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WO2013152854A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR LANGFRISTIGEN ÜBERWACHUNG DER ARTERIELLEN GEFÄßSTEIFIGKEIT UND GEFÄßKALZIFIKATION EINES PATIENTEN - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR LANGFRISTIGEN ÜBERWACHUNG DER ARTERIELLEN GEFÄßSTEIFIGKEIT UND GEFÄßKALZIFIKATION EINES PATIENTEN Download PDF

Info

Publication number
WO2013152854A1
WO2013152854A1 PCT/EP2013/001057 EP2013001057W WO2013152854A1 WO 2013152854 A1 WO2013152854 A1 WO 2013152854A1 EP 2013001057 W EP2013001057 W EP 2013001057W WO 2013152854 A1 WO2013152854 A1 WO 2013152854A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
patient
pressure
particular patient
measuring
pulse wave
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/001057
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wei Zhang
Original Assignee
Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh filed Critical Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
Priority to EP13718111.1A priority Critical patent/EP2836112A1/de
Priority to CN201380019792.0A priority patent/CN104203086B/zh
Publication of WO2013152854A1 publication Critical patent/WO2013152854A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02108—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
    • A61B5/02125—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics of pulse wave propagation time
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the oscillometric method

Definitions

  • the invention relates to the field of monitoring the circulatory stability of patients, especially those patients who are regularly dependent on extracorporeal blood treatment.
  • a new method and a new device for determining at least one parameter for the arterial vascular stiffness and vascularization during a plurality of blood treatment sessions and storing at least one value of the parameter per blood treatment session to produce a long-term trend of the at least one characteristic are proposed.
  • the new method and apparatus also allow continuous measurement of blood pressure.
  • the known blood treatment devices include, for example, the devices for hemodialysis, hemofiltration and hemodiafiltration.
  • the blood in an extracorporeal bloodstream flows through a blood treatment unit, e.g. a dialyzer.
  • a blood treatment unit e.g. a dialyzer.
  • Monitoring the circulatory stability of patients' blood circulation during extracorporeal blood treatment is a constant challenge for the staff of a dialysis clinic.
  • An important aspect is the early detection of short-term hypotensive episodes during an extracorporeal blood treatment session.
  • the prior art discloses various methods and apparatus for monitoring the patient's blood pressure and pulse rate during a blood treatment session.
  • BPM Band Pressure Monitor
  • the module BPM also makes it possible to carry out automatic measurements at predetermined time intervals during a blood treatment session.
  • the module BPM is used for example as a component of the hemodialysis machines of the applicant Fresenius Medical Care Germany GmbH from the model series 4008 and 5008, wherein the measurement results can be recorded on the associated with the hemodialysis machine electronic data carriers.
  • Such a method and such a device are described for example in the document DE 10 2006 010 813 AI the applicant.
  • the module BPM provides for the application of a conventional pressure measuring cuff on the patient's upper arm, so that in practice measurements are carried out discontinuously at intervals of about one hour.
  • the module BPM is therefore less suitable in the known embodiment with conventional pressure measuring cuff.
  • PWV pulse wave velocity
  • PTT pulse transit time
  • Measurements of the type mentioned above relate to the observation period of a blood treatment session, for example, about four to five hours, and serve primarily patient safety during each dialysis treatment. The measurement data are then not further evaluated and deleted because the monitoring task is completed at the end of the treatment.
  • the attending physician has several other health-related parameters to consider.
  • the risk assessment of possible pathological vascular changes for example an arterial vascular calcification or atherosclerosis
  • Selected parameters of the current state of the stiffness or elasticity of the arterial vascular system can be determined by the attending physician, for example with the method described in the document WO 2005/077265 AI of the Applicant Illyes and Beres.
  • parameters for the rigidity or elasticity of the arterial vascular system for example, the so-called “Augmentation Index (AIx)" and the so-called “Ejection Duration Index (ED)" are determined by means of this method.
  • a corresponding medical measuring and computing unit is marketed under the trade name Arteriograph by Arteriomed GmbH, Germany.
  • the document WO 2005/077265 AI also describes a method for oscillometric blood pressure measurement on the basis of a conventional blood pressure measuring cuff on the upper arm of the patient.
  • the present invention
  • a parameter is understood to mean a variable describing the vascular stiffness of a specific patient or the change thereof.
  • the parameter may be a dimensioned or dimensionless amount.
  • the vascular stiffness of a patient may change due to vascular calcification.
  • a further object of the present invention is to specify a method and a measuring and calculating unit for the long-term monitoring of the arterial vascular stiffness of a specific patient.
  • Another object of the present invention is to provide an extracorporeal blood treatment device having an integrated measurement and processing unit configured to enable long-term monitoring of the arterial vascular stiffness of a particular patient.
  • a further object of the present invention is to provide a measuring and calculating unit for the long-term monitoring of the arterial vascular stiffness of a patient, which requires no further sensor technology apart from a conventional non-invasive blood pressure measurement on the patient.
  • Another object of the present invention is to provide a method and a measuring and calculating unit for monitoring the circulatory stability of a patient, which in addition to the short-term continuous automatic monitoring of the blood pressure during a blood treatment session, also a long-term monitoring of the arterial Vascular stiffness of the particular patient allows without the need for additional equipment.
  • Another object of the present invention is to provide a method and a measuring and calculating unit for long-term monitoring of the arterial vascular stiffness of a particular patient, which is particularly cost-effective.
  • Another object of the present invention is to provide a method and a measuring and calculating unit for the long-term monitoring of the arterial vascular stiffness of a particular patient, which is particularly user-friendly.
  • An object of the present invention is to provide a method and a measuring and calculating unit for the long-term monitoring of the arterial vascular stiffness of a particular patient, which is provided by an additional hardware component, e.g. an additional electronic board, and a software update in the known module for blood pressure monitoring (BPM) of the Applicant Fresenius Medical Care Germany GmbH can be implemented.
  • an additional hardware component e.g. an additional electronic board
  • BPM blood pressure monitoring
  • these objects are achieved by an oscillometric evaluation of at least one caused by cardiac contraction pressure pulse wave as a function of time.
  • the desired characteristic for the arterial stiffness of a particular patient from the shape or the course of at least one caused by cardiac contraction pressure pulse wave of the particular Patients are determined as a function of time assuming a constant length of the descending aorta of the particular patient.
  • the measurement of the at least one pressure pulse wave caused by cardiac contraction is particularly preferably carried out by means of a pressure sensor on the patient. It is also possible to measure the so-called heart volume pulse or by means of an ultrasound measurement the so-called blood flow pulse by means of an optical sensor and to evaluate it according to the invention.
  • the evaluation of the shape or the course of at least one caused by cardiac contraction pressure pulse wave of the particular patient as a function of time include determining the time of the systolic maximum and determining the time of a time occurring after the systolic maximum further local pulse event, which occurs due to the pressure pulse wave of the selected heartbeat reflected at the aortic bifurcation of the patient.
  • the local pulse event occurring after the systolic maximum over time may be a local maximum or a local inflection point. From the difference in time of the local pulse event due to the pressure pulse wave of the selected heartbeat reflected at the aortic bifurcation of the patient and the time of the systolic maximum of the selected heartbeat, the pulse travel time in the descending aorta of the patient can be calculated as a measure of arterial vascular stiffness. Knowing the length of the descending aorta of the particular patient, the pulse wave velocity can be calculated as a further measure of arterial vascular stiffness.
  • the trend of the pulse wave transit time can be evaluated.
  • the length of the descending aorta of the particular patient is assumed to be constant, without its amount having to be known. Only the pulse wave transit time trend of the particular patient may indicate whether the arterial vessel stiffness trend is consistent, increasing or decreasing.
  • an indication is to be obtained as to whether the arterial vascular stiffness of the particular patient is the age of the particular patient or is increased or even critically elevated, then this is only possible knowing the length of the descending aorta of the particular patient Comparison with empirical values is possible.
  • the detected pulse wave velocity is inversely proportional to the pulse wave transit time if the length of the descending aorta of the same patient is assumed to be constant.
  • the pulse wave velocity in the descending aorta of the particular patient is particularly suitable, which according to the invention from the shape or the course of at least one caused by cardiac contraction pressure pulse wave as a function of time and for the particular patient in absolute terms determined length of the descending aorta of the patient can be determined.
  • the comparison of the measured pulse wave velocity with empirical values may provide an indication as to whether the arterial vascular stiffness of the particular patient is equal to or greater than, or even critically elevated, the age of the particular patient.
  • the length of the descending aorta can be determined individually for each patient, that is, the length of the descending aorta can vary in length for different patients.
  • the length of the descending aorta of a patient according to the invention can be determined in a simple manner non-invasively with sufficient accuracy.
  • the present invention reverses the conventional approach that assumes constant vascular stiffness during the observation period and makes the new assumption that in the observation period extended to a plurality or a plurality of blood treatment sessions, only the length of the descending aorta is considered constant for a given patient may be variable and the arterial vascular stiffness may be variable. This opens the way to calculate over a long period in successive time intervals recorded, comparable among each other characteristics for the arterial vascular stiffness of a patient and to determine trends, always using the same value for the length of the descending aorta the recurrent calculations of the characteristic of arterial vascular stiffness is placed.
  • the course of at least one pressure pulse wave as a function of time caused by cardiac contraction can be carried out particularly advantageously according to the present invention by piezoelectric measurement of the blood pressure on the patient's wrist or by means of a conventional blood pressure cuff on the patient's upper arm.
  • the method according to the invention and the device according to the invention particularly advantageously enable long-term monitoring of the arterial vascular stiffness for the risk assessment of patients who are dependent on extracorporeal blood treatment, because in such patients the blood pressure can be measured continuously during the regular blood treatment sessions and measurement data thereby obtained which can additionally be evaluated according to the invention. From the characteristic of the arterial vascular stiffness it can be concluded on the extent of vascular calcification.
  • the device according to the invention and the method according to the invention can provide the attending physician with important information for the patient-specific optimization of the patient Provide extracorporeal blood treatment therapy, for example, for a targeted adjustment of the Ca concentration of the dialysis fluids used.
  • the quality of the extracorporeal blood treatment therapy can be further improved by the present invention.
  • the present invention and method provide the clinician with important guidance for monitoring and optimizing a medication therapy accompanying the blood treatment, e.g. against hypocalcemia, in particular with the administration of vitamin D supplements against calcitriol deficiency.
  • the patient safety can be further improved.
  • a hemodialysis patient undergoing end stage renal disease undergoes hemodialysis treatment for several to three hours per week for several to several hours, for several or many years.
  • a long-term period is understood in the present invention to mean, for example, a period of several, several or many weeks, months or years.
  • a long-term period includes substantially a plurality or a plurality of blood treatment sessions.
  • the at least one characteristic for the characterization of the arterial vascular stiffness during a plurality or a plurality of blood treatment sessions can be determined and the value of the at least one characteristic for the characterization of the arterial vascular stiffness can be stored on an electronic data carrier.
  • additional data such as systolic blood pressure and / or diastolic blood pressure and / or heart rate, may be stored on an electronic data carrier after the blood treatment sessions in addition to the at least one arterial stiffness characterization parameter.
  • the historical values of the at least one historical parameter already stored may form a time series that is updated with each new value of the characteristic.
  • the inventive apparatus and method may include a statistical evaluation of the historical values of the at least one characteristic.
  • Statistical evaluation is a trend in particularly preferred embodiments.
  • the trend can be graphically processed in particularly preferred embodiments of the present invention, for example in the form of a curve in a diagram and / or as a warning on the screen or touch screen of the extracorporeal blood treatment device or as a measurement record of a connected printer.
  • the trend may serve as a basis for the physician to make a diagnosis regarding the development of arterial vascular stiffness and vascular calcification.
  • the electronic data carrier on which the at least one value of a parameter for characterizing the arterial vascular stiffness can be stored is an individual electronic patient card of the particular patient.
  • the electronic patient card has an electronic data storage suitable and configured for read and write access.
  • the particular advantage of the patient card is that the data can be carried centrally by the patient, regardless of the blood treatment device used and the hospital visited.
  • patient-specific information which is used to calculate the at least one parameter for characterizing the arterial vascular stiffness can be stored centrally on the patient card. Thus, these data can be used if the at least one parameter for the characterization of the arterial vascular stiffness is calculated.
  • the term electronic patient card includes any suitable mobile electronic data carrier uniquely associated with or attributable to a particular patient on which the recorded historical values of the at least one characteristic can be stored independently of the extracorporeal blood treatment device. These include, for example, SD card, memory card, memory stick, USB device and other known to those skilled electronic data carrier.
  • the electronic data carrier is an electronic patient card with data memory in credit card format, on which the personal data of the patient can be stored and the patient due to the practical format together with other documents of the same format (identity card, ID card, driving license etc .) can always carry with you without additional effort.
  • an extracorporeal blood treatment device for example a hemodialysis device
  • an extracorporeal blood treatment apparatus for example a hemodialysis apparatus, has a measuring and calculating unit according to the invention configured such that the statistical evaluation of the at least one characteristic of the arterial vascular stiffness determined during the extracorporeal blood treatment is a trend and / or displayed as a warning on the screen of the extracorporeal blood treatment device.
  • a further aspect of the invention provides that the at least one parameter for characterizing the arterial vascular stiffness is stored in the memory of the control and computing unit of the blood treatment machine and unambiguously assigned to the patient. This makes it possible, even without the use of the patient card, the characteristic for Store characterization of the arterial vascular stiffness so that it is still available in the event of loss or damage to the patient card.
  • a further aspect of the present invention provides that the control and processing unit of the blood treatment machine is configured such that the patient-specific data stored in the memory of the control and processing unit of the blood treatment machine are stored on a new patient card in the event of loss or damage of the patient card can.
  • a further aspect of the present invention provides that the control and processing unit of the blood treatment machine is configured such that the patient-specific data stored in the memory of the control and processing unit of the blood treatment machine can be stored on at least one computer when the dialysis machine is networked in a computer network.
  • the method and the measuring and calculating device according to the present invention are suitable for the long-term monitoring of arterial vascular stiffness and vascular calcification of a patient.
  • the application of the method according to the invention and the device according to the invention is therefore not limited to dialysis patients and is also suitable for healthy persons in the context of prevention.
  • the teaching of the present invention also covers the case that the method according to the invention and the device according to the invention can be used independently of extracorporeal blood treatment sessions.
  • Figure 1 is a schematic representation of the descending aorta of a human with the branching arteries and a pressure measuring point on the wrist of humans and a pressure measuring cuff on the upper arm of man.
  • Figure 2 is an exemplary diagram of the time course of a
  • Figure 3 is a schematic representation of the measuring and
  • Figure 4 is a schematic representation of the measuring and
  • Arithmetic unit of Figure 3 in conjunction with an extracorporeal blood treatment machine (the extracorporeal blood circulation is not shown).
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an exemplary trend of a characteristic variable of the arterial vessel stiffness on the screen display of the measuring and calculating unit according to the invention from FIG. 3 or FIG. 4.
  • Figure 1 shows in a simplified schematic representation the descending aorta 5 of a human patient with the largest branching arteries, namely the brachial artery 3, the renal and hepatic arteries and the lliac arteries.
  • the entire descending aorta 5 has in the schematic representation of the length L 2 , as the distance between the aortic arch tip of the aortic arch 2 and the aortic bifurcation 7 is defined.
  • the aortic arch 2 with the length Lo is shown schematically.
  • the aortic arch 2 with the length Lo is shown schematically.
  • brachial artery 3 branches off the brachial artery 3, which merges into the radial artery 4 in the arm of the patient.
  • the brachial artery 3 and radial artery 4 have in the schematic representation together the length Li.
  • a pressure measuring point 12 is shown, to which a non-invasive pressure sensor, for example on the wrist of the patient, can be attached.
  • a non-invasive pressure sensor for example on the wrist of the patient.
  • an optional pressure measuring point 12a for a conventional pressure measuring cuff is shown.
  • a first branching point 6 to the renal and hepatic arteries and a second branching point the aortic bifurcation 7 are shown.
  • the first branching point 6 acts as a first reflection part and the aortic bifurcation 7 acts as a second reflection point for the cardiac pressure pulse wave coming from the heart 1 of the patient.
  • reflected pressure pulse waves traverse the descending aorta 5 in the opposite direction of advancement to the cardiac pressure pulse waves.
  • the reflected pressure pulse waves are superimposed in the aortic arch 2 at the branching to the brachial artery
  • pressure pulse waves can be measured, which show a characteristic shape due to the superposition of heart pressure pulse waves and reflected pressure pulse waves.
  • the progress directions of the pressure pulse waves are indicated by arrows. 2 shows a schematic representation of an example measured at the pressure measuring point 12 of Figure 1 pressure pulse course as a function of time.
  • t 3 410 ms, which occurs due to the diastolic pressure pulse wave.
  • a local maximum occurs and occurs in about 10% of the measurements as a local pulse event due to the reflected pressure pulse wave at t 2, a turning point.
  • the pulse wave transit time PTT] (Lo + Li) is defined as the transit time of the pressure pulse wave caused by cardiac contraction due to the distance traveled in the aortic arch and in the brachial artery and the radial artery to the pressure measuring point 12 in FIG.
  • the pulse wave transit time PTT 2 (Lo + 2 L 2 + L) is defined as the transit time of the pressure pulse wave reflected at the aortic bifurcation due to the distance traveled in the aortic arch, twice the length of the descending aorta, and brachial artery and radial artery to the pressure measurement site 12 in Figure 1.
  • the pulse wave transit time in the descending aorta PTT (2 L 2 ) is defined as the transit time difference between the pressure pulse wave caused by cardiac contraction and the pressure pulse wave reflected at the aortic bifurcation of the descending aorta due to the traversed double length of the descending aorta.
  • the length of the descending aorta results from FIG. 1 as dimension L 2 .
  • the pulse wave transit time in the descending aorta PTT can be calculated as the difference between the pulse wave transit time PTT 2 and the pulse wave transit time PTTj, as shown in Equation 1.
  • the practical calculation of the pulse wave transit time is carried out using known mathematical methods with a calculation algorithm for evaluating the time course of measured pressure pulse waves, which determines in particular maxima and inflection points and calculates the measurement times of maxima and inflection points.
  • the calculation algorithm may be configured to smooth the measured pressure pulse waves.
  • the calculation algorithm may be configured to calculate the first derivatives and the second derivatives of the smoothed pressure pulse waves.
  • the calculation algorithm may be configured to extract and analyze at least one single pulse pressure curve from a plurality or a plurality of pulse pressure curves.
  • the analysis of the at least one pulse pressure curve may include some, several or all of the following steps.
  • the calculation algorithm may be configured to detect the systolic peak at the time and the peak of the reflection wave at time t 2 from the waveform of an extracted pulse pressure curve.
  • the calculation algorithm can be configured, for example, to check the plausibility, in addition to recognize the diastolic peak at time t 3 from the curve of an extracted pulse pressure curve.
  • the calculation algorithm may be configured to set a replacement point for the peak of the reflection wave at time t 2 if the analysis of the curve does not provide a unique peak.
  • the calculation algorithm can assign a point of inflection from the curve as a substitute point for the peak of the reflection wave at time t 2 .
  • the calculation algorithm may be configured to calculate the descending aorta pulse wave velocity PWV from the descending aortic pulse transit time PTT and the particular patient's descending aortic length.
  • the calculation algorithm may also be configured to calculate statistical quantities such as the mean and standard deviation of the descending aorta pulse wave velocity PWV and / or the descending aortic pulse wave transit time PTT.
  • the calculation algorithm for evaluating the time course of measurement curves is part of a computer program with program code which is stored in the measuring and arithmetic unit and causes the mechanical steps of the method according to the invention when the program code runs in the evaluation unit of the measuring and arithmetic unit.
  • Equation 2 Using the pulse aortic PTT (2 L 2 ) pulse wave transit time, the pulse wave velocity resulting from Equation 2 can be calculated.
  • the length L 2 of the descending aorta of a particular patient is determined in the present embodiment with the calculation approach from equation 3.
  • LJS means the distance between the jugulum and the pubic symphysis of the particular patient lying, and kjs a correction factor, the amount of which is preferably in the range between 0.6 and 1.0. Particularly preferably, the amount of the correction factor is 0.8.
  • the decreasing correction factor kjs takes into account the fact that the theoretical distance LJS between the jugulum and the symphysis pubica of a recumbent patient is slightly longer than the actual length of the descending one Aorta.
  • the correction factor kjs is patient-specific, but it is possible to determine the correction factor as an average value from empirical investigations on a representative patient collective to simplify the evaluation. An average of the correction factor can be determined, for example, from angiographic MRI image files and used as a constant in all calculations.
  • the determination of the length L 2 of the descending aorta is non-invasive.
  • the length L 2 of the descending aorta of a particular patient may also be calculated using the calculation approach shown in Equation 4.
  • LJBS means the distance between the sternal notch and the Navel (umbilicus) of the particular patient is lying down and kj ß an empirically determined correction factor, the amount is preferably in the range between 0.8 and 1 second More preferably, the amount of the correction factor is about 1.0.
  • the advantage of this alternative approach is that the attending physician can determine the correction factor kj Bs at any time by simple external length measurement on the patient lying down. This alternative determination of the length L 2 of the descending aorta is non-invasive.
  • the length L 2 of the descending aorta of a particular patient can also be determined with the numerical value equation shown in Equation 5, which was determined on the basis of investigations on a subject collective by the applicant of the present patent application.
  • H means the body size of the particular standing patient to be inserted into the numerical value equation in the unit centimeters.
  • the length L 2 of the descending aorta is obtained with this numerical equation in the Unit of millimeters. This further alternative determination of the length L 2 of the descending aorta is non-invasive.
  • the calculation of the length L 2 of the descending aorta of the particular patient is carried out once non-invasively in the present embodiment by the attending physician.
  • the calculation result is stored on the electronic patient card of the particular patient stored to perform future calculations of the electronic patient card and is then available for the calculation.
  • the measuring and calculating unit of the present embodiment optionally connects the execution of the method according to the invention with a known method for continuously calculating and monitoring the absolute and / or relative blood pressure change of the patient according to equation 6 for the absolute blood pressure change and / or according to equation 7 for the relative blood pressure change and / or according to the equation 8 for calculating the blood pressure each alone based on the evaluation of a piezoelectric pressure measurement of the radial pulse on the wrist of the patient using the equation 2 for calculating the pulse wave velocity in conjunction with one of the equations 3 to 5.
  • ABP (t) m ⁇ [PWV (t) - PWV (t 0 )] + n in mmHg
  • Equation (6) m - [PWV (t) -PWV (t 0 )] + n
  • BP is the blood pressure in mmHg
  • m is a constant with the unit mmHg / [m / s]
  • n is a contour with the unit mmHg
  • t is the time
  • t 0 is a reference time.
  • the two constants m and n can be determined by calibration measurements for at least two different pressure states.
  • the PWT of the descending aorta and the pulse wave velocity PWV of the descending aorta can be calculated, and a continuous blood pressure measurement without the use of additional measurement methods such as Photople hysmogramm (PPG) and electrocardiogram (ECG ), whereby the aforementioned practical disadvantages and acceptance problems of the use of such additional measurement methods as PPG and ECG in the context of continuous blood pressure measurement are avoided.
  • PPG Photople hysmogramm
  • ECG electrocardiogram
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the measuring and calculating unit 100 according to the invention in an arrangement for measuring the pressure pulse on the wrist of a patient.
  • the measuring and computing unit 100 contains a pressure measuring unit 10, an evaluation unit 20 and a read / write device 30 for storing data on a patient card 31.
  • the electronic patient card has an electronic data memory 32.
  • the pressure measuring unit 10 is connected via a measuring cable 11 with a piezoelectric pressure sensor 12, which is fastened in the illustrated arrangement on the wrist of a patient. It is alternatively also a wireless transmission of the pressure signal of the sensor 12 to the pressure measuring unit 10, for example a transmission by radio possible.
  • the evaluation unit 20 contains a data input unit 21, a computing and storage unit 22 and a display unit 23.
  • the data input unit 21 is connected to the computing and storage unit 22 via a data line 24.
  • the display unit 23 is connected to the computing and storage unit 22 via a data line 25.
  • the computing and storage unit 22 is connected via a data line 26 to the reader / writer 30 for a patient card 31.
  • the arithmetic and memory unit 22 includes in its memory a computer program with program code for initiating the mechanical steps of the method according to the invention when the program code runs in the arithmetic and memory unit 22 of the measuring and arithmetic unit 100.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the measurement and computation unit 100 according to the invention from FIG. 3 in conjunction with a blood treatment machine 1000.
  • the measurement and computation unit 100 is part of the control and computation unit of the blood treatment machine.
  • the writing and reading device for the electronic patient card is part of the blood treatment machine and is in communication with the control and processing unit of the blood treatment machine.
  • the control and processing unit is connected to a touchscreen 1100.
  • the data input unit 21 and the display unit 23 are part of the touch screen of the blood treatment machine.
  • the control and computing unit is configured to input user input via the touchscreen and to display the calculation results on the touchscreen and to store patient-related data of a specific patient, in particular the calculated values of the at least one characteristic for the arterial vascular stiffness of the particular patient for the plurality of successive measurement intervals as a time series, on the patient card 31 of the particular patient.
  • the attending physician uses a measuring and calculating unit 100 according to one of the arrangements in FIG. 3 or FIG. 4 and, before the beginning of a first time interval, enters the amount of the length of the descending aorta for the particular patient by means of the data input unit 21 into the measuring unit. and arithmetic unit 100. Further data of the particular patient, for example his age, can be entered.
  • the attending physician places the pressure sensor on the pressure measuring point 12 on the wrist of the particular patient and starts the measurement of at least one pressure pulse wave.
  • the electrical measurement signal of the pressure sensor for the time course of at least one pressure pulse wave per time interval is converted by the pressure measuring unit 10 into a pressure curve and forwarded to the computing and storage unit 22.
  • a computer program according to the invention executes program code and calculates the descending aortic pulse wave velocity as a characteristic parameter for the arterial vascular stiffness of the particular patient, sequentially stores the pulse wave velocity amounts for all time intervals, and sets the time series
  • the pulse wave transit time of the descending aorta could also be used as a characteristic of arterial vessel stiffness because the pulse wave velocity and pulse wave transit time are inversely proportional to each other, with the length of the descending aorta being considered to be constant is assumed (see equation 2).
  • FIG. 5 shows, for a display unit 23 according to FIG. 3 or FIG. 4, the graphic representation of the trend of the characteristic parameter for the arterial stiffness as a function of time with predetermined value ranges Ii, I 2 and I 3 for the characteristic parameter of the vessel stiffness, where Ii , a value range of normal arterial vascular stiffness corresponding to the age of the particular patient, I 2 a range of values of increased arterial vascular stiffness, and I 3 the range of values of critically increased arterial vascular stiffness.
  • the value ranges can be set in be ergonomically different colors, for example green for 1 ⁇ (values inconspicuous), yellow for I 2 (warning area) and red for I 3 (danger area). If the trend reaches the warning zone or even the danger zone, this indicates to the attending physician the need for a control measurement and / or the initiation of medical countermeasures.
  • Control measurements which are not the subject of the present invention, can be carried out for example by means of angiography and / or computed tomography and / or magnetic resonance tomography.
  • the subdivision of the time axis of the plot of the trend of the characteristic parameters for the arterial vascular stiffness can optionally represent a plurality or a plurality of weeks, months or years.
  • the time series is supplemented and updated after each time interval for the particular patient.
  • the updated time series is forwarded by the computing and storage unit 22 to the read / write device 30 and stored on the patient card 31 of the particular patient.
  • the measuring and computing unit 100 may include, for example, one of the two hardware arrangements described below, which are described by way of example with reference to the measurement with a pressure measuring cuff on the upper arm of a patient, but are not limited thereto.
  • the pressure measuring cuff When measuring with a pressure measuring cuff on the upper arm of a patient, the pressure measuring cuff is inflated to an over-systolic pressure, for example to a pressure which is 40 mmHg above the systolic arterial blood pressure. This so-called cuff pressure is maintained during the measurement period. During the measuring period, pressure oscillations are measured. The total amplitude of the pressure measuring signal is therefore composed of a proportion due to the cuff pressure (so-called DC component) and an additive component due to the pressure oscillations (so-called AC component).
  • DC component proportion due to the cuff pressure
  • AC component additive component due to the pressure oscillations
  • the amount of the share is due to the Cuff pressure much greater than the amount of the portion due to the pressure oscillations, for example, the proportion due to the pressure oscillations less than 5% of the proportion due to the cuff pressure.
  • the proportion due to the pressure oscillations contains the desired information about the arterial vascular stiffness and is to be extracted from the entire amplitude of the pressure measuring signal.
  • the pressure measurement signal is fed to an analog high-pass filter, for example with a cut-off frequency of 0.10 Hz.
  • the DC component is suppressed.
  • the filtered signal corresponds to the AC component due to the pressure oscillations and is fed to an analog low-pass filter, for example with a cutoff frequency of 20 Hz.
  • the filtered signal from the low-pass filter is amplified and fed to an analog-to-digital converter (abbreviated to "ADC") with a resolution of 12 bits and digitized.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the digital signal from the 12-bit ADC becomes In this hardware arrangement, therefore, the pressure measurement signal is first filtered and then amplified and digitized.
  • This first hardware arrangement experiences signal settling times of approximately 20 seconds, which require a correspondingly long duration of measurement on the patient High-pass filter and an analog low-pass filter, the cut-off frequencies are subject respectively to the component-specific tolerances of the analog filter, which can be between 10% and 20% of the cutoff frequency, for example, in conventional capacitors.
  • the pressure measurement signal is first amplified and then digitized by means of a high-resolution analog-to-digital converter with a resolution of, for example, 24 bits.
  • the digitized pressure measurement signal is then filtered by means of a digital high pass filter, for example with a cutoff frequency of 0.10 Hz and a digital low pass filter, for example with a cutoff frequency of 20 Hz, so that the AC component is extracted. Only then is the digitized and filtered pressure measurement signal (AC component) evaluated according to the invention.
  • the second hardware arrangement has the advantage that the signal settling times occurring in the case of the first hardware arrangement are dispensed with in the second hardware arrangement.
  • the acceptance the patient for the measurement process for determining the vascular stiffness can be further increased because the duration of the load of the humeral tissue due to the cuff pressure can be reduced by eliminating the signal settling times.
  • the cut-off frequencies of the digital high-pass filter and the digital low-pass filter are adjustable by means of suitable software. Therefore, the problem of the component-specific tolerances of the cutoff frequency of the analog filters as described in the first hardware arrangement does not occur in the second hardware arrangement. The reliability of the device according to the invention can therefore be further improved by using a second hardware arrangement.
  • the solution of the problems of the present invention succeeds with the embodiment shown.
  • the present invention is not limited to the embodiment.
  • Aorta (aortic bifurcation)

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit und Gefäßkalzifikation eines bestimmten Patienten vor, wobei eine Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit ausschließlich aus der Form beziehungsweise dem Verlauf mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt und für den bestimmten Patienten als Zeitreihe abgespeichert wird. In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird die Kenngröße als Trend dargestellt und dient dem Arzt als Basis für eine langfristige Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit und Gefäßkalzifikation eines Patienten
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Überwachung der Kreislaufstabilität von Patienten, insbesondere von solchen Patienten, die regelmäßig auf eine extrakorporale Blutbehandlung angewiesen sind. Erfindungsgemäß werden ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zur Ermittlung mindestens einer Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit und Gefäßkalzifikation während einer Mehrzahl von Blutbehandlungssitzungen und das Abspeichern jeweils mindestens eines Werts der Kenngröße pro Blutbehandlungssitzung zur Erstellung eines langfristigen Trends der mindestens einen Kenngröße vorgeschlagen. Das neue Verfahren und die neue Vorrichtung ermöglichen auch die kontinuierliche Messung des Blutdrucks.
Stand der Technik
Es sind verschiedene Arten von Blutbehandlungsvorrichtungen bekannt. Zu den bekannten Blutbehandlungsvorrichtungen zählen beispielsweise die Vorrichtungen zur Hämodialyse, Hämofiltration und Hämodiafiltration. Während der extrakorporalen Blutbehandlung strömt das Blut in einem extrakorporalen Blutkreislauf durch eine Blutbehandlungseinheit, z.B. einen Dialysator. Die Überwachung der Kreislaufstabilität des Blutkreislaufs der Patienten während einer extrakorporalen Blutbehandlung ist eine ständige Herausforderung für das Personal einer Dialyseklinik. Ein wichtiger Aspekt ist dabei die möglichst frühzeitige Erkennung kurzfristiger hypotensiver Episoden während einer extrakorporalen Blutbehandlungssitzung. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung des Blutdrucks und der Pulsfrequenz des Patienten während einer Blutbehandlungssitzung bekannt.
Die Anmelderin Fresenius Medical Deutschland GmbH vertreibt unter der Handelsbezeichnung„Blood Pressure Monitor" (BPM) ein Modul mit dem die nicht-invasive
BESTÄTIGUNGSKOPIE oszillometrische Messung des systolischen Blutdrucks, des diastolischen Blutdrucks, des mittleren arteriellen Blutdrucks (MAP) und die Messung der Herzrate möglich ist. Mit dem Modul BPM sind neben manuell veranlassten Messungen auch automatische Messungen in vorbestimmten Zeitintervallen während einer Blutbehandlungssitzung möglich. Das Modul BPM wird beispielsweise als Komponente der Hämodialysemaschinen der Anmelderin Fresenius Medical Care Deutschland GmbH aus den Modellreihen 4008 und 5008 eingesetzt, wobei die Messergebnisse auf den mit der Hämodialysemaschine in Verbindung stehenden elektronischen Datenträgern aufgezeichnet werden können. Eine solches Verfahren und eine solche Vorrichtung werden beispielsweise in der Schrift DE 10 2006 010 813 AI der Anmelderin beschrieben. Allerdings sieht das Modul BPM das Anlegen einer herkömmlichen Druckmessmanschette am Oberarm des Patienten vor, so dass in der Praxis Messungen diskontinuierlich im zeitlichen Abstand von rund einer Stunde durchgeführt werden. Für eine lückenlose Überwachung zur möglichst frühzeitigen Erkennung kurzfristiger hypotensiver Episoden während einer extrakorporalen Blutbehandlungssitzung ist das Modul BPM in der bekannten Ausführungsform mit herkömmlicher Druckmessmanschette daher weniger geeignet.
Eine weiteres bekanntes Verfahren der vorgenannten Gattung zur kontinuierlichen Überwachung des Blutdrucks beruht auf dem Zusammenhang zwischen der Pulswellengeschwindigkeit (Pulse Wave Velocity (PWV)) beziehungsweise der Pulswellenlaufzeit (Pulse Transit Time (PTT)) und dem Blutdruck. In diesen bekannten Verfahren werden Annahmen bezüglich des Zusammenhangs zwischen der Pulswellengeschwindigkeit in den Arterien und der arteriellen Gefäßsteifigkeit gemacht. Insbesondere wird den Berechnungen des Blutdrucks die Annahme zugrunde gelegt, dass die arterielle Gefäßsteifigkeit während des Messzeitraums als konstant betrachtet werden kann. Dabei werden die Messgrößen PWV beziehungsweise PTT kontinuierlich und gleichzeitig mittels Photoplethysmogramm (PPG) und Elektrokardiogramm (EKG) ermittelt. Bei solchen Verfahren ist die Anbringung von zusätzlichen PPG-Sonden und EKG-Sonden mit entsprechenden Messkabeln am Patienten erforderlich.
Die Akzeptanz eines Patienten für eine Überwachungsvorrichtung sinkt bekanntlich mit zunehmender Anzahl am Patienten angebrachter Kabel und Sensoren. Für die Akzeptanz von Überwachungsvorrichtungen bei Dialysepatienten ist es wünschenswert, dass die Dialysepatienten während der Hämodialysebehandlung zusätzlich zu den ohnehin erheblichen Einschränkungen aufgrund des extrakorporalen Blutkreislaufs keine weiteren Einschränkungen, etwa der ohnehin begrenzten Bewegungsfreiheit, in Kauf nehmen müssen. Deshalb sind Verfahren, die auf dem Einsatz einer Vielzahl zusätzlicher Sensorik am Patienten beruhen, wie z.B. EKG Sonden und Kabel und PPG Sonden und Kabel, in der Praxis nachteilig. Außerdem steigt der Aufwand für das Personal der Dialyseklinik mit zunehmender Anzahl am Patienten angebrachter Kabel und Sensoren und nicht zuletzt stellen die Geräte selbst einen Kostenfaktor dar.
Messungen der eingangs genannten Art beziehen sich auf den Betrachtungszeitraum einer Blutbehandlungssitzung, beispielsweise rund vier bis fünf Stunden, und dienen vorrangig der Patientensicherheit während der einzelnen Dialysebehandlung. Die Messdaten werden danach nicht weiter ausgewertet und gelöscht, weil die Uberwachungsaufgabe am Ende der Behandlung abgeschlossen ist.
Im langfristigen Betrachtungszeitraum über mehrere oder viele Blutbehandlungssitzungen hinweg hat der behandelnde Arzt etliche weitere gesundheitsrelevante Parameter zu beachten. So kann beispielsweise die Risikoeinschätzung möglicher krankhafter Gefäßveränderungen, beispielsweise einer arteriellen Gefäßkalzifikation beziehungsweise einer Arteriosklerose, Einfluss auf die laufende Medikation eines Dialysepatienten haben. Ausgewählte Kenngrößen des momentanen Zustands der Steifigkeit beziehungsweise Elastizität des arteriellen Gefäßsystems können vom behandelnden Arzt beispielsweise mit dem in der Schrift WO 2005/077265 AI der Anmelder Illyes und Beres beschriebenen Verfahren ermittelt werden. Als Kenngrößen für die Steifigkeit beziehungsweise Elastizität des arteriellen Gefäßsystems werden mittels dieses Verfahrens beispielsweise der sogenannte„Augmentation Index (AIx)" und der sogenannte „Ejection Duration Index (ED)" ermittelt. Eine entsprechende medizinische Mess- und Recheneinheit wird unter der Handelsbezeichnung Arteriograph von der Arteriomed GmbH, Deutschland vertrieben. In der Schrift WO 2005/077265 AI wird außerdem eine Methode zur oszillometrischen Blutdruckmessung auf der Basis einer konventionellen Blutdruckmessmanschette am Oberarm des Patienten beschrieben. Die vorliegende Erfindung
Aufgaben der vorliegenden Erfindung Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein weiteres Verfahren und eine weitere Mess- und Recheneinheit zur Überwachung der Kreislaufstabilität eines Patienten, insbesondere zur kontinuierlichen automatischen Überwachung des Blutdrucks und zur Ermittlung mindestens einer Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten anzugeben. Unter einer Kenngröße wird in der vorliegenden Erfindung eine die Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten oder deren Veränderung beschreibende Größe verstanden. Die Kenngröße kann ein dimensionsbehafteter oder auch dimensionsloser Betrag sein. Die Gefäßsteifigkeit eines Patienten kann sich durch Gefäßkalzifikation verändern. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Mess- und Recheneinheit zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten anzugeben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung anzugeben, mit einer integrierten Mess- und Recheneinheit, die so konfiguriert ist, dass damit eine langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten ermöglicht ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Mess- und Recheneinheit zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines Patienten anzugeben, die außer einer herkömmlichen nicht-invasiven Blutdruckmessung am Patienten keine weitere Sensorik benötigt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Mess- und Recheneinheit zur Überwachung der Kreislaufstabilität eines Patienten anzugeben, die zusätzlich zur kurzfristigen kontinuierlichen automatischen Überwachung des Blutdrucks während einer Blutbehandlungssitzung auch eine langfristige Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten ermöglicht, ohne dass dafür Zusatzgeräte erforderlich sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Mess- und Recheneinheit zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten anzugeben, die besonders kostengünstig ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Mess- und Recheneinheit zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten anzugeben, die besonders benutzerfreundlich ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Mess- und Recheneinheit zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten anzugeben, die durch eine zusätzliche Hardwarekomponente, z.B. eine zusätzliche Elektronikplatine, und ein Software-Update in dem bekannten Modul zur Blutdrucküberwachung (BPM) der Anmelderin Fresenius Medical Care Deutschland GmbH implementierbar ist.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1, 13, 18 und 20. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstände der Unteransprüche. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1 können mit der Vorrichtung nach Anspruch 13 und der Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung nach Anspruch 18 ungeschmälert erreicht werden. In bestimmten Ausführungsformen können die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem Computer-Programm-Produkt nach Anspruch 20 ungeschmälert erreicht werden.
Nach der Lehre der Erfindung werden diese Aufgaben gelöst durch eine oszillometrische Auswertung mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle in Abhängigkeit von der Zeit. Dabei wird die gesuchte Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten aus der Form beziehungsweise dem Verlauf mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle des bestimmten Patienten in Abhängigkeit von der Zeit unter Voraussetzung einer konstanten Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten ermittelt.
Die Messung der mindestens einen durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle erfolgt besonders bevorzugt mittels eines Drucksensors am Patienten. Es ist auch möglich, mittels eines optischen Sensors den sogenannten Herzvolumenpuls oder mittels einer Ultraschallmessung den sogenannten Blutflusspuls zu messen und erfindungsgemäß auszuwerten. Insbesondere kann erfindungsgemäß die Auswertung der Form beziehungsweise des Verlaufs mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle des bestimmten Patienten in Abhängigkeit von der Zeit das Ermitteln des Zeitpunkts des systolischen Maximums und das Ermitteln des Zeitpunkts eines im zeitlichen Verlauf nach dem systolischen Maximum auftretenden weiteren lokalen Pulsereignisses beinhalten, das aufgrund der an der Aortenbifurkation des Patienten reflektierten Druckpulswelle des ausgewählten Herzschlags auftritt. Das im zeitlichen Verlauf nach dem systolischen Maximum auftretende lokale Pulsereignis kann ein lokales Maximum oder ein lokaler Wendepunkt sein. Aus der Differenz des Zeitpunkts des lokalen Pulsereignisses aufgrund der an der Aortenbifurkation des Patienten reflektierten Druckpulswelle des ausgewählten Herzschlags und des Zeitpunkts des systolischen Maximums des ausgewählten Herzschlags kann die Pulswellenlaufzeit in der absteigenden Aorta des Patienten als Maß für die arterielle Gefäßsteifigkeit berechnet werden. Bei Kenntnis der Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten kann die Pulswellengeschwindigkeit als weiteres Maß für die arterielle Gefäßsteifigkeit berechnet werden.
Im Rahmen der Weiterentwicklung des oben genannten Blutdruckmonitors BPM durch die Anmelderin Fresenius Medical Care Deutschland GmbH mit einer piezoelektrischen Messung des Blutdrucks am Handgelenk des Patienten und entsprechenden Studien der Anmelderin an einem Probandenkollektiv hat sich gezeigt, dass alleine durch Auswertung des Verlaufs mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle in Abhängigkeit von der Zeit, also mit vergleichsweise einfachen Mitteln, nicht nur eine verlässliche kontinuierliche Überwachung des Blutdrucks während einer einzelnen Blutbehandlungssitzung möglich ist, sondern zusätzlich auch verlässlich auf die mögliche langfristige Veränderung der arteriellen Gefäßsteifigkeit geschlossen werden kann, wenn der Betrachtungszeitraum auf eine Mehrzahl oder ein Vielzahl von Blutbehandlungssitzungen ausgedehnt wird. Aus der Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit kann auf die arterielle Gefaßkalzifikation geschlossen werden.
Zum Erkennen einer Veränderung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten kann der Trend der Pulswellenlaufzeit ausgewertet werden. Dabei wird erfindungsgemäß die Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten als konstant vorausgesetzt, ohne dass deren Betrag bekannt sein muss. Alleine der Trend der Pulswellenlaufzeit des bestimmten Patienten kann einen Hinweis geben, ob der Trend der arteriellen Gefäßsteifigkeit gleichbleibend, steigend oder sinkend ist. Wenn darüber hinaus ein Hinweis erhalten werden soll, ob die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten dem Alter des bestimmten Patienten entspricht oder erhöht ist oder sogar kritisch erhöht ist, so ist dies nur unter Kenntnis der Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten möglich, so dass ein Vergleich mit Erfahrungswerten möglich ist.
Für denselben Patienten ist die ermittelte Pulswellengeschwindigkeit umgekehrt proportional zur Pulswellenlaufzeit wenn die Länge der absteigenden Aorta desselben Patienten als konstant vorausgesetzt wird.
Als Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit ist besonders bevorzugt die Pulswellengeschwindigkeit in der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten geeignet, die erfindungsgemäß aus der Form beziehungsweise dem Verlauf mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle in Abhängigkeit von der Zeit und der für den bestimmten Patienten betragsmäßig ermittelten Länge der absteigenden Aorta des Patienten ermittelt werden kann. Der Vergleich der gemessenen Pulswellengeschwindigkeit mit Erfahrungswerten kann einen Hinweis darauf geben, ob die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten dem Alter des bestimmten Patienten entspricht oder erhöht ist oder sogar kritisch erhöht ist. Die Länge der absteigenden Aorta ist für jeden Patienten individuell zu ermitteln, das heißt die Länge der absteigenden Aorta kann bei unterschiedlichen Patienten unterschiedlich lang sein. Die Länge der absteigenden Aorta eines Patienten kann erfindungsgemäß auf einfache Weise nicht-invasiv mit ausreichender Genauigkeit ermittelt werden.
Die vorliegende Erfindung kehrt die herkömmliche Betrachtungsweise, die von einer konstanten Gefäßsteifigkeit während des Betrachtungszeitraums ausgeht um und macht die neue Annahme, dass in dem auf eine Mehrzahl oder eine Vielzahl von Blutbehandlungssitzungen ausgedehnten Betrachtungszeitraum nur die Länge der absteigenden Aorta für einen gegebene Patienten als konstant betrachtet werden darf und die arteriellen Gefäßsteifigkeit hingegen variabel sein kann. Dies eröffnet den Ansatz, über einen langen Zeitraum in aufeinander folgenden Zeitintervallen erfasste, untereinander vergleichbare Kennwerte für die arteriellen Gefäßsteifigkeit eines Patienten zu berechnen und Trends zu ermitteln, wobei stets derselbe Wert für die Länge der absteigenden Aorta den wiederkehrenden Berechnungen der Kenngröße der arteriellen Gefäßsteifigkeit zugrunde gelegt wird.
Der Verlauf mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle in Abhängigkeit von der Zeit kann gemäß der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft durch piezoelektrische Messung des Blutdrucks am Handgelenk des Patienten oder aber mittels einer herkömmlichen Blutdruckmanschette am Oberarm des Patienten erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen dem behandelnden Arzt besonders vorteilhaft eine langfristige Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit zur Risikobewertung von Patienten, die auf eine extrakorporale Blutbehandlung angewiesen sind, weil bei solchen Patienten während der regelmäßigen Blutbehandlungssitzungen der Blutdruck kontinuierlich gemessen werden kann und dabei Messdaten anfallen, die zusätzlich erfindungsgemäß ausgewertet werden können. Aus der Kenngröße der arteriellen Gefäßsteifigkeit kann auf das Ausmaß der Gefäßkalzifikation geschlossen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können dem behandelnden Arzt wichtige Hinweise für die patientenspezifische Optimierung der extrakorporalen Blutbehandlungstherapie liefern, beispielsweise für eine gezielte Anpassung der Ca-Konzentration der eingesetzten Dialysierflüssigkeiten. Somit kann durch die vorliegende Erfindung die Qualität der extrakorporalen Blutbehandlungstherapie weiter verbessert werden.
Des Weiteren liefern die vorliegende Erfindung und das vorliegende Verfahren dem behandelnden Arzt wichtige Hinweise zur Überwachung und Optimierung einer die Blutbehandlung begleitenden Medikations-Therapie, z.B. gegen Hypokalzämie, insbesondere bei der Gabe von Vitamin-D-Präparaten gegen Calcitriol-Mangel.
Insgesamt kann durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung die Patientensicherheit weiter nachhaltig verbessert werden.
In der Regel wird ein Hämodialysepatient mit ESRD (End Stage Renal Disease) während einiger oder vieler Jahre durchschnittlich dreimal wöchentlich für mehrere Stunden einer Hämodialysebehandlung unterzogen. Unter einem langfristigen Zeitraum wird in der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein Zeitraum von einigen, mehreren oder vielen Wochen, Monaten oder Jahren verstanden. Im Hinblick auf die Anwendung der vorliegenden Erfindung bei Hämodialysepatienten schließt ein langfristiger Zeitraum im Wesentlichen eine Mehrzahl oder eine Vielzahl von Blutbehandlungssitzungen ein.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die mindestens eine Kenngröße für die Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit während einer Mehrzahl oder einer Vielzahl von Blutbehandlungssitzungen ermittelt werden und der Wert der mindestens einen Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit auf einem elektronischen Datenträger abgespeichert werden.
In manchen anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können jeweils nach den Blutbehandlungssitzungen zusätzlich zu der mindestens einen Kenngröße für die Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit weitere Daten, wie beispielsweise der systolische Blutdruck und/oder der diastolische Blutdruck und/oder die Herzrate auf einem elektronischen Datenträger abgespeichert werden. In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die bereits abgespeicherten historischen Werte der mindestens einen Kenngröße aus der Vergangenheit eine Zeitreihe bilden, die mit jedem neuen Wert der Kenngröße fortgeschrieben wird.
Darüber hinaus können in manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren eine statistische Auswertung der historischen Werte der mindestens einen Kenngröße beinhalten. Bei der statistischen Auswertung handelt es sich in besonders bevorzugten Ausführungsformen um einen Trend. Der Trend kann in besonders bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung grafisch aufbereitet werden, beispielsweise in Form eines Kurvenverlaufs in einem Diagramm und/oder als Warnhinweis auf dem Bildschirm beziehungsweise Touchscreen der extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung oder als Messschrieb eines angeschlossenen Druckers. Der Trend kann dem behandelnden Arzt als Grundlage zur Erstellung einer Diagnose bezüglich der Entwicklung der arteriellen Gefäßsteifigkeit und der Gefäßkalzifikation dienen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem elektronischen Datenträger, auf dem der mindestens eine Wert einer Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit abgespeichert werden kann, um eine individuelle elektronische Patientenkarte des bestimmten Patienten. Die elektronische Patientenkarte weist einen elektronischen Datenspeicher auf, der für den Schreib- und Lesezugriff geeignet und konfiguriert ist. Der besondere Vorteil der Patientenkarte ist, dass die Daten unabhängig von der eingesetzten Blutbehandlungsvorrichtung und der aufgesuchten Klinik zentral vom Patienten mitgeführt werden können. Auf der Patientenkarte können außerdem patientenspezifische, in die Berechnung der mindestens einen Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit einfließende Angaben zentral abgespeichert werden. Somit kann auf diese Daten zurückgegriffen werden, wenn die mindestens eine Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit berechnet wird. Dadurch ist stets sichergestellt, dass für die Berechnungen der mindestens einen Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit die Berechnungsgrundlagen- und Annahmen langfristig einheitlich sind, so dass die Berechnungsergebnisse für die mindestens eine Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit über einen langfristigen Zeitraum miteinander vergleichbar sind. Der Begriff der elektronischen Patientenkarte umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung jeden geeigneten mobilen elektronischen Datenträger, der eindeutig einem bestimmten Patienten zugeordnet oder zuordenbar ist, auf dem die aufgezeichneten historischen Werte der mindestens einen Kenngröße unabhängig von der extrakorporalen Blutbehandlungsvorrichtung gespeichert werden können. Darunter fallen beispielsweise auch SD-Karte, Memory-Card, Memory-Stick, USB-Device und andere dem Fachmann bekannte elektronische Datenträger. In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist der elektronischen Datenträger eine elektronische Patientenkarte mit Datenspeicher im Scheckkartenformat, auf der auch die personenbezogenen Daten des Patienten abgespeichert werden können und die der Patient aufgrund des praktischen Formats zusammen mit anderen Dokumenten gleichen Formats (Personalausweis, ID-Karte, Fahrerlaubnis etc.) ohne zusätzlichen Aufwand stets mit sich führen kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung, beispielsweise eine Hämodialysevorrichtung, eine erfindungsgemäße Mess- und Recheneinheit auf, die derart konfiguriert ist, dass die während der extrakorporalen Blutbehandlung ermittelte mindestens eine Kenngröße auf der Patientenkarte des bestimmten Patienten abgespeichert wird. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung, beispielsweise eine Hämodialysevorrichtung, eine erfindungsgemäße Mess- und Recheneinheit auf, die derart konfiguriert ist, dass die während der extrakorporalen Blutbehandlung ermittelte statistische Auswertung der mindestens einen Kenngröße der arteriellen Gefäßsteifigkeit als Trend und/oder als Warnhinweis auf dem Bildschirm der extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung dargestellt wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit im Speicher der Steuer- und Recheneinheit der Blutbehandlungsmaschine abgespeichert und eindeutig dem Patienten zugeordnet wird. Dadurch ist es möglich, auch ohne die Verwendung der Patientenkarte die Kenngröße zur Charakterisierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit abzuspeichern, so dass diese auch im Falle von Verlust oder Beschädigung der Patientenkarte weiter zur Verfügung steht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Steuer- und Recheneinheit der Blutbehandlungsmaschine so konfiguriert ist, dass die im Speicher der Steuer- und Recheneinheit der Blutbehandlungsmaschine abgespeicherten patientenspezifischen Daten im Falle des Verlusts oder der Beschädigung der Patientenkarte auf eine neue Patientenkarte abgespeichert werden können. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Steuer- und Recheneinheit der Blutbehandlungsmaschine so konfiguriert ist, dass die im Speicher der Steuer- und Recheneinheit der Blutbehandlungsmaschine abgespeicherten patientenspezifischen Daten bei Vernetzung der Dialysemaschine in einem Computernetzwerk auf mindestens einem Computer abgespeichert werden können.
Natürlich sind das Verfahren und die Mess- und Rechenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch ohne den Zusammenhang mit einer Hämodialysebehandlung zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit und der Gefäßkalzifikation eines Patienten geeignet. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist deshalb nicht auf Dialysepatienten beschränkt und bietet sich auch bei Gesunden im Rahmen der Prävention an. In manchen Ausführungsformen wird von der Lehre der vorliegenden Erfindung auch der Fall erfasst, dass das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung unabhängig von extrakorporalen Blutbehandlungssitzungen eingesetzt werden können.
Im Zusammenhang mit der Hämodialysebehandlung ergibt sich allerdings der praktische Vorteil, dass der Patient ohnehin sehr regelmäßig in einer Dialyseklinik anwesend ist und die erforderlichen Messdaten ohne zusätzlichen Aufwand, wie etwa zusätzliche Arztbesuche erhoben werden können. Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels werden weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung näher beschrieben. Die Bezugszeichen in den Figuren haben jeweils durchgängig in allen Figuren die gleiche Bedeutung.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung der absteigenden Aorta eines Menschen mit den abzweigenden Arterien und einer Druckmessstelle am Handgelenk des Menschen und einer Druckmessmanschette am Oberarm des Menschen.
Figur 2 ein beispielhaftes Diagramm des zeitlichen Verlaufs einer durch
Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle eines Menschen mit überlagernden reflektierten Druckpulswellen gemessen an der Druckmessstelle 12 am Handgelenk des Menschen gemäß Figur 1.
Figur 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Mess- und
Recheneinheit mit einem Drucksensor zur Verwendung an der Messstelle 12 aus Figur 1.
Figur 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Mess- und
Recheneinheit aus Figur 3 in Verbindung mit einer extrakorporalen Blutbehandlungsmaschine (der extrakorporale Blutkreislauf ist nicht dargestellt).
Figur 5 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Trends einer Kenngröße der arteriellen Gefäßsteifigkeit auf der Bildschirmanzeige der erfindungsgemäßen Mess- und Recheneinheit aus Figur 3 oder Figur 4.
Figur 1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung die absteigende Aorta 5 eines menschlichen Patienten mit den größten abzweigenden Arterien, nämlich der brachialen Arterie 3, den Nieren- und Leberarterien und den lliac Arterien. Die gesamte absteigende Aorta 5 weist in der schematischen Darstellung die Länge L2 auf, die als Abstand zwischen der Aortabogenspitze des Aortabogens 2 und der Aortenbifurkation 7 definiert ist. An der dem Herz des Menschen (nicht dargestellt) zugewandten Mündung 1 der absteigenden Aorta ist schematisch der Aortabogen 2 mit der Länge Lo dargestellt. Unmittelbar vom Aortabogen
2 zweigt die brachiale Arterie 3 ab, die in die radiale Arterie 4 im Arm des Patienten übergeht. Die brachiale Arterie 3 und radiale Arterie 4 weisen in der schematischen Darstellung zusammen die Länge Li auf. An dem der absteigenden Aorta abgewandten Ende der radialen Arterie 4 ist eine Druckmessstelle 12 dargestellt, an der ein nicht-invasiver Drucksensor, beispielsweise am Handgelenk des Patienten, angebracht werden kann. An dem der absteigende Aorta zugewandten Ende der brachialen Arterie 3 ist eine optionale Druckmessstelle 12a für eine herkömmliche Druckmessmanschette dargestellt. Des Weiteren sind im Verlauf der absteigenden Aorta 5 eine erste Verzweigungsstelle 6 zu den Nieren- und Leberarterien und eine zweite Verzweigungsstelle, die Aortenbifurkation 7 dargestellt. Die erste Verzweigungsstelle 6 wirkt als erste Reflexionssteile und die Aortenbifurkation 7 wirkt als zweite Reflexionsstelle für die vom Herz 1 des Patienten kommende Herzdruckpulswelle. Dementsprechend durchlaufen reflektierte Druckpulswellen die absteigende Aorta 5 in entgegengesetzter Fortschrittsrichtung zu den Herzdruckpulswellen. Die reflektierten Druckpulswellen überlagern sich im Aortabogen 2 an der Verzweigung zur brachialen Arterie
3 mit den Herzdruckpulswellen und laufen mit gleicher Fortschrittsrichtung in die brachiale Arterie 3 und die radiale Arterie 4 hinein. An der Druckmessstelle 12 am Handgelenk des Patienten und an der Druckmessstelle 12a am Oberarm des Patienten sind Druckpulswellen messbar, die aufgrund der Überlagerung aus Herzdruckpulswellen und reflektierter Druckpulswellen eine charakteristische Form zeigen. In der Figur 1 sind die Fortschrittsrichtungen der Druckpulswellen anhand von Pfeilen angedeutet. Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines an der Druckmessstelle 12 aus Figur 1 beispielhaft gemessenen Druckpulsverlaufs in Abhängigkeit von der Zeit. Die charakteristische Form des Druckpulsverlaufs in Abhängigkeit von der Zeit weist bei ungefähr ti = 85 ms ein absolutes Maximum auf, das durch eine vorwärts gerichtete Herzdruckpulswelle entstanden ist und als systolisches Maximum bezeichnet wird. In der Abklingphase überlagert sich die an der Aortenbifurkation 7 reflektierte Druckpulswelle dem zeitlichen Verlauf der abklingenden Herzdruckpulswelle, so dass der zeitliche Druckverlauf bei ungefähr t2 = 215 ms ein lokales Pulsereignis, beispielsweise wie in Figur 2 gezeigt, einen Wendepunkt aufweist. Es ist auch möglich, dass als lokales Pulsereignisses aufgrund der reflektierte Druckpulswelle bei t2 anstelle eines Wendepunktes ein lokales Maximum auftritt. Des Weiteren ist ein weiteres lokales Maximum bei ungefähr t3 = 410 ms zu erkennen, das aufgrund der diastolischen Druckpulswelle auftritt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass in rund 90 % der Messungen als lokales Pulsereignis aufgrund der reflektierten Druckpulswelle bei t2 ein lokales Maximum auftritt und in rund 10 % der Messungen als lokales Pulsereignis aufgrund der reflektierten Druckpulswelle bei t2 ein Wendepunkt auftritt.
Die Pulswellenlaufzeit PTT](Lo + Li) ist definiert als Laufzeit der durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle aufgrund der zurückgelegten Strecke im Aortabogen sowie in der brachialen Arterie und der radialen Arterie bis zur Druckmessstelle 12 in Figur 1.
Die Pulswellenlaufzeit PTT2(Lo + 2 L2 + L ) ist definiert als Laufzeit der an der Aortenbifurkation reflektierten Druckpulswelle aufgrund der zurückgelegten Strecke im Aortabogen, in der zweifachen Länge der absteigenden Aorta und in der brachialen Arterie und in der radialen Arterie bis zur Druckmessstelle 12 in Figur 1.
Die Pulswellenlaufzeit in der absteigenden Aorta PTT(2 L2) ist definiert als Laufzeitunterschied zwischen der durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle und der an der Aortenbifurkation der absteigenden Aorta reflektierten Druckpulswelle aufgrund der zurückgelegten zweifachen Länge der absteigenden Aorta. Die Länge der absteigenden Aorta ergibt sich aus der Figur 1 als Maß L2. Die Pulswellenlaufzeit in der absteigenden Aorta PTT kann als Differenz aus der Pulswellenlaufzeit PTT2 und der Pulswellenlaufzeit PTTj berechnet werden, wie in der Gleichung 1 gezeigt.
PTT(2 L2) = PTT2(Lo + 2 L2 + Li) - PTT^Lo + L (Gleichung 1)
Aus dem zeitlichen Verlauf der Druckpulswellen in Figur 2 kann aufgrund der vorstehend beschriebenen Grundlagen die Pulswellenlaufzeit PTT ermittelt werden, indem die Laufzeit der vorwärts gerichteten Herzdruckpulswelle von der Laufzeit der an der zweiten Verzweigungsstelle reflektierten Druckpulswelle abgezogen wird (PTT = t2 - = 130 ms). Die praktische Berechnung der Pulswellenlaufzeit erfolgt unter Verwendung bekannter mathematischer Methoden mit einem Berechnungsalgorithmus zur Auswertung des zeitlichen Verlaufs von gemessenen Druckpulswellen, der insbesondere Maxima und Wendepunkte bestimmt und die Messzeitpunkte von Maxima und Wendepunkten berechnet.
Der Berechnungsalgorithmus kann konfiguriert sein, eine Glättung der gemessenen Druckpulswellen durchzuführen. Der Berechnungsalgorithmus kann konfiguriert sein, die ersten Ableitungen und die zweiten Ableitungen der geglätteten Druckpulswellen zu berechnen.
Des Weiteren kann der Berechnungsalgorithmus konfiguriert sein, mindestens eine einzelne Pulsdruckkurve aus einer Mehrzahl oder einer Vielzahl von Pulsdruckkurven zu extrahieren und zu analysieren. Die Analyse der mindestens einen Pulsdruckkurve kann einige, mehrere oder alle der nachfolgend genannten Schritte beinhalten.
Der Berechnungsalgorithmus kann konfiguriert sein, den systolischen Peak zum Zeitpunkt und den Peak der Reflexionswelle zum Zeitpunkt t2 aus dem Kurvenverlauf einer extrahierten Pulsdruckkurve zu erkennen. Darüber hinaus kann der Berechnungsalgorithmus konfiguriert sein, beispielsweise zur Plausibilitätskontrolle, zusätzlich auch den diastolischen Peak zum Zeitpunkt t3 aus dem Kurvenverlauf einer extrahierten Pulsdruckkurve zu erkennen.
Der Berechnungsalgorithmus kann konfiguriert sein, einen Ersatzpunkt für den Peak der Reflexionswelle zum Zeitpunkt t2 festzulegen, falls die Analyse des Kurvenverlaufs keinen eindeutigen Peak liefert. Der Berechnungsalgorithmus kann als Ersatzpunkt für den Peak der Reflexionswelle zum Zeitpunkt t2 einen Wendepunkt aus dem Kurvenverlauf zuordnen.
Der Berechnungsalgorithmus kann konfiguriert sein, die Pulswellenlaufzeit in der absteigenden Aorta PTT als Differenz der Zeitpunkte t2 und t\ zu berechnen (PTT = t2 - ti). Der Berechnungsalgorithmus kann konfiguriert sein, die Pulswellengeschwindigkeit PWV der absteigenden Aorta aus der Pulswellenlaufzeit PTT der absteigenden Aorta und der Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten zu berechnen. Der Berechnungsalgorithmus kann außerdem konfiguriert sein, statistische Größen wie den Mittelwert und die Standardabweichung der Pulswellengeschwindigkeit PWV der absteigenden Aorta und/oder der Pulswellenlaufzeit PTT der absteigenden Aorta zu berechnen. Der Berechnungsalgorithmus zur Auswertung des zeitlichen Verlaufs von Messkurven ist Bestandteil eines Computer-Programms mit Programmcode, der in der Mess- und Recheneinheit abgespeichert ist und die maschinellen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens veranlasst, wenn der Programmcode in der Auswerteeinheit der Mess- und Recheneinheit abläuft.
Unter Verwendung der Pulswellenlaufzeit der absteigenden Aorta PTT(2 L2) kann die Pulswellengeschwindigkeit berechnet werden, die sich aus Gleichung 2 ergibt.
2 -
PTT (Gleichung 2)
Die Länge L2 der absteigenden Aorta eines bestimmten Patienten wird im vorliegende Ausführungsbeispiel mit dem Berechnungsansatz aus Gleichung 3 ermittelt.
L2 = kJS - LJS mit O,6 < kJS < 1 (Gleichung 3)
In der Gleichung 3 bedeutet LJS den Abstand zwischen dem Jugulum und der Schambeinfuge (Symphysis pubica) des bestimmten liegenden Patienten und kjs einen Korrekturfaktor, dessen Betrag bevorzugt im Bereich zwischen 0,6 und 1,0 liegt. Besonders bevorzugt liegt der Betrag des Korrekturfaktors bei 0,8. Der vermindernde Korrekturfaktor kjs berücksichtigt den Umstand, dass der theoretische Abstand LJS zwischen dem Jugulum und der Symphysis pubica eines liegenden Patienten etwas länger ist als die tatsächliche Länge der absteigenden Aorta. Der Korrekturfaktor kjs ist patientenspezifisch, jedoch ist es möglich, den Korrekturfaktor zur Vereinfachung der Auswertung als Mittelwert aus empirischen Untersuchungen an einem repräsentativen Patientenkollektiv zu ermitteln. Ein Mittelwert des Korrekturfaktors kann beispielsweise anhand von angiografischen MRT-Bilddateien ermittelt und als Kontante in allen Berechnungen verwendet werden. Die Ermittlung der Länge L2 der absteigenden Aorta erfolgt nicht-invasiv.
Alternativ kann die Länge L2 der absteigenden Aorta eines bestimmten Patienten auch mit dem in Gleichung 4 gezeigten Berechnungsansatz berechnet werden.
1-2 = kjßs · LJBS mit 0,8 < kJBS < 1,2 (Gleichung 4)
In der Gleichung 4 bedeutet LJBS den Abstand zwischen dem Jugulum und dem Bauchnabel (Umbilicus) des bestimmten liegenden Patienten und kjßs einen empirisch ermittelten Korrekturfaktor, dessen Betrag bevorzugt im Bereich zwischen 0,8 und 1 ,2 liegt. Besonders bevorzugt liegt der Betrag des Korrekturfaktors bei ungefähr 1 ,0. Der Vorteil dieses alternativen Ansatzes ist, dass der behandelnde Arzt den Korrekturfaktor kjBs jederzeit durch einfache äußerliche Längenmessung am liegenden Patienten ermitteln kann. Auch diese alternative Ermittlung der Länge L2 der absteigenden Aorta erfolgt nicht-invasiv.
Wiederum alternativ kann die Länge L2 der absteigenden Aorta eines bestimmten Patienten auch mit der in Gleichung 5 gezeigten Zahlenwertgleichung bestimmt werden, die anhand von Untersuchungen an einem Probandenkollektiv von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung ermittelt wurde. In den Untersuchungen wurden die Konstanten der Gleichung 5 zu α = 3,10 und ß = 7,00 ermittelt.
Ι_2 = α · Η - β (Gleichung 5)
In der Zahlenwertgleichung (Gleichung 5) bedeutet H die Körpergröße des bestimmten stehenden Patienten, die in der Einheit Zentimeter in die Zahlenwertgleichung einzusetzen ist. Die Länge L2 der absteigenden Aorta erhält man mit dieser Zahlenwertgleichung in der Einheit Millimeter. Auch diese weitere alternative Ermittlung der Länge L2 der absteigenden Aorta erfolgt nicht-invasiv.
Es ist auch möglich, die Länge der absteigenden Aorta eines bestimmten Patienten mittels mindestens zwei der Gleichungen 3 bis 5 zu berechnen und dadurch eine Plausibilitätskontrolle für die Berechnungsergebnisse zu erleichtern.
Die Berechnung der Länge L2 der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel einmalig nicht-invasiv vom behandelnden Arzt durchgeführt. Das Berechnungsergebnis wird auf der elektronischen Patientenkarte des bestimmten Patienten abgespeichert zur Durchführung künftiger Berechnungen von der elektronischen Patientenkarte ausgelesen und steht dann für die Berechnung zur Verfügung. Durch das Abspeichern der Länge L2 der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten auf seiner individuellen Patientenkarte wird sichergestellt, dass bei allen Berechnungen unabhängig von der Klinik und der Bluthandlungsmaschine stets derselbe Betrag der Länge L2 der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten verwendet wird und die Ergebnisse der Kenngröße der arteriellem Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten vergleichbar sind.
Die Mess- und Recheneinheit des vorliegenden Ausführungsbeispiels verbindet optional die Ausführung des erfindungsgemäße Verfahrens mit einem bekannten Verfahren zum kontinuierlichen Berechnen und Überwachen der absoluten und/oder der relativen Blutdruckänderung des Patienten gemäß der Gleichung 6 für die absolute Blutdruckänderung und/oder gemäß der Gleichung 7 für die relative Blutdruckänderung und/oder gemäß der Gleichung 8 zur Berechnung des Blutdrucks jeweils alleine auf der Basis der Auswertung einer piezoelektrischen Druckmessung des radialen Pulses am Handgelenk des Patienten unter Verwendung der Gleichung 2 zur Berechnung der Pulswellengeschwindigkeit in Verbindung mit einer der Gleichungen 3 bis 5.
ABP(t) = m · [PWV(t) - PWV(t0 )]+ n in mmHg
Gleichung (6) m - [PWV(t)-PWV(t0 )]+ n
in %
m - PWV(t0 ) + n
Gleichung (7) BP(t) = m - PWV(t) + n in mmHg Gleichung (8)
In den Gleichungen 6, 7 und 8 bedeuten BP den Blutdruck in mmHg, m eine Konstante mit der Einheit mmHg/[m/s], n eine Kontante mit der Einheit mmHg, t die Zeit und t0 einen Bezugszeitpunkt. Die zwei Konstanten m und n können durch Kalibrationsmessungen für mindestens zwei unterschiedliche Druckzustände ermittelt werden.
Durch vorgenannte optionale Kombination der gemeinsamen Ermittlung einer Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit und der kontinuierlichen Messung des Blutdrucks alleine durch Analyse des Verlaufs mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle in Abhängigkeit von der Zeit, die nur eine einzige Messstelle am Handgelenk des Patienten benötigt, wird die Akzeptanz beim Anwender weiter erhöht. Mit der vorliegenden Erfindung können ausschließlich durch Analyse des Verlaufs mindestens einer durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle die Pulswellenlaufzeit PTT der absteigenden Aorta und die Pulswellengeschwindigkeit PWV der absteigenden Aorta berechnet werden und eine kontinuierliche Blutdruckmessung ohne den Einsatz zusätzlicher Messmethoden wie Photople hysmogramm (PPG) und Elektrokardiogramm (EKG) realisiert werden, wodurch die eingangs genannten praktischen Nachteile und Akzeptanzprobleme des Einsatzes solcher zusätzlicher Messmethoden wie PPG und EKG im Rahmen der kontinuierlichen Blutdruckmessung vermieden werden. Die Akzeptanz beim Anwender und beim Patienten für die Überwachungseinrichtung wird dadurch erhöht. Die Handhabung der Überwachungseinrichtung wird vereinfacht und die Kosten können gesenkt werden. Gleichzeitig wird der als ein Ergebnis der Pulswellenanalyse erhaltene Betrag der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) der absteigenden Aorta als Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit verwendet und erfindungsgemäß auf der elektronischen Patientenkarte gespeichert, so dass ein mittelfristiger oder langfristiger Trend der Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit erstellt werden kann, der dem behandelnden Arzt als Basis für diagnostische Zwecke dienen kann. Aus dem Trend der arteriellen Gefäßsteifigkeit kann auf den Trend der arteriellen Gefäßkalzifikation geschlossen werden. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Mess- und Recheneinheit 100 in einer Anordnung zur Messung des Druckpulses am Handgelenk eines Patienten. Die Mess- und Recheneinheit 100 enthält eine Druckmesseinheit 10, eine Auswerteeinheit 20 und ein Schreib-/Lesegerät 30 zum Abspeichern von Daten auf einer Patientenkarte 31. Die elektronische Patientenkarte weist einen elektronischen Datenspeicher 32 auf. Die Druckmesseinheit 10 ist über ein Messkabel 11 mit einem piezoelektrischen Drucksensor 12 verbunden, der in der dargestellten Anordnung am Handgelenk eines Patienten befestigt ist. Es ist alternativ auch eine drahtlose Übertragung des Drucksignals des Sensors 12 an die Druckmesseinheit 10, z.B. eine Übertragung per Funk möglich. Die Auswerteeinheit 20 enthält eine Dateneingabeeinheit 21, eine Rechen- und Speichereinheit 22 und eine Anzeigeeinheit 23. Die Dateneingabeeinheit 21 ist über eine Datenleitung 24 mit der Rechen- und Speichereinheit 22 verbunden. Die Anzeigeeinheit 23 ist über eine Datenleitung 25 mit der Rechen- und Speichereinheit 22 verbunden. Die Rechen- und Speichereinheit 22 ist über eine Datenleitung 26 mit dem Schreib-/Lesegerät 30 für eine Patientenkarte 31 verbunden. Die Rechen- und Speichereinheit 22 beinhaltet in ihrem Speicher ein Computer- Programm mit Programmcode zur Veranlassung der maschinellen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens wenn der Programmcode in der Rechen- und Speichereinheit 22 der Mess- und Recheneinheit 100 abläuft. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Mess- und Recheneinheit 100 aus Figur 3 in Verbindung mit einer Blutbehandlungsmaschine 1000. Die Mess- und Recheneinheit 100 ist Teil der Steuer- und Recheneinheit der Blutbehandlungsmaschine. Das Schreib- und Lesegerät für die elektronische Patientenkarte ist Teil der Blutbehandlungsmaschine und steht in Verbindung mit der Steuer- und Recheneinheit der Blutbehandlungsmaschine. Mit der Steuer- und Recheneinheit steht ein Touchscreen 1100 in Verbindung. Die Dateneingabeeinheit 21 und das Anzeigeeinheit 23 sind Teil des Touchscreens der Blutbehandlungsmaschine. Die Steuer- und Recheneinheit ist konfiguriert zum Eingeben von Benutzereingaben über den Touchscreen und zur Darstellung der Rechenergebnissen auf dem Touchscreen und zum Abspeichern von patientenbezogenen Daten eines bestimmten Patienten, insbesondere der berechneten Werte der jeweils mindestens einen Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten für die Mehrzahl der aufeinander folgenden Messintervalle als Zeitreihe, auf der Patientenkarte 31 des bestimmten Patienten.
Der behandelnde Arzt verwendet im vorliegenden Ausführungsbespiel eine Mess- und Recheneinheit 100 gemäß einer der Anordnungen in Figur 3 oder in Figur 4 und gibt vor Beginn eines ersten Zeitintervalls den Betrag der Länge der absteigenden Aorta für den bestimmten Patienten mittels der Dateneingabeeinheit 21 in die Mess- und Recheneinheit 100 ein. Es können weitere Daten des bestimmten Patienten, beispielsweise sein Alter, eingegeben werden. Zu Beginn des ersten Zeitintervalls und zu Beginn jedes weiteren Zeitintervalls legt der behandelnde Arzt den Drucksensor an der Druckmessstelle 12 am Handgelenk des bestimmten Patienten an und startet die Messung mindestens einer Druckpulswelle. Das elektrische Messsignal des Drucksensors für den zeitlichen Verlauf mindestens einer Druckpulswelle je Zeitintervall wird von der Druckmesseinheit 10 in einen Druckverlauf umgewandelt und an die Rechen- und Speichereinheit 22 weitergeleitet. In der Rechen- und Speichereinheit 22 läuft ein erfindungsgemäßes Computer-Programm mit Programmcode ab und berechnet die Pulswellengeschwindigkeit der absteigenden Aorta als charakteristische Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten, speichert die Beträge der Pulswellengeschwindigkeit für alle Zeitintervalle aufeinander folgend ab und stellt die Zeitreihe in der Anzeigeeinheit 23 grafisch als Trend für den bestimmten Patienten dar. Alternativ könnte auch die Pulswellenlaufzeit der absteigenden Aorta als charakteristische Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit verwendet werden, weil die Pulswellengeschwindigkeit und die Pulswellenlaufzeit umgekehrt proportional zueinander sind, wobei die Länge der absteigenden Aorta erfindungsgemäß als konstant vorausgesetzt wird (siehe Gleichung 2).
Figur 5 zeigt für eine Anzeigeeinheit 23 gemäß Figur 3 oder Figur 4 schematisch die grafische Darstellung des Trends der charakteristische Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit in Abhängigkeit von der Zeit mit vorgegebenen Wertebereichen Ii, I2 und I3 für die charakteristische Kenngröße der Gefäßsteifigkeit, wobei Ii, einen dem Alter des bestimmten Patienten entsprechenden Wertebereich normaler arterieller Gefäßsteifigkeit, I2 einen Wertebereich erhöhter arterieller Gefäßsteifigkeit und I3 den Wertebereich kritisch erhöhter arterieller Gefäßsteifigkeit kennzeichnet. Die Wertebereiche können in ergonomischer Weise unterschiedlich farblich ausgestaltet sein, beispielsweise grün für 1\ (Werte unauffällig), gelb für I2 (Warnbereich) und rot für I3 (Gefahrenbereich). Wenn der Trend den Warnbereich oder sogar den Gefahrenbereich erreicht, so gibt dies dem behandelnden Arzt den Hinweis auf die Notwendigkeit einer Kontrollmessung und/oder das Einleiten von medizinischen Gegenmaßnahmen.
Kontrollmessungen, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, können beispielsweise mittels Angiographie und/oder Computertomographie und/oder Magnetresonanztomographie durchgeführt werden.
Die Unterteilung der Zeitachse der grafischen Darstellung des Trends der charakteristischen Kenngrößen für die arterielle Gefäßsteifigkeit kann wahlweise eine Mehrzahl oder eine Vielzahl von Wochen, Monaten oder Jahren darstellen. Die Zeitreihe wird nach jedem Zeitintervall für den bestimmten Patienten ergänzt und aktualisiert. Die aktualisierte Zeitreihe wird von der Rechen- und Speichereinheit 22 an das Schreib-/Lesegerät 30 weitergeleitet und auf der Patientenkarte 31 des bestimmten Patienten abgespeichert. Die Mess- und Recheneinheit 100 kann beispielsweise eine der beiden nachfolgend beschriebenen Hardware-Anordnungen enthalten, die beispielhaft anhand der Messung mit einer Druckmessmanschette am Oberarm eines Patienten beschrieben werden, jedoch darauf nicht beschränkt sind. Bei einer Messung mit einer Druckmessmanschette am Oberarm eines Patienten wird die Druckmessmanschette auf einen übersystolischen Druck aufgepumpt, beispielsweise auf einen Druck, der 40 mmHg oberhalb des systolischen arteriellen Blutdrucks liegt. Dieser sogenannte Manschettendruck wird während der Messdauer aufrecht gehalten. Während der Messdauer werden Druckoszillationen gemessen. Die gesamte Amplitude des Druckmesssignals setzt sich daher aus einem Anteil aufgrund des Manschettendrucks (sogenannter DC-Anteil) und einem additiven Anteil aufgrund der Druckoszillationen (sogenannter AC-Anteil) zusammen. Dabei ist der Betrag des Anteils aufgrund des Manschettendrucks wesentlich größer als der Betrag des Anteils aufgrund der Druckoszillationen, beispielsweise beträgt der Anteil aufgrund der Druckoszillationen weniger als 5 % des Anteils aufgrund des Manschettendrucks. Der Anteil aufgrund der Druckoszillationen enthält die gesuchten Informationen über die arterielle Gefäßsteifigkeit und ist aus der gesamte Amplitude des Druckmesssignals zu extrahieren.
In einer ersten Hardware-Anordnung wird das Druckmesssignal einem analogen Hochpassfilter, beispielsweise mit einer Grenzfrequenz von 0,10 Hz zugeführt. Dabei wird der DC-Anteil unterdrückt. Das gefilterte Signal entspricht dem AC-Anteil aufgrund der Druckoszillationen und wird einem analogen Tiefpassfilter, beispielsweise mit einer Grenzfrequenz von 20 Hz zugeführt. Das gefilterte Signal aus dem Tiefpassfilter wird verstärkt und einem Analog-Digital-Umsetzer (englisch: Analog-to-Digital-Converter, abgekürzt„ADC") mit einer Auflösung von 12 Bit zugeführt und digitalisiert. Das digitale Signal aus dem 12 Bit ADC wird erfindungsgemäß ausgewertet. Bei dieser Hardware- Anordnung wird daher das Druckmesssignal zuerst gefiltert und danach verstärkt und digitalisiert. Bei dieser ersten Hardware-Anordnung treten Signaleinschwingzeiten von ungefähr 20 Sekunden auf, die eine entsprechend lange Dauer des Messvorgangs am Patienten erfordern. Durch die Verwendung eines analogen Hochpassfilters und eines analogen Tiefpassfilters unterliegen die Grenzfrequenzen jeweils den bauteilspezifischen Toleranzen der analogen Filter, die beispielweise bei üblichen Kondensatoren zwischen 10 % und 20 % der Grenzfrequenz liegen können.
In einer zweiten Hardware-Anordnung wird das Druckmesssignal zuerst verstärkt und dann mittels eines hochauflösenden Analog-Digital-Umsetzers mit einer Auflösung von beispielsweise 24 Bit digitalisiert. Das digitalisierte Druckmesssignal wird danach mittels eines digitalen Hochpassfilters, beispielsweise mit einer Grenzfrequenz von 0,10 Hz und eines digitalen Tiefpassfilters, beispielsweise mit einer Grenzfrequenz von 20 Hz gefiltert, so dass der AC-Anteil extrahiert wird. Erst danach wird das digitalisierte und gefilterte Druckmesssignal (AC-Anteil) erfindungsgemäß ausgewertet. Die zweite Hardware- Anordnung weist gegen über der ersten Hardwareanordnung den Vorteil auf, dass die bei der ersten Hardware-Anordnung auftretenden Signaleinschwingzeiten bei der zweite Hardware- Anordnung entfallen. Dadurch kann mittels der zweiten Hardware-Anordnung die Akzeptanz des Patienten für den Messvorgang zur Ermittlung der Gefäßsteifigkeit weiter erhöht werden, weil die Dauer der Belastung des Oberarmgewebes aufgrund des Manschettendrucks durch den Wegfall der Signaleinschwingzeiten verringert werden kann. Außerdem sind die Grenzfrequenzen des digitalen Hochpassfilters und des digitalen Tiefpassfilters mittels geeigneter Software einstellbar. Deshalb tritt das Problem der bauteilspezifischen Toleranzen der Grenzfrequenz der analogen Filter wie zur ersten Hardware-Anordnung beschrieben bei der zweiten Hardware-Anordnung nicht auf. Die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann daher unter Verwendung zweiten Hardware-Anordnung weiter verbessert werden.
Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabenstellungen der vorliegenden Erfindung mit dem gezeigten Ausführungsbeispiel. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.
Bezugszeichenliste
Bezugszeichen Bezeichnung
1 Herz des Patienten
2 Aortabogen des Patienten
3 brachiale Arterie des Patienten
4 radiale Arterie des Patienten
5 absteigende Aorta des Patienten
6 erste Verzweigungsstelle der absteigenden
Aorta
7 zweite Verzweigungsstelle der absteigenden
Aorta (Aortenbifurkation)
10 Druckmesseinheit
11 Messleitung
12 Druckmessstelle am Handgelenk
12a Druckmessstelle am Oberarm
20 Auswerteeinheit
21 Dateneingabeeinheit
22 Rechen- und Speichereinheit
23 Anzeigeeinheit
30 Schreib-/Lesegerät
31 Patientenkarte eines bestimmten Patienten
100 Mess- und Recheneinheit
1000 Blutbehandlungsmaschine
1100 Touchscreen

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur langfristigen Überwachung der arteriellen Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten mit den Schritten: nicht-invasives Messen des zeitlichen Verlaufs der durch Herzkontraktion verursachten Druckpulswelle an dem bestimmten Patienten in einer Mehrzahl von aufeinander folgenden Zeitintervallen aufgrund jeweils mindestens einer Herzdruckpulswelle je Zeitintervall,
Auswerten des zeitlichen Verlaufs der Druckpulswellen in der Mehrzahl von aufeinander folgenden Zeitintervallen aufgrund der jeweils mindestens einen Herzdruckpulswelle je Zeitintervall und Berechnen jeweils mindestens einer Kenngröße betreffend die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten aus der Form des zeitlichen Verlaufs mindestens der einen Druckpulswelle je Zeitintervall,
Abspeichern der berechneten Werte der jeweils mindestens einen Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten für die Mehrzahl der aufeinander folgenden Messintervalle als Zeitreihe
Berechnen eines Trends aus den als Zeitreihe abgespeicherten Werten der mindestens einen Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten
Überwachen des Trends der mindestens einen als Zeitreihe abgespeicherten Kenngröße für die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das Berechnen der mindestens einen Kenngröße betreffend die arterielle Gefäßsteifigkeit des bestimmten Patienten das Berechnen der Pulswellenlaufzeit PTT in der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten beinhaltet. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Pulswellenlaufzeit PTT berechnet wird als Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt des Auftretens des gemessenen lokalen Pulsereignisses, insbesondere des lokalen Maximums oder des lokalen Wendepunkts im zeitlichen Verlauf der Druckpulswelle aufgrund der an der Aortenbifurkation reflektierten Druckpulswelle des ausgewählten Herzschlags und dem Zeitpunkt des Auftretens des gemessenen systolischen Maximums im zeitlichen Verlauf der Druckpulswelle aufgrund der Druckpulswelle des ausgewählten Herzschlags.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt
einmaliges nicht-invasives Ermitteln der Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten nach der Gleichung:
L2 = kjS - Ljs mit °·6 ^ kJS < 1
berechnet wird, wobei in der Gleichung:
L2 die Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten, kjs einen ersten dimensionslosen Korrekturfaktor, LJS den Abstand zwischen dem Jugulum und der Schambeinfuge (Symphysis pubica) des bestimmten liegenden Patienten bedeuten.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass, der dimensionslosen Korrekturfaktor KJS einen Wert 0,75 < kJS < 0,85 , insbesondere kJS = 0,8 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten nach der Gleichung: L2 = kJBS - LJBS mit 0,8 < kJBS < 1,2
berechnet wird, wobei in der Gleichung:
L2 die Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten, kjBs einen zweiten dimensionslosen Korrekturfaktor, LJBS den Abstand zwischen dem Jugulum und dem Bauchnabel (Umbilicus) des bestimmten liegenden Patienten bedeuten.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten bestimmt wird mit einer Zahlenwertgleichung der Form:
Ι_2 = α · Η - β
insbesondere mit α = 3,10 und ß = 7,00
wobei in der Gleichung:
L2 die Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten in mm,
H die Körpergröße des bestimmten stehenden Patienten in cm bedeuten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass das Berechnen der jeweils mindestens einen Kenngröße betreffend die arterielle Gefaßsteifigkeit des Patienten aus der Form des zeitlichen Verlaufs der mindestens einen Druckpulswelle je Zeitintervall unter der Voraussetzung der ermittelten Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass das Berechnen der mindestens einen Kenngröße betreffend die arterielle Gefaßsteifigkeit das Berechnen der Pulswellengeschwindigkeit PWV in der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten nach der Gleichung:
2
PTT
beinhaltet, wobei:
PWV die Pulswellengeschwindigkeit der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten,
PTT die Pulswellenlaufzeit der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten und L2 die Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten bedeuten.
1. Verfahren nach Anspruch 10 mit den zusätzlichen Schritten kontinuierliches Berechnen des Blutdrucks und/oder der absoluten Blutdruckänderung und/oder der relativen Blutdruckänderung des Patienten in dem Zeitintervall nach der Gleichung für den Blutdruck:
BP(t) = m - PWV(t) + n und/oder nach der Gleichung für die absolute Blutdruckänderung:
ABP(t) = m · [PWV(t) - PWV(t0 )]+ n und/oder nach der Gleichung für die relative Blutdruckänderung:
ABP(t) _ m - [PWV(t) - PWV(t0 )]+ n
BP(t0 ) ~ m - PWV(t0 ) + n wobei in den Gleichungen:
BP den Blutdruck mit einer Druckeinheit
m eine Konstante mit einer auf eine Geschwindigkeitseinheit bezogenen Druckeinheit
n eine Kontante mit einer Druckeinheit
t die Zeit
to einen Bezugszeitpunkt
bedeuten und Überwachen des Blutdrucks und/oder der absoluten Blutdruckänderung und/oder der relativen Blutdruckänderung des Patienten in dem Zeitintervall. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der aufeinander folgenden Zeitintervalle zumindest im Wesentlichen einer Folge aufeinander folgender extrakorporaler Blutbehandlungssitzungen des bestimmten Patienten entspricht oder eine Folge von aufeinander folgenden extrakorporalen Blutbehandlungssitzungen des bestimmten Patienten beinhaltet.
13. Mess- und Recheneinheit 100 zum nicht-invasiven Ermitteln mindestens einer
Kenngröße betreffend die arterielle Gefäßsteifigkeit eines bestimmten Patienten, beinhaltend: eine Druckmesseinheit 10
konfiguriert zum Verbinden mit einem Drucksensor zum Messen von Druckpulsen an einer Messstelle 12 am Handgelenk des Patienten oder an einer Messstelle 12a am Oberarm des Patienten in elektrische Druckpulssignale eine Auswerteeinheit 20 mit
einer Rechen- und Speichereinheit 22 aufweisend ein Computer-Programm mit Programmcode zur Veranlassung der maschinellen Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn der Programmcode in der Rechen- und Speichereinheit 22 abläuft.
14. Mess- und Recheneinheit 100 gemäß Anspruch 13, zusätzlich gekennzeichnet durch eine Dateneingabeeinheit 21 zur Eingabe der Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten oder zur Eingabe von Daten für die Berechnung der Länge der absteigenden Aorta des bestimmten Patienten in der Rechen- und Speichereinheit 22.
15. Mess- und Recheneinheit 100 gemäß einem der Ansprüche 13 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinheit 10 konfiguriert ist zum Verbinden mit einem piezoelektrischen Druckaufhehmer zum nicht-invasiven Messen von Druckpulsen am Handgelenk des Patienten und/oder dass die Druckmesseinheit 10 konfiguriert ist zum Verbinden mit einer Druckmessmanschette zum nicht-invasiven Messen von Druckpulsen am Oberarm des Patienten.
Mess- und Recheneinheit 100 gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Recheneinheit 100 in die Steuer- und Recheneinheit eines Blutbehandlungsgeräts 1000 zur extrakorporalen Blutbehandlung integriert ist oder mit der Steuer- und Recheneinheit eines Blutbehandlungsgeräts zur extrakorporalen Blutbehandlung in Verbindung steht.
Mess- und Recheneinheit 100 gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Recheneinheit 100 zusätzlich zur Speicherung der mindestens einen Kenngröße betreffend die arterielle Gefaßsteifigkeit des bestimmten Patienten ein Schreib-/Lesegerät 30 aufweist oder mit einem Schreib-/Lesegerät eines Blutbehandlungsgeräts 1000 zur extrakorporalen Blutbehandlung in Verbindung steht.
Blutbehandlungsgerät 1000 zur extrakorporalen Blutbehandlung mit einer dem Blutbehandlungsgerät zur extrakorporalen Blutbehandlung zugeordneten
Mess- und Recheneinheit 100 gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17.
19. Blutbehandlungsgerät zur extrakorporalen Blutbehandlung gemäß Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass das Blutbehandlungsgerät zur extrakorporalen Blutbehandlung aus der Gruppe Dialysemaschine, Hämofiltrationsmaschine, Hämodiafiltrationsmaschine ausgewählt ist.
20. Computer-Programm-Produkt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zum Abspeichern in der Speichereinheit 22 der Mess- und Recheneinheit 100 nach einem der Ansprüche 13 bis 17 programmiert zur Veranlassung der maschinellen Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn der Programmcode in der Rechen- und Speichereinheit 22 abläuft.
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