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Gegenstand
dieser Erfindung ist ein Apparat zum Körperoberflächen-Mapping zur Verwendung bei
der Diagnose verschiedener Erkrankungen des menschlichen Myokards.
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Es
gibt verschiedene Verfahren, welche dem Kardiologen die in einem
EKG enthaltenen Informationen zur Verfügung stellen, von denen das
erfolgreichste das Standard-EKG mit 12 Ableitungen gewesen ist.
Bedauerlicherweise kann das Standard-EKG in vielen Fällen keine
eindeutige Diagnose bereitstellen.
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Selbst
bevor das übliche
EKG mit 12 Ableitungen zum medizinischen Standard wurde, wurde das
elektrokardiographische Körperoberfächen-Mapping
(BSM; Body-Surface-Mapping)
als ein Verfahren untersucht, das die räumliche Auflösung erhöhte und
dadurch die diagnostische Fähigkeit
vergrößerte. Diese „Maps" wurden als Bilder
angesehen, die Linien darstellen, die Bereiche des gleichen elektrischen
Potenzials (Isopotenziale) an einem spezifizierten Zeitpunkt miteinander
verbinden. Dies wird in 1 gezeigt, bei der es sich um
eine Isopotenzial-Map einer normalen gesunden Person halbwegs durch
die QRS-Dauer (Depolarisation) des Herzens handelt. In 1 wurde
die Map über
den Umriss eines menschlichen Torsos aufgelegt und wird von mehrfachen
EKG-Elektroden erhalten, die sich weitgehend vollkommen um den Torso
herum, von anterior (der linken Seite von 1) nach
posterior (der rechten Seite von 1) befinden.
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Da
jede Map die Isopotenziale an nur einem einzelnen Zeitpunkt zeigt,
ist durchweg das Ansehen von sukzessiven Maps an sukzessiven Zeitpunkten von
mindestens einem Teil des Herzzyklus erforderlich, um das gesamte
elektrische „Bild " sehen zu können. Weiters
sind bei Ansicht dieser Maps ihre Muster und Morphologie von einer
momentanen Map bis zur nächsten
zu berücksichtigen.
So erläutert 2 zum
Beispiel sechs Isopotenzial-Maps von Körperoberflächen, die zeigen, wie sich
die Map-Morphologie während
der QRS-Dauer in Abhängigkeit
zur Zeit ändert,
wobei die EKG auf der linken Seite von 2 die sukzessiven
Zeitpunkte während
der von den Maps dargestellten QRS-Dauer zeigen. Da der Körper eine
zylindrische Form aufweist, stellen die Maps den Körper tatsächlich auf
einer zweidimensionalen Ebene „ausgefaltet" dar (siehe 1).
Man kann sich jedoch vorstellen, dass solche Maps hergestellt werden
könnten,
die den Torso nicht „ausfalten".
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Die
Anwendung des Körperoberflächen-Mapping
ist jedoch schwierig, und aufgrund dessen wurde umfangreiche Forschung
durchgeführt,
im Versuch, die Vorteile des Körperoberflächen-Mapping
in einer schnellen, leicht anwendbaren Form anzubieten. Es wurden
Verfahren zur Darstellung der Informationen vom Körperoberflächen-Mapping
als mathematische Integrationen der einzelnen EKG-Wellenformen eingeführt. Isointegral-Maps
stellen die Körperoberfläche als
Linien dar, die Bereiche miteinander verbinden, welche die gleichen
Integralwerte prädefinierter
Abschnitte des EKGs besitzen. Solche Isointegral-Maps haben gezeigt,
dass außerhalb
des räumlichen
Umfangs der 12 Standardableitungen mehr Informationen vorliegen,
die von einem Kliniker zur Verbesserung des Patientenmanagements
verwendet werden könnten, und
haben ihre Fähigkeit
zur Bereitstellung einer akkuraten Diagnose in Fällen erwiesen, in denen die
12 Standardableitungen nicht eindeutig waren. Die Verwendung von
Isointegral-Maps und die Diskriminanzfunktionsanalyse ergab sich
aus dem Bedarf einer Beschleunigung bei der Verarbeitung der Informationen
von der Körperoberflächen-Map,
der Reduktion der Datenspeicherungsanforderungen von Aufzeichnungen
und letztlich der Bereitstellung einer Form des automatisierten
Diagnostiksystems. Die mathematische Beschaffenheit dieser Isointegrale
stellt eine Plattform bereit, die sich leicht zur Verwendung von
Computern anbietet, wobei eine diagnostische Evaluierung in Minimalzeit
möglich
ist. Diese Diagnose nimmt die Form einer statistischen Diskriminanzfunktion
an. Statistiker, die die Diskriminanzfunktionsanalyse zum Analysieren
von Isointegral-Maps verwenden, sehen sich dem Problem gegenüber, zuerst
etablieren zu müssen,
wie viele Dimensionen genau an der Lösung des Problems beteiligt
sind. Dies ist zur Wahl eines geeigneten Diskriminanzalgorithmus
notwendig. Sowohl aufgrund der Integration in Bezug auf die Zeit
der EKG-Signale als auch der Verwendung einer statistischen Analyse,
welche jedoch die Beschaffenheit des elektrischen Feldes des Herzens
unberücksichtigt
lässt,
sind die Isotintegral-Maps in vielen Fällen noch nicht zur Bereitstellung
einer Diagnose in der Lage.
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Die
US-Patentschrift Nr. US-A-4 974 598 offenbart einen Apparat mit
den Merkmalen des vorkennzeichnenden Teils nach Anspruch 1. Der
Apparat berechnet den Spektralfrequenzinhalt eines EKGs und zeigt
ihn an und geht nicht auf die positionellen Variationen ein.
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Es
ist eine erfindungsgemäße Aufgabe,
einen Apparat zum Körperoberflächen-Mapping
bereitzustellen, der eine verbesserte diagnostische Fähigkeit
vorsehen kann und relativ leicht anzuwenden ist.
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Gemäß einem
erfindungsgemäßen Aspekt ist
ein Apparat zum Körperoberflächen-Mapping, wie nach
Anspruch 1 spezifiziert, bereitgestellt. Der Apparat umfasst eine
Vielzahl von Elektroden zum Anbringen an räumlich getrennten Stellen auf
einem menschlichen Torso, wobei jede Elektrode zum Nachweis der
mit einem Herzschlag einhergehenden elektrischen Aktivität und zur
Herbeiführung
einer entsprechenden Spannung fähig
ist, Mittel zum mehrmaligen Abtasten der Spannungen an den Elektroden,
während
mindestens eines Teils eines Herzzyklus, zur Herbeiführung einer ähnlichen
Vielzahl von Sets abgetasteter Werte und Mittel zur Berechnung und
Anzeige in grafischer Form der Variation in Bezug auf Zeit von mindestens
einer Charakteristik der abgetasteten Werte. Die Charakteristik
wird als Projektionen der Trajektorie der Charakteristik auf zwei
Ebenen senkrecht zueinander und zur Ebene, enthaltend die Elektroden,
angezeigt.
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In
einem anderen erfindungsgemäßen Aspekt
ist ein Verfahren zum Körperoberflächen-Mapping, wie nach
Anspruch 9 spezifiziert, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das
Lokalisieren einer Vielzahl von Elektroden an räumlich getrennten Stellen auf
einem menschlichen Torso, wobei jede Elektrode zum Nachweis der
mit einem Herzschlag einhergehenden elektrischen Aktivität und zur
Herbeiführung einer
entsprechenden Spannung fähig
ist, mehrmaliges Abtasten der Spannungen an den Elektroden, während mindestens
eines Teils eines Herzzyklus, zur Herbeiführung einer ähnlichen
Vielzahl von Sets abgetasteter Werte und Berechnung und Anzeige
in grafischer Form der Variation in Bezug auf die Zeit von mindestens
einer Charakteristik der abgetasteten Werte.
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Im
Kontext dieser Beschreibung versteht man unter der „Trajektorie" eine Charakteristik
der fiktiven Bahn, der von dieser Charakteristik in einem dreidimensionalen
Raum gefolgt wird, von der zwei Dimensionen mutuell senkrechten
Richtungen in der Ebene, enthaltend die Elektroden, entsprechen,
und die dritte Dimension die Zeit, dargestellt als eine dritte räumliche
Richtung senkrecht zur Ebene, enthaltend die Elektroden, ist.
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Es
wird nun eine erfindungsgemäße Ausführungsform
mittels des Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, worin:
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1 eine
Isopotenzial-Map von einer normalen gesunden Person halbwegs durch
die QRS-Dauer (Depolarisation) des Herzens darstellt;
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2 sechs
Isopotenzial-Maps von Körperoberflächen darstellt,
die zeigen, wie sich die Map-Morphologie in Abhängigkeit zur Zeit während der
QRS-Dauer ändert;
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3 eine
schematische Ansicht von den Hauptkomponenten eines Apparats zum
Körperoberflächen-Mapping
gemäß der Ausführungsform
darstellt;
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4 ein
Blockdiagramm der Schnittstelleneinheit von 3 darstellt;
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5 ein
Blockdiagramm von der Speicher-, Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit
von 3 darstellt;
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6 eine
durch den Apparat von 3 hergestellte fiktive Reihe
von Isopotenzial-Maps darstellt;
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7 die
Trajektorien von den abgetasteten momentanen maximalen und minimalen
Elektrodenspannungen in dreidimensionalem Raum zeigt und
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8 die in drei zweidimensionale Ebenen aufgelösten Trajektorien
zeigt.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf die Zeichnungen schließt ein Apparat
zum Körperoberflächen-Mapping
(3) eine zweidimensionale Anordnung 10 einer
Vielzahl von EKG-Elektroden ein, die entfernbar an einem menschlichen
Torso 15 angebracht werden können. In 3 werden
die Elektroden an der anterioren Oberfläche des Torsos angebracht gezeigt,
sie können
sich aber weitgehend vollständig
um den Torso herum erstrecken, um vollständige Körper-Maps der in 2 gezeigten
Art bereitzustellen. Die Elektrodenzahl in der Anordnung kann in
der Regel von 20 bis 100 variieren, und in dieser Ausführungsform
wird vorausgesetzt, dass 80 Elektroden vorhanden sind. Die Anordnung 10 schließt auch
Elektroden für
den rechten Arm (RA), linken Arm (LA), das rechte Bein (RB) und
linke Bein (LB) ein und kann wie in der Internationalen Anmeldungsnummer
PTC/IB95/01043, veröffentlicht
als WO-A-96/14015, beschrieben, aufgebaut sein.
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Jede
Elektrode ist zum Nachweis der mit einem Herzschlag einhergehenden
elektrischen Aktivität
fähig und
produziert eine entsprechende Spannung, und es wird erkannt werden,
dass jede Elektrode in der Anordnung 10, obwohl sie die
gleiche Komponente des Herzschlags an einem bestimmten Zeitpunkt
nachweist, das Signal mit einer anderen Spannung in Bezug auf seine
unterschiedliche räumliche Position
relativ zum Herzen empfängt.
Da das Elektrodensignal in der Regel eine Stärke in Millivolt aufweist,
ist vor seiner weiteren Verarbeitung eine hohe Amplifikation (> 1000) notwendig. Diese
wird in einer Schnittstelleneinheit 11 (4)
erreicht, die eine Voramplifikation und Analog-Digital-Umwandlung von Daten durchführt.
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Die
einzelnen Elektrodensignale werden in entsprechenden Differenzialverstärkern 33 amplifiziert.
Die eingesetzte Amplifikationsform wird als unipolar beschrieben,
da auf jede Elektrode der Anordnung 10 als auf einen allgemeinen
Referenzpunkt verwiesen wird, der als das Wilson Central Terminal bekannt
ist, das von einem Durchschnitt der Signale von den Extremitätenelektroden
RA, LA, RB und LB abgeleitet wird. Diese Verstärker 33 puffern die
Elektrodensignale mit ultrahoher Eingangsimpedanz (> 100 MOhm) und hohen
Gleichtaktunterdrückungsverhältnissen
(> 80 dB). Die amplifizierten
Signale werden dann elektrisch von 0,05–100 Hz in entsprechenden Filtern 34 zur
weiteren Elimination von Geräuschkontamination,
wie zum Beispiel Gleichstrompolarisation und nieder-/hochfrequenter
Strahlung und Leitung gefiltert.
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Unter
Verwendung von Abtast-Halte-Vorrichtungen 32 werden die
amplifizierten Signale von allen Elektroden der Anordnung 10 gleichzeitig
an sukzessiven prädeterminierten
Zeitpunkten während
mindestens der QRS-Dauer des Herzzyklus abgetastet, und die Abtastwerte
werden während
der Dauer (Abtast-Halte-Dauer) gehalten, bis der nächste Abtastwert
auftritt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Signale
in Intervallen von 0,1 ms, d. h. bei einer Abtastfrequenz von 1
kHz abgetastet und gehalten. Es besteht für die erfindungsgemäß erforderliche
Abtastfrequenz keine festgesetzte Grenze; je größer jedoch die Frequenz ist,
um so detaillierter ist die sich anschließende Analyse. Die Abtastrate
liegt bevorzugt bei mindestens 500 Hz.
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Der
Gesamtset der Signale von Anordnung 10 wird in fünf Kanäle mit 16
Signalen pro Kanal unterteilt. Jeder Kanal enthält deshalb 16 Amplifikationsgruppen,
Filter- und Abtast-Halte-Vorrichtungen, obwohl nur ein solcher Kanal
in 4 vollständig
gezeigt ist. Ein 16 zu 1 Analogsignal-Multiplexer 30 in jeweils
jedem Kanal wird zum sequenziellen Schalten durch jedes der 16 Signale
während
jeder Abtast-Halte-Dauer verwendet, um die Verwendung einer Einzelkanal-Digitalumwandlung
zu ermöglichen. Vor
dem Analog-Digital-Umwandlungsverfahren wird eine programmierbare
Gain-Schaltung 35 eingesetzt, um
zu ermöglichen,
dass von dem Operator eine Auswahl allgemeiner Signalverstärkungseinstellungen
zur Maximierung der Gesamtsignalstärke gewählt werden kann. Ein Mikrocontroller 21 steuert den
Fixiervorgang der 16 Analogsignale in jedem Kanal, und während jeder
Abtast-Halte-Dauer wird der Analog-Multiplexer 30 16-mal mit jedem
Schritt gewählt,
wobei er eines der 16 Signale sequenziell an die programmierbare
Gain-Schaltung 35 und dann in den Analog-Digital-Wandler 31 durchschaltet.
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Die
Schnittstelleneinheit 11 produziert deshalb sukzessive
Sets aus 80 abgetasteten und analog-digital-umgewandelten Signalwerten,
wobei jeder Set während
einer jeweiligen Abtast-Halte-Dauer abgeleitet wurde und deshalb
einen „Schnappschuss" der Elektrodenspannungen
am jeweiligen Abtastzeitpunkt konstituiert. Da vorausgesetzt wurde,
dass die Abtastfrequenz in diesem Fall 1 kHz beträgt, werden 1000
Messungen von 80 Signalen pro Sekunde produziert. Obwohl diese Ausführungsform
16 Elektroden pro Kanal zeigt, liegen abhängig von der Gesamtzahl der
Elektroden in der Anordnung 10 in der Regel von 2 bis 20
Elektrodensignale pro Kanal vor.
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Die
sukzessiven Messungen von 80 abgetasteten und analog-digital-umgewandelten
Signalwerten werden über
eine direkte Digitalverbindung 13 an eine Speicher-, Verarbeitungs-
und Anzeigeeinheit 12, umfassend (5) einen
Mikroprozessor 22, eine Speichervorrichtung 23,
eine elektronische Anzeigevorrichtung, wie zum Beispiel einen Monitor mit
Kathodenstrahlröhre 24,
einen Drucker 25 und eine Benutzerschnittstelle, wie zum
Beispiel eine Tastatur 26, weitergeleitet. Der Mikroprozessor 22 ruft
jeden der Kanäle
zum Transfer abgetasteter Daten in die Speichervorrichtung 23 auf.
Sobald die Patientenanschaltung zufriedenstellend abgeschlossen ist,
speichert der Mikroprozessor 22 insbesondere einen präselektierten
Zeitrahmen (in der Regel 5 Sekunden) von allen Kanälen in der
Speichervorrichtung 22. Der Mikroprozessor 22 verarbeitet
dann die gespeicherten Daten zur Anzeige in grafischer Form auf
dem Anzeigebildschirm der Anzeigevorrichtung 24.
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Der
erste Schritt bei der Verarbeitung der in der Speichervorrichtung 22 gespeicherten
Signale besteht in der Bestimmung der „Trajektorien" der abgetasteten
Maximal- und Minimalwerte mindestens während der QRS-Dauer (Depolarisation)
des Herzens. Zur Erläuterung
dieses Konzepts wird auf 6 verwiesen.
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6 zeigt
sukzessive Isopotenzial-Maps, ähnlich
den in 2 gezeigten, die für die Art typisch sind, die
von jeweiligen sukzessiven Messungen von 80 abgetasteten Signalen,
die während
der Depolarisationsperiode des Herzens erfasst wurden, abgeleitet
werden könnten.
Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass solche Maps nicht tatsächlich als
solches erstellt werden müssen,
sie sind hier einfach zur Erläuterung
dargestellt. Jede Map zeigt die Isopotenziale, die in dieser Hinsicht
von einer jeweiligen einzelnen Messung von 80 an einem bestimmten
Zeitpunkt erfassten Abtastwerten während der Depolarisationsperiode
des Herzens abgeleitet werden. Da die Abtastung in dieser Ausführungsform
bei 1 kHz bewirkt wird, zeigt 6 selbstverständlich nur
eine kleine Auswahl der Maps, die abgeleitet werden könnten.
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Es
ist zur Kenntnis zu nehmen, dass jede Map in 6 den Elektroden
in der Anordnung 10 entspricht, die vom Torso „ausgefaltet" sind und in einer
durch die angezeigten x-y-Achsen definierten flachen Ebene angeordnet
sind, wobei die sukzessiven Maps einer die Zeit darstellenden dritten
räumlichen Achse
entlang angeordnet sind, so dass, wenn man sich in 6 von
unten links nach oben rechts begibt, diese Maps solche darstellen,
die sich von sukzessiv späteren
Zeitpunkten während
der Depolarisationsperiode des Herzens ableiten. Es ist weiter zur
Kenntnis zu nehmen, dass die in 6 gezeigten Maps
von der anterioren Oberfläche
des Torsos stammen. Wie jedoch vorstehend erwähnt wurde, könnte es
sich um vollständige
Körper-Maps
handeln.
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Die
diagnostischen Fähigkeiten
der Isopotenzial-Maps stammen von der räumlichen Beziehung der Potenziale
an den verschiedenen Aufzeichnungsstellen. Diese Beziehungen sind
durch die Bewegung bestimmter Merkmale über den Körper oder um den Körper mit
fortschreitender Zeit von einem Zeitpunkt zum nächsten während des Herzzyklus gekennzeichnet.
Dies ist zum Beispiel auf 6 durch die
Linien MAX und MIN angezeigt, welche die momentanen maximalen bzw.
minimalen Elektrodenspannungen von einer Map zur nächsten verbinden. Es
könnten ähnliche
Linien gezeichnet werden, wobei die präselektierten Elektrodenspannungen
zwischen dem Maximal- und Minimal-, zum Beispiel dem Nullvoltpegel,
verbunden werden.
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Derartige
Merkmale (maximale und/oder minimale und/oder präselektierte Spannung) können folglich
als Erfassung einer „Trajektorie" in einem dreidimensionalen
Raum angesehen werden, von dem zwei Dimensionen den x- und y-Richtungen
in der Ebene entsprechen, welche die ausgefalteten Elektroden enthält und die
dritte Dimension Zeit ist, die als eine dritte räumliche Richtung senkrecht
zu den x- und y-Richtungen dargestellt ist.
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Dieser
dreidimensionale Raum ist in 7 durch
den länglichen
rektilinearen Block 70 dargestellt, der konzeptuell als
sehr viele dicht mit Zwischenräumen
angeordnete Maps angesehen werden kann, die eine hinter der anderen
(in dieser Ausführungsform
mit Zwischenräumen
in den Intervallen von 1 ms) in der t-Richtung gestapelt sind. In 7 stellt
die x-Richtung im Allgemeinen die Richtung über oder (im Fall des vollkommenen
Körper-Mapping)
um den Torso herum in einer Horizontalebene dar, und die y-Richtung
stellt die Höhe
dar. Da dreidimensionale Trajektorien in einer zweidimensionalen Zeichnung
nicht angemessen gezeigt werden können, sind in 8 die
Trajektorien der momentanen maximalen und minimalen Elektrodenspannungen durch
ihre Projektionen auf (a) die x-y-Ebene 71, (b) die Ebene 72 senkrecht zur
Ebene 71 und parallel zur x-Achse und (c) die
Ebene 73 senkrecht zur Ebene 71 und parallel zur
y-Achse dargestellt.
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Unter
Bezugnahme zurück
auf 5 extrahiert der Mikroprozessor 22 aus
den in der Speichervorrichtung 23 (unter Verwendung üblicher
automatischer Mittel zum Nachweis des Herzschlags, nicht gezeigt)
gespeicherten Daten die Elektrodenspannungsinformation, die sich
auf die betrachtete Zeitdauer bezieht, d. h. die Depolarisationsperiode
des Herzens und berechnet die Trajektorien der momentanen maximalen
und minimalen Elektrodenspannungen und/oder der Trajektorie von
einer präselektierten
Elektrodenspannung, wie zum Beispiel dem Nullspannungspegel im dreidimensionalen x,y,t-Raum
Genau wie die Trakjektorien in einer zweidimensionalen Zeichnung
nicht angemessen gezeigt werden können, können sie gleichermaßen auch nicht
angemessen auf dem zweidimensionalen Anzeigefeld der Anzeigevorrichtung 23 gezeigt
werden, und es ist weiters nicht leicht, eine Diagnose anhand dreidimensionaler
Trajektorien zu stellen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
veranlasst der Mikroprozessor 22 folglich, dass die Trajektorien,
die auf der Anzeigevorrichtung 24 angezeigt werden sollen,
als die in 7 gezeigten drei projizierten
Ansichten angezeigt werden, in anderen Worten in der in 8 gezeigten Form, worin (a) die
projizierte Ansicht auf die Ebene 71, enthaltend die Elektroden,
darstellt, (b) die projizierte Ansicht
auf die Ebene 72 darstellt und (c) die
projizierte Ansicht auf die Ebene 73 darstellt. Obwohl
wie zuvor nur die Projektionen der momentanen maximalen und minimalen
Elektrodenspannungen gezeigt werden, kann die Trajektorie von jedwedem
präselektierten
Elektrodenspannungspegel auch oder als Alternative gezeigt werden.
Diese drei Ansichten können
simultan auf der Anzeigevorrichtung 24 angezeigt werden, oder
sie können
gegebenenfalls vom Operator einzeln abgerufen werden. Als eine Alternative
zur Verwendung einer elektronischen Anzeigevorrichtung 24 könnten die
drei projizierten Ansichten auf einem Bandschreiber oder Grafikdrucker
angezeigt werden.
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Es
ist zur Kenntnis zu nehmen, dass der vom Mikroprozessor 22 zur
Herstellung der drei projizierten Ansichten verwendete Algorithmus
recht einfach ist und durchaus in der Fähigkeit eines Durchschnittsfachmanns
liegt. Jede in der Speichervorrichtung 23 gespeicherte
abgetastete und digitalisierte Elektrodenspannung weist x-, y- und
t-Koordinaten auf wobei x und y die Position der jeweiligen Elektrode
in der Anordnung 10 und t die Abtastzeit darstellt. 8(a) stellt deshalb nur die auf eine Ebene aufgetragenen
x,y-Koordinaten dar, 8(b) stellt
die auf eine Ebene aufgetragenen x,t-Koordinaten dar und 8(c) stellt die auf eine Ebene aufgetragenen y,t-Koordinaten
dar.
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8(d) zeigt auch eine vierte Ansicht, die auch
vom Mikroprozessor 24 abgeleitet und auf der Anzeigevorrichtung 25 angezeigt
werden kann. Die vierte Ansicht zeigt die Variation der Absolutwerte
der momentanen maximalen und minimalen Spannungen mit fortschreitender
Zeit durchweg während
der Depolarisation. In 8(d) stellt
die Horizontalrichtung Zeit dar, und die Vertikalrichtung stellt
die Spannungsamplitude dar.
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Diese
vier Ansichten können
als die Körper-Map-„Signatur" einer Einzelperson
angesehen werden. Es sollte jedoch erkannt werden, dass weitere
dieser Signaturen für
andere Variationen der Map-Merkmale durchweg während der Dauer einer bestimmten
kardialen Ereignisdauer (wie z. B. Repolarisation oder ST-Intervall
usw.) dargestellt werden könnten.
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Die
Trajektorie-Signaturen sind eine Darstellung der Charakteristiken
des elektrischen Feldes, welches das Herz einer bestimmten Person
umgibt, wenn es in Abhängigkeit
zur Zeit aktiviert wird. Eine Unterbrechung dieser geordneten Aktivierung
oder eine abnorme Änderung
der Feldstärke
an einer spezifischen Stelle hat den Effekt, dass einige der Trajektorie-Bahnen
verzogen sind. Welche Trajektorie verzogen ist, hängt davon
ab, wann die Unterbrechung während
des Herzzyklus auftritt und wie sie das elektrische Feld zu jedem
Zeitpunkt umformt. Das vorstehend beschriebene Trajektorie-Anzeigeverfahren
akzentuiert diese Unterbrechungen auf eine Weise, die eine klare
Gruppenunterscheidung anzeigt, wobei eine verbesserte Fähigkeit
zum Nachweis und Lokalisieren von Unterbrechungen, wie zum Beispiel
Ischämie
und Infarkt, bereitgestellt wird. Die durch Patienten aus einer
allgemeinen Gruppe angezeigte Homogenität ist dergestalt, dass Patienten
mit unterschiedlichen Herzerkrankungen eindeutig von anderen differenziert
werden können.
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Zur
Etablierung, wie sich die Trajektorie-Signaturen bei verschiedenen
Erkrankungen biegen oder verziehen, ist es möglich, Trakjektorien von einer
allgemeinen Gruppendiagnose zusammen zu erheben, um einen einzelnen
Trajektorie-Kern für
die Gruppe zu bilden. Der Umfang dieses Kerns (Tunells) stellt dann
die Gruppengrenzen dar, die alle zu der Gruppe gehörenden Trajektorien
einschließen. Der
Begriff „Tunell" stammt von der Ähnlichkeit
zwischen dieser Gruppengrenze und den Wänden eines Tunells, in das
jede Trajektorie „geschossen" werden kann.
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Sobald
die Tunells für
jede Gruppe aufgebaut wurden, kann eine Diagnose durch einfachen Vergleich
der Form einer einzelnen Trajektorie-Signatur mit der Form der aufgebauten
Tunells und Auswahl entweder des Tunells, das die Trajektorie vollkommen
einschließt
oder in Fällen,
in denen die Trajektorie nicht vollkommen in den Wänden des
Tunells bleibt, Auswahl des Tunells, das am besten mit der Trajektorie
zusammenpasst, gestellt werden. Der Vergleich kann mithilfe eines
Computers angestellt werden, der einen Messwert des Abstandes zwischen
einer Trajektorie und den Wänden
aller Tunells an jedem unmittelbaren Zeitpunkt erfasst und einen Index
für jedes
Tunell ausgibt. Der höchste
Index würde
dann durch das Tunell ausgegeben, bei dem sich die Trajektorie am
häufigsten
auf der Innenseite befindet und deshalb die Diagnose der Maschine
darstellt. Obwohl Vorstehendes die Erfindung hauptsächlich hinsichtlich
einer Ausführungsform
beschrieben hat, worin positionelle Variationen der momentanen maximalen
und minimalen Elektrodenspannungen in Abhängigkeit zur Zeit in grafischer Form
angezeigt werden, ist die Erfindung auf jedwede messbare Charakteristik
der Elektrodenspannungen anwendbar, die ihre Position in Abhängigkeit
zur Zeit in der x-y-Ebene ändert.
So wurde zum Beispiel die Möglichkeit
zur Anzeige der Trajektorie eines prädeterminierten Elektrodenspannungspegels,
wie zum Beispiel des Nullvoltpegels, bereits besprochen.
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Es
ist jedoch auch möglich,
die positionelle Variation eines momentanen lokalen Maximums oder Minimums
der abgetasteten Elektrodenspannungen, die für ein Pseudopod Indikativ sind,
in grafischer Form in der in 8(a) bis 8(c) gezeigten Weise anzuzeigen (es ist zur Kenntnis
zu nehmen, dass das in 7 und 8 gezeigte
Minimum und Maximum das Gesamt- oder Hauptmaximum und -minium darstellen).
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Während die
Weise der grafischen Darstellung derzeit in der Form von Projektionen,
wie zum Beispiel der in 8 gezeigten
bevorzugt ist, sollte auch darauf hingewiesen werden, dass andere
grafische Darstellungen verwendet werden können, vorausgesetzt, es wird
die Variation der Position der relevanten Charakteristik in Abhängigkeit
zur Zeit gezeigt. So könnten
die Trajektorien zum Beispiel beim Passieren durch ausgewählte Isopotenzial-Maps
auf die in 6 gezeigte Weise angezeigt werden.
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Ein
bedeutender erfindungsgemäßer Vorteil besteht
darin, dass die grafische Darstellung der positionellen Variation
der gewählten
Charakteristik in Abhängigkeit
zur Zeit dem Kliniker nützlichere
Informationen vermittelt als eine einzelne Isopotenzial- oder Isointegral-Map
und viel schneller als eine große
Anzahl sukzessiver Maps erstellt werden kann, die anderweitig zur Übermittlung
der gleichen Informationen benötigt
würden.
Dies ist in zeitkritischen Notfallsituationen besonders wichtig.
Wenn der Apparat zum Beispiel in einem Krankenwagen verwendet wird,
können
die Daten, welche die Trajektorien definieren, schnell an ein Krankenhaus
zur Rekonstruktion der Grafiken noch vor Ankunft des Krankenwagens übertragen
werden, damit keine Zeit verloren geht, wenn der Patient eingeliefert
wird. Derzeit ist es praktisch nicht möglich, eine große Anzahl
kompletter Isopotenzial-Maps vor Ankunft des Krankenwagens an das
Krankenhaus zu übertragen.