left ventricular ECG signal 14 is received from an electrode arrangement 26 which comprises a holder and is dimensioned for transesophageal insertion into a patient. In this way, excitation signals of the left ventricle can be detected from close proximity.

Im vorliegenden Beispiel ist die Schnittstelle 12 weiterhin optional dazu eingerichtet, ein Oberflächen-EKG-Signal 15 zu empfangen, wobei das Oberflächen-EKG-Signal 15 mehrere EKG-Signale für jeweilige EKG-Ableitungen umfassen kann.In the present example, the interface 12 is further optionally configured to receive a surface ECG signal 15, wherein the surface ECG signal 15 may comprise multiple ECG signals for respective ECG leads.

Die entsprechenden Daten können in einem Arbeitsspeicher zwischengespeichert und optional in einem Speicher 18 der Vorrichtung 10 abgelegt werden. Das linksventrikuläre EKG-Signal 14 wird von der Schnittstelle 12 oder über den Arbeitsspeicher an eine Auswerteeinheit 16 weitergeleitet, worin die Daten verarbeitet werden. So werden aus dem linksventrikulären EKG-Signal 14 für einen jeweiligen Herzzyklus Triggersignale 22 bestimmt, welche entsprechend an die Schnittstelle 12 weitergeleitet bzw. hier bereitgestellt werden. An dieser Schnittstelle 12 kann das Triggersignal 22 dann beispielsweise von einer Steuer- und Regeleinheit abgerufen bzw. empfangen werden, um insbesondere eine Steuerung und Synchronisierung einer Blutpumpe einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung zu etablieren.The corresponding data can be temporarily stored in a working memory and optionally stored in a memory 18 of the device 10. The left ventricular ECG signal 14 is forwarded from the interface 12 or via the working memory to an evaluation unit 16, in which the data is processed. Trigger signals 22 are determined from the left ventricular ECG signal 14 for a respective cardiac cycle, which are then forwarded to the interface 12 or made available there. The trigger signal 22 can then be called up or received at this interface 12, for example by a control and regulation unit, in order in particular to establish control and synchronization of a blood pump of extracorporeal circulatory support.

In der Auswerteeinheit 16 kann weiterhin das Oberflächen-EKG-Signal 15 verarbeitet und insbesondere gemittelt werden, um entsprechende Triggersignale 22 für jeweilige Herzzyklen zu bestimmen. Diese aus dem Oberflächen-EKG-Signal 15 bestimmten Triggersignale 22 werden bevorzugt nicht (unmittelbar) an die Schnittstelle 12 weitergeleitet, sondern mit den jeweiligen Triggersignalen 22 aus dem linksventrikulären EKG-Signal 14 verglichen. Dazu kann die Auswerteeinheit 16 weiterhin mit dem Speicher 18 kommunikativ verbunden und dazu eingerichtet sein, mindestens einen Schwellenwert 20 zu empfangen, welcher bevorzugt einen maximalen Zeitwert vorgibt und mit einer durch die Auswerteeinheit 16 ermittelten zeitlichen Differenz der Triggersignale 22 für einen jeweiligen Herzzyklus verglichen wird.In the evaluation unit 16, the surface ECG signal 15 can also be processed and in particular averaged in order to determine corresponding trigger signals 22 for respective cardiac cycles. These trigger signals 22 determined from the surface ECG signal 15 are preferably not forwarded (directly) to the interface 12, but rather with the respective trigger signals 22 from the left ventricular ECG signal 14. For this purpose, the evaluation unit 16 can also be communicatively connected to the memory 18 and configured to receive at least one threshold value 20, which preferably specifies a maximum time value and is compared with a time difference of the trigger signals 22 for a respective cardiac cycle determined by the evaluation unit 16.

Wird festgestellt, dass die ermittelte zeitliche Differenz über mehrere sukzessive Herzzyklen den Schwellenwert 20 überschreitet, so kann das Triggersignal 22 für eine vorgegebene Zeit ausschließlich anhand des linksventrikulären EKG-Signals 14 bestimmt und entsprechend an die Schnittstelle 12 weitergeleitet werden. Denn der Schwellenwert 20 ist bevorzugt derart gewählt, dass beim Überschreiten eine signifikante zeitliche Verbesserung der Triggerstabilität anhand des linksventrikulären EKG-Signals 14 ermöglicht wird.If it is determined that the determined time difference exceeds the threshold value 20 over several successive cardiac cycles, the trigger signal 22 can be determined for a predetermined time exclusively on the basis of the left ventricular ECG signal 14 and forwarded accordingly to the interface 12. This is because the threshold value 20 is preferably selected in such a way that, when exceeded, a significant temporal improvement in the trigger stability is made possible on the basis of the left ventricular ECG signal 14.

Wird der Schwellenwert 20 jedoch für mehrere Herzzyklen unterschritten, so kann dieser Umstand indizieren, dass die Erfassung des linksventrikuläre EKG-Signals 14 zumindest für eine vorgegebene Zeit nicht länger notwendig ist und diese Erfassung entsprechend abgeschaltet werden kann. Die Triggersignale 22, welche anhand des Oberflächen-EKG-Signals 15 bestimmt wurden, können entsprechend an die Schnittstelle 12 weitergeleitet werden. Die Elektrodenanordnung 26 kann entsprechend für eine vorgegebene Zeit abgekoppelt bzw. entfernt werden oder alternativ als redundantes System gekoppelt bleiben.However, if the threshold value 20 is undershot for several cardiac cycles, this circumstance can indicate that the recording of the left ventricular ECG signal 14 is no longer necessary, at least for a predetermined time, and this recording can be switched off accordingly. The trigger signals 22, which were determined using the surface ECG signal 15, can be forwarded accordingly to the interface 12. The electrode arrangement 26 can be uncoupled or removed accordingly for a predetermined time or alternatively remain coupled as a redundant system.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.Where applicable, all individual features shown in the embodiments can be combined and/or exchanged without departing from the subject matter of the invention.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

1010: Vorrichtungdevice
1212: Schnittstelleinterface
1313: Aortendrucksignalaortic pressure signal
1414: linksventrikuläres EKG-Signalleft ventricular ECG signal
1515: Oberflächen-EKG-Signalsurface ECG signal
1616: Auswerteeinheitevaluation unit
1818: Speichermemory
2020: Schwellenwertthreshold
2222: Triggersignaltrigger signal
2424: Differenzdifference
2626: Elektrodenanordnungelectrode arrangement

Claims

Method for monitoring and optimizing a temporal trigger stability of extracorporeal circulatory support, comprising the steps: - receiving an ECG signal of a supported patient over a predetermined period of time; and - determining a predetermined trigger signal (22) from the ECG signal of a current cardiac cycle, wherein the ECG signal comprises at least one left ventricular ECG signal (14) and wherein the trigger signal (14) is determined based on the left ventricular ECG signal (14).

procedure according to claim 1 , wherein the trigger signal (22) is determined exclusively on the basis of the left ventricular ECG signal (14).

procedure according to claim 1 or 2 , wherein the at least one left ventricular ECG signal (14) is a transesophageal ECG signal.

Method according to one of the preceding claims, wherein the trigger signal (22) is determined based on a Gaussian fit curve for one or more amplitude changes.

procedure according to claim 4 , whereby the compensation curve with the largest integral value is determined as the trigger signal (22).

Method according to one of the preceding claims, wherein the trigger signal (22) is determined based on a spectro-temporal distribution.

Method according to one of the preceding claims, wherein the ECG signal comprises a surface ECG signal (15) and wherein the trigger signal (22) is determined as a function of the surface ECG signal (15).

procedure according to claim 7 , wherein the trigger signal (22) for the current cardiac cycle is determined on the basis of the left ventricular ECG signal (14) if a respective time difference (24) is determined for the specific trigger signal (22) from at least two different ECG derivations from the surface ECG signal (15) for at least one previous cardiac cycle, which exceeds a predetermined threshold value (20).

procedure according to claim 7 or 8 , wherein the trigger signal (22) for the current cardiac cycle is determined based on the left ventricular ECG signal (14) if no trigger signal (22) to be determined was determined by means of the surface ECG signal (15) for at least one previous cardiac cycle.

Procedure according to one of the Claims 7 until 9 , wherein the trigger signal (22) for the current cardiac cycle is determined on the basis of the left ventricular ECG signal (14) if a respective time difference (24) is determined between the trigger signal (22) determined on the basis of the left ventricular ECG signal (14) and a trigger signal (22) determined on the basis of the surface ECG signal (15) for at least one previous cardiac cycle, which exceeds a predetermined threshold value (20).

Method according to one of the preceding claims, wherein based on the determined trigger signal (22) a signal for the extracorporeal circulatory support is output with a predetermined delay time.

Device (10) for monitoring and optimizing a temporal trigger stability of an extracorporeal circulatory support, comprising - an interface (12) for receiving an ECG signal of a supported patient over a predetermined period of time, and - an evaluation unit (16) which is set up to determine a predetermined trigger signal (22) for a current cardiac cycle from the received ECG signal, wherein the evaluation unit (16) is further set up to evaluate left ventricular ECG signals (14) from the ECG signal and to determine the trigger signal (22) based on a left ventricular ECG signal (14).

Device (10) according to claim 12 comprising an electrode arrangement (26) communicatively connected to the interface (12) for providing the left ventricular ECG signal (14), wherein the electrode arrangement (26) has a holder and is configured for transesophageal insertion into the patient.

Device (10) according to claim 12 or 13 , which is designed to carry out the procedure according to one of the Claims 2 until 11 to execute.