Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Steuern/Regeln einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung eines zumindest zeitweise herzstimulierten Patienten sowie entsprechende Vorrichtungen und Systeme.

Stand der Technik

Wenn die Pumpenleistung oder Pumpfunktion des Herzens versagt, kann ein kardiogener Schock auftreten. Aufgrund einer Verringerung der Herzleistung bzw. des Herzausfwurfs kann es zu einer Minderperfusion oder Durchblutung der Endorgane, wie des Gehirns, der Nieren, und des Gefäßsystems im Allgemeinen kommen. Im Gewebe und in den Organen stellt sich eine akute Blutunterversorgung und somit eine Sauerstoffunterversorgung, auch Hypoxie genannt ein, wodurch Endorganschaden auftreten können.

Um den Zustand des Patienten zu stabilisieren, sind Kreislaufunterstützungssysteme entwickelt worden, welche eine mechanische Unterstützung bereitstellen und rasch mit dem Kreislauf verbunden werden können. Sie können den Blutfluss und die Perfusion der Organe, inklusive der herzeigenen Kranzgefäße, verbessern und einen hypoxischen Zustand vermeiden. So kann beispielsweise eine Blutpumpe mit einem venösen Zugang mittels einer venösen Kanüle und einem arteriellen Zugang mittels einer arteriellen Kanüle zum Ansaugen bzw. Fördern des Bluts verbunden sein, um einen Blutfluss von einer Seite mit einem niedrigen Druck, beispielsweise über einen Oxygenator, zu einer Seite mit einem höheren Druck bereitzustellen. Auf diese Weise wird der Kreislauf des Patienten unterstützt.

Die Komplexität und die Dynamik der patienteneigenen Herzaktion erfordern jedoch eine genaue zeitliche Steuerung bzw. Abstimmung der extrakorporalen Unterstützung. So erfolgt beispielsweise die Durchblutung der herzeigenen Koronararterien, welche den Herzmuskel im Normalfall mit ausreichend Sauerstoff versorgen, im Allgemeinen in der Diastole des Herzzyklus. Wenn der Füllungsdruck am Ende der Systole bzw. zu Beginn der Diastole im linken Ventrikel so gering wie möglich ist, können die Koronararterien ihr Lumen größtmöglich entfalten, um somit die Blutflussrate und die Sauerstoffversorgung zu steigern. Eine entsprechende Entleerung des linken Ventrikels ist also geboten. Entsprechend sollte die extrakorporale Kreislaufunterstützung zur Perfusion der Koronararterien derart gesteuert werden, dass eine Perfusion bevorzugt am Anfang der Diastole erfolgt, während eine Perfusion während der Systole zu vermeiden ist.

Zur Steuerung der extrakorporalen Unterstützung können Messsignale aus einem Elektrokardiogramm (EKG) erfasst und verwendet werden. Für verschiedene Herzzyklusphasen können derart entsprechende charakteristische Amplituden bestimmt werden. So ist beispielsweise eine für die systolische Phase des Herzzyklus charakteristische R-Zacke bzw. R- Welle in der Regel leicht von anderen Phasen des Herzzyklus, beispielsweise in einem QRS- Komplex, unterscheidbar. Die R-Zacke kann, mit einer vorgegebenen Latenz, zur Steuerung einer Blutpumpe in einer sukzessiven diastolischen Phase dienen.

Um die Herzaktion des Patienten zu unterstützen, können weiterhin ein oder mehrere Stimulationsimpulse mittels eines Herzschrittmachers bereitgestellt werden. Gleichwohl können im bereitgestellten EKG-Signal jedoch Signalstörungen auftreten, welche das Bestimmen der entsprechenden Amplituden aus dem EKG-Signal erschweren. Beispielsweise können infolge eines Stimulationsimpulses Signalhöhen erfasst werden, welche das patienteneigene EKG-Signal kaschieren und/oder eine entsprechende Amplitudenänderung bewirken. In beiden Fällen kann eine Synchronisierung nicht mit hinreichender Sicherheit für den Patienten erfolgen.

Entsprechend stellt sich die Aufgabe, die Genauigkeit der Erfassung einer charakteristischen Amplitudenänderung zu verbessern und eine Steuerung einer extrakorporalen Unterstützung auch und gerade bei Herzstimulation des Patienten zu ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass Stimulationssignale eines Herzschrittmachers häufig kurz vor oder innerhalb eines QRS-Komplex der patienteneigenen Herzaktion bereitgestellt werden, um eine für die Herzaktion erforderliche Exzitation zu unterstützen oder sogar erst zu ermöglichen. Wenn eine Steuerung der extrakorporalen Kreislaufunterstützung eine charakteristische Amplitude innerhalb dieses Intervalls als Triggersignal verwendet, kann eine solche Vorgehensweise dazu führen, dass entweder das Bestimmen einer für die Steuerung relevanten, patienteneigenen Amplitude fehlschlägt oder versehentlich eine Amplitudenänderung erfasst und bei der Steuerung berücksichtigt wird, welche nicht der charakteristischen Amplitudenänderung entspricht. Entsprechend wird die extrakorporale Kreislaufunterstützung ggf. zum falschen Zeitpunkt, d.h. nicht in der vorgesehenen Herzzyklusphase, oder gar nicht angesteuert.

Es wurde ebenfalls erkannt, dass Stimulationssignale im EKG-Signal nicht eindeutig erfasst und/oder Rückschlüsse auf das Vorhandensein eines Stimulationssignals im EKG-Signal für die Steuerung nicht rechtzeitig und auch nicht auf zuverlässige Weise gezogen werden können.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Erfassung von patienteneigenen Herzaktionen im EKG-Signal für eine extrakorporale Kreislaufunterstützung und bei Herzstimulation des Patienten zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

Entsprechend wird ein Verfahren zum Steuern/Regeln einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung eines zumindest zeitweise herzstimulierten Patienten vorgeschlagen, umfassend die Schritte:

Empfangen eines EKG-Signals eines unterstützten Patienten über einen vorgegebenen Zeitraum;

Erfassen von einem oder mehreren Stimulationssignalen des unterstützten Patienten; und

Auswerten des EKG-Signals zum Identifizieren mindestens einer für eine Herzzyklusphase charakteristische Amplitudenänderung und Bereitstellen eines Triggersignals für die extrakorporale Kreislaufunterstützung basierend auf der identifizierten mindestens einen Amplitudenänderung.

Erfindungsgemäß erfolgt das Erfassen des mindestens einen Stimulationssignals vorteilhafterweise mit einer Abtastfrequenz von mindestens 1 kHz.

Üblicherweise werden EKG-Signale mit einer Abtastfrequenz zwischen etwa 200 Hz und 400 Hz bereitgestellt, wobei die zeitliche Auflösung für die Erfassung von Stimulationsimpulsen, im Allgemeinen, aber insbesondere auf zuverlässige Weise, zu gering ist. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene hohe Abtastfrequenz können jedoch auch Stimulationsimpulse mit einer geringen Stimulationsdauer erfasst werden. Liegt die Stimulationsdauer beispielsweise bei etwa 1 ms oder mehr, können sämtliche Stimulationsimpulse eindeutig und zuverlässig erfasst werden. Die Identifizierung des Stimulationsimpulses und des entsprechenden Zeitpunkts im jeweiligen Herzzyklus ist hierdurch nicht mehr abhängig von einer eventuellen manuellen Identifizierung einer Anomalie oder Verzerrung im EKG-Signal, sondern kann eindeutig und mit höherer Genauigkeit erfolgen. Die Identifizierung kann beispielsweise anhand einer entsprechenden Signalhöhe und ggf. Dauer des Stimulationsimpulses erfolgen. Die für einen jeweiligen Stimulationsimpuls bereitgestellte Spannung unterscheidet sich nämlich üblicherweise eindeutig von patienteneigenen Signalhöhen der jeweiligen Herzaktion.

Liegt die Stimulationsdauer unter 1 ms, so kann ein bereitgestellter Stimulationsimpuls ggf. nicht für jeden Herzzyklus, aber beispielsweise für jeden zweiten Herzzyklus erfasst werden. Durch statistische Auswertung und Überwachung der Zeitintervalle zwischen den erfassten Stimulationsimpulsen kann auch ein Zeitpunkt für einen nicht erfassten Stimulationsimpuls mit gewisser Genauigkeit bestimmt werden, beispielsweise mittels Interpolation.

Durch die Erfassung des Stimulationsimpulses bzw. dessen Zeitpunkt in einem jeweiligen Herzzyklus kann der Stimulationsimpuls gleichzeitig im EKG-Signal für das Bestimmen der Amplitudenänderung berücksichtigt werden. Eine charakteristische Amplitudenänderung, welche für die Steuerung/Regelung der extrakorporalen Kreislaufunterstützung als entsprechendes Triggersignal verwendet wird, kann genauer bestimmt werden. Denn die Signalhöhen im EKG-Signal zum Zeitpunkt des Stimulationssignals und unmittelbar danach können für das Bestimmen der Amplitudenänderung berücksichtigt werden. Eventuelle Verzerrungen im EKG-Signal, welche andernfalls ggf. als charakteristische Amplitudenänderung erkannt würden, jedoch tatsächlich dem Stimulationssignal zuzuordnen sind, können entsprechend als solche erkannt werden.

Bevorzugt wird die Amplitudenänderung basierend auf dem mindestens einen Stimulationssignal identifiziert. Auf Grundlage des Zeitpunkts des Stimulationssignals kann beispielsweise für eine(n) vorgegebene(n) unmittelbar nachfolgende(n) Zeitdauer bzw. Zeitpunkt eine vorgegebene Signalhöhe bereitgestellt bzw. die entsprechende Signalhöhe des EKG-Signals überschrieben werden.

Auf diese Weise wird ein modifiziertes bzw. korrigiertes EKG-Signal bereitgestellt. Die vorgegebene Signalhöhe entspricht bevorzugt einem Normalwert, welcher beispielsweise anhand von gespeicherten Erfahrungswerten für eine jeweilige Phase des Herzzyklus festgestellt werden kann. Hierdurch kann das Bestimmen der charakteristischen Amplitudenänderung durch die Berücksichtigung einer potenziellen Verzerrung des EKG-Signals einerseits und eine Normalisierung der Signalhöhen andererseits mit verbesserter zeitlichen Genauigkeit bestimmt werden, sodass eine Stabilität einer Steuerung gewährleistet werden kann. Alternativ oder zusätzlich zum Überschreiben der Signalhöhen mit einer vorgegebenen Signalhöhe kann auch vorgesehen sein, dass das EKG-Signal für jeden Zeitpunkt eine Signalhöhe aus mindestens zwei EKG-Ableitungen umfasst, wobei die entsprechenden Signalhöhen für die vorgegebene unmittelbar nachfolgende Zeitdauer gemittelt oder addiert werden, um eine Korrektur einer auftretenden Verzerrung - beruhend auf patienteneigenen Signalhöhen - bereitzustellen.

Entsprechend kann das EKG-Signal mindestens ein erstes Messsignal aus einer ersten EKG- Ableitung und ein zweites Messsignal aus einer zweiten EKG-Ableitung umfassen. Die erste und zweite EKG-Ableitungen sind bevorzugt räumlich voneinander getrennt und werden selektiv ausgewählt. Durch die räumliche bzw. anatomische Beabstandung kann bereits sichergestellt werden, dass der Abstand zum Stimulationsimpuls verbessert wird und dass entsprechende Störsignale somit weitestgehend vermieden werden können. Für jeden Zeitpunkt der vorgegebenen unmittelbar nachfolgenden Zeitdauer sind zudem mindestens zwei Datenpunkte vorhanden. Durch das Mitteln bzw. Addieren als Teil einer (räumlichen) Signal-Averaging- Technik wird folglich eine Korrektur der durch das Stimulationssignal verursachten Verzerrung des EKG-Signals ermöglicht.

Es kann weiterhin auch vorgesehen sein, dass die Signalhöhen für die vorgegebene unmittelbar nachfolgende Zeitdauer bei der Bestimmung der Amplitudenänderung ausgeblendet bzw. nicht berücksichtigt werden. Dadurch kann die vorhandene Anzahl der Datenpunkte zum Bestimmen der jeweiligen Amplitudenänderung ggf. reduziert sein. Es wird sichergestellt, dass die Amplitudenänderung weitestgehend frei von Störsignalen ist und der entsprechende Zeitpunkt im jeweiligen Herzzyklus genauer bestimmt werden kann.

Die „vorgegebene unmittelbar nachfolgende Zeitdauer" liegt bevorzugt zwischen 2 ms und 40 ms, besonders bevorzugt zwischen 6 ms und 10 ms. Die „vorgegebene nachfolgende Zeitdauer" entspricht bevorzugt einer Zeitdauer, welche eine Amplitude bzw. eine verzerrte Signalhöhe aufgrund des Stimulationssignals ausblendet. Auf diese Weise umfasst das bereitzustellende EKG- Signal keine wesentlichen Störsignale, denn diese können entsprechend herausgefiltert werden. Ein „blanking" kann bereitgestellt werden. Weiterhin wird die vorgegebene unmittelbar nachfolgende Zeitdauer derart gewählt, dass die charakteristische Amplitudenänderung eines EKG-Signals bzw. einer bestimmten Herzzyklusphase weiterhin im EKG-Signal abgebildet ist und also nicht mit der vorgegebenen Signalhöhe überschrieben wird. Beispielsweise kann so sichergestellt werden, dass ein QRS-Komplex eines EKG-Signals und insbesondere eine R-Zacke oder R-Welle, welche als Triggersignal für eine Steuerung der extrakorporalen Kreislaufunterstützung verwendet werden kann, im bereitgestellten EKG-Signal vorliegt. Der Stimulationsimpuls kann ein unipolarer Stimulationsimpuls oder auch ein bipolarer Stimulationsimpuls sein. Ebenfalls können kombipolare Stimulationen oder auch mehrphasige Stimulationsimpulse vorgesehen sein, beispielsweise bei kardialer Kontraktilitätsmodulation. Die Art des Stimulationsimpulses kann bei der Erfassung bzw. Identifizierung des Stimulationssignals und/oder der vorgegebenen, unmittelbar nachfolgenden Zeitdauer berücksichtigt werden.

Durch die Berücksichtigung des Stimulationssignals beim Identifizieren der Amplitudenänderung kann das Steuersignal bzw. Regelsignal für die extrakorporale Kreislaufunterstützung somit mit einer erhöhten zeitlichen Genauigkeit ausgegeben bzw. bereitgestellt werden.

Für eine verbesserte Erfassung des Stimulationssignals liegt die Abtastfrequenz für das Stimulationssignal bevorzugt im Bereich zwischen 2 kHz und 100 kHz. Insbesondere kann die Abtastfrequenz bei mindestens 5 kHz liegen. Auf diese Weise können Stimulationssignale bzw. Stimulationsimpulse mit einer sehr geringen Dauer, beispielsweise von 0,2 ms oder 0,4 ms, hinreichend erfasst werden. Durch die hochaufgelöste zeitliche Erfassung können Stimulationssignale besser identifiziert bzw. verarbeitet werden, sodass kardiale Nutzsignale besser von den Stimulationssignalen unterschieden werden können. Die zeitliche Auflösung ermöglicht, dass eine Morphologie bzw. ein Verlauf des jeweiligen Stimulationssignals erfasst werden kann, um diese Unterscheidung und auch die Wirkung des Stimulationssignals auf das EKG-Signal zu unterstützen. Durch die verhältnismäßige hohe Abtastfrequenz können Verzerrungen im Nutzsignal, beispielsweise im nativen QRS-Komplex, reduziert sein.

Obwohl die Erfassung des Stimulationssignals auch unabhängig vom empfangenen EKG-Signal erfolgen kann, wird das mindestens eine Stimulationssignal bevorzugt durch Auswertung des empfangenen EKG-Signals erfasst. Das EKG-Signal wird mit einer entsprechenden Abtastfrequenz bereitgestellt. Die Abtastfrequenz für das Stimulationssignal entspricht vorteilhafterweise der Abtastfrequenz des EKG-Signals, sodass das EKG-Signal mit einer Abtastfrequenz von mindestens

1 kHz empfangen wird. Bevorzugt wird das EKG-Signal mit einer Abtastfrequenz von mindestens

2 kHz oder mindestens 5 kHz bereitgestellt bzw. empfangen.

Bei einer separaten Erfassung des Stimulationssignals, beispielsweise mittels eines am Patienten angeschlossenen Oszillators, kann die Abtastfrequenz sogar erheblich über 100 kHz und beispielsweise im Bereich zwischen 1 MHz und 3 MHz liegen. Diese hochaufgelöste Erfassung kann anschließend verarbeitet werden. Beispielsweise kann die Samplingrate reduziert und/oder eine Tiefpassfilterung angewendet werden. Das daraus resultierende Signal kann beispielsweise im EKG-Signal eingebettet bzw. damit überlagernd dargestellt werden.

Für eine übliche Dauer eines Stimulationsimpulses wird die Abtastfrequenz im Bereich zwischen 1 kHz und 20 kHz typischerweise ausreichend sein, wobei die Abtastfrequenz des EKG-Signals aus Praktikabilitätsgründen ebenfalls in diesem Bereich liegen kann. Hierdurch können sowohl die Verarbeitung des Signals als auch die Komplexität einer EKG-Karte vereinfacht und der Energieaufwand reduziert werden.

Die Abtastfrequenz kann für Herzschrittmacherimpulse mit Impulsbreiten zwischen etwa 0,4 ms und 2 ms bevorzugt im Bereich zwischen 5 kHz und 10 kHz liegen, beispielsweise im Falle einer kardialen Resynchronisationstherapie. Die Impulsbreite des rechten Vorhofs kann beispielsweise etwa 0,4 ms, des rechten Ventrikels etwa 0,5 ms und des linken Ventrikels etwa 2,0 ms betragen.

Eine höhere Abtastfrequenz im Bereich von 10 kHz bis 20 kHz kann vorteilhafterweise für Herzschrittmacherimpulse und einer „Spinal Cord Stimulation" (SCS) mit Impulsbreiten kleiner oder gleich 0,3 ms gewählt sein, beispielsweise wenn ein Herzschrittmacher mit automatischer Reizschwelleneinstellung für den rechten Vorhof und rechten Ventrikel verwendet wird. Eine solche Abtastfrequenz kann weiterhin auch für die Erkennung von Stimulationsimpulsen anderer stimulierender Implantate mit einer geringen Impulsbreite bzw. Impulsdauer ähnlich eines SCS Stimulationsimpulses gewählt sein.

Eine Abtastfrequenz im Bereich zwischen 1 kHz und 5 kHz bietet eine verbesserte Erfassungsgenauigkeit im Falle von Stimulationsimpulsen mit längeren Impulsbreiten, beispielsweise zwischen etwa 2 ms und 20 ms, beispielsweise im Falle einer linksatrialen Stimulation von etwa 10 ms und/oder einer linksventrikulären Stimulation von etwa 20 ms, insbesondere im Falle einer transösophagealen Stimulation.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das EKG-Signal aus mehreren EKG-Ableitungen empfangen und das mindestens eine Stimulationssignal - basierend auf einer Auswertung für mindestens zwei EKG-Ableitungen - erfasst wird. Auf diese Weise können eventuelle Störsignale beispielsweise durch Mittelung oder Summation der EKG-Messsignale weitestgehend vermieden werden. Auf diese Weise kann die Identifizierung des Stimulationszeitpunkts unterstützt werden. Schließlich kann auch eine gewisse Redundanz für die Erfassung des mindestens einen Stimulationssignals bereitgestellt werden, sollte sich das Stimulationssignal beispielsweise nicht aus jedem EKG-Messsignal herleiten lassen, beispielsweise aufgrund der gewählten Abtastfrequenz und/oder des räumlichen Abstands der jeweiligen EKG-Ableitung.

Das mindestens eine Stimulationssignal kann beispielsweise anhand einer erfassten bzw. ermittelten Dauer und/oder Steigung des Signals identifiziert werden, bevorzugt der Dauer und der Steigung. Es können entsprechende Schwellenwerte vorgesehen sein, welche beim Überschreiten auf das Vorliegen eines Stimulationssignals schließen lassen. Die Steigung kann bei einer höheren Abtastfrequenz genauer bestimmt werden, insbesondere dadurch, dass entsprechend mehr potenzielle Datenpunkte bzw. Signalhöhen bei der Erfassung bzw. Auswertung berücksichtigt werden können.

Um das Identifizieren des mindestens einen Stimulationssignals zu unterstützen, kann das mindestens eine Stimulationssignal - basierend auf offline ausgewerteten EKG-Signalen und/oder Stimulationssignalen - identifiziert werden. So können ein oder mehrere Datensätze mit ausgewerteten und verifizierten Daten bereitgestellt sein, wenn die Zeitpunkte der jeweiligen Stimulationsimpulse eindeutig bestimmt wurden. Basierend auf diesen Daten können beispielsweise bestimmte, für das Stimulationssignal kennzeichnende Signalhöhen oder Signalverläufe bzw. Steigungen bei der Identifizierung berücksichtigt und diese somit erleichtern. Eine eindeutige Zuordnung des Stimulationsimpulses zu einem oder mehreren spezifischen Zeitpunkten im EKG-Signal hierdurch ermöglicht wird.

Es kann anhand der Erfahrungswerte ebenfalls berücksichtigt werden, dass sich der Dachabfall des Stimulationsimpulses in Abhängigkeit des Ladezustandes der Schrittmacherbatterie und bei Änderung der Widerstände der Elektroden und des Gewebes verändern kann. So kann sich der Dachabfall des Stimulationsimpulses beispielsweise bei verringerter Batteriespannung und erhöhtem Innenwiderstand der Batterie erhöhen.

Bevorzugt beruhen die ausgewerteten Signale auf klinischen Daten und/oder simulierten Daten. Die Daten können beispielsweise mit und ohne Herzstimulation bereitgestellt sein, wobei die Herzstimulation permanent oder auch temporär sein kann. Weiterhin können die Daten nicht nur aus Kreislaufunterstützungssystemen, sondern auch aus anderen kardiovaskulären Systemen bereitgestellt sein. Insbesondere können die ausgewerteten Signale klinische Daten umfassen. Dadurch können Signalhöhen und Signalverläufe berücksichtigt werden, welche mittels Simulationen oder Emulationen nicht erzielt werden können, sodass die ausgewerteten Daten den realen Stimulationssignalen und/oder EKG-Signalen besser entsprechen.

Um das Identifizieren des Stimulationssignals bzw. des Zeitpunkts des Stimulationsimpulses zu erleichtern, kann das mindestens eine Stimulationssignal - beruhend auf einer Auswertung im Zeitbereich und Spektralbereich und/oder einer statistischen Auswertung - identifiziert werden. Eine Auswertung im Zeit- und Spektralbereich kann beispielsweise anhand einer Frequenzverteilung erfolgen, wobei das Auftreten eines Stimulationsimpulses sich durch eine Erfassung in mehreren höheren Frequenzbereichen zu einem jeweiligen Zeitpunkt identifizieren lässt. Es kann auch eine Wahrscheinlichkeit eines potenziell vorhandenen und erfassten Stimulationsimpulses ermittelt werden, beispielsweise anhand des Signalverlaufs innerhalb eines jeweiligen Herzzyklus oder zwischen sukzessiven Herzzyklen, dem Zeitpunkt im jeweiligen Herzzyklus, und/oder durch Interpolation von erfassten Stimulationssignalen bzw. Stimulationsimpulsen. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Identifizierung des Zeitpunkts, in dem ein Stimulationsimpuls abgegeben wird, weiter erhöht werden.

Die Dauer, Höhe und Frequenz der Stimulationsimpulse werden grundsätzlich patientenspezifisch eingestellt. Sie sind typischerweise von der Konfiguration eines Herzschrittmachers zumindest teilweise vorgegeben. So können für einige Patienten Stimulationsimpulse von bis zu 2 ms Dauer, hingegen für andere Patienten Stimulationsimpulse mit einer Dauer von nur 0,4 ms abgegeben werden. Die Höhe des Stimulationsimpulses kann beispielsweise zwischen 0,5 V und 7 V liegen. Schließlich kann die Art und die Frequenz des Stimulationsimpulses für Patienten individuell unterschiedlich sein. So kann beispielsweise ein unipolare Stimulation oder bipolare Stimulation erfolgen und/oder für jeden Herzzyklus oder jeden zweiten Herzzyklus ein Stimulationsimpuls abgegeben werden.

Um die Abtastfrequenz für die Erfassung des Stimulationssignals an den klinischen Gegebenheiten anzupassen, kann vorgesehen sein, dass eine initiale Abtastfrequenz für die Erfassung des Stimulationssignals anhand einer empfangenen Information eines Herzschrittmachers des unterstützten Patienten eingestellt wird. Dadurch kann beispielsweise eine erforderliche minimale zeitliche Auflösung für die Erfassung des Stimulationssignals eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Kompatibilität mit dem jeweiligen Herzschrittmacher gewährleistet werden und es können die Einstellungen für die Erfassung an den Herzschrittmacher angepasst werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Verfahren für verschiedene Herzschrittmacher ausgestaltet ist und somit anhand der empfangenen Information optimiert werden kann oder soll.

Bevorzugt umfasst die Information somit eine Konfiguration des Herzschrittmachers, einen eingestellten Betriebsmodus des Herzschrittmachers und/oder eine Art, Signalhöhe und/oder Dauer eines oder mehrerer abzugebender Stimulationsimpulse. Insbesondere kann die Dauer der Stimulationsimpulse für die initiale Abtastfrequenz besonders vorteilhaft sein. Denn es kann sichergestellt werden, dass eine hinreichende Abtastfrequenz für die jeweiligen Stimulationsimpulse bereitgestellt wird und eine sichere Erfassung sämtlicher Stimulationsimpulse ermöglicht wird.

Die Abtastfrequenz für die Erfassung des Stimulationssignals kann iterativ für sukzessiv erfasste Stimulationssignale eingestellt werden. Wird zum Beispiel für den jeweiligen Herzzyklus festgestellt, dass kein Stimulationsimpuls erfasst wurde, obwohl dies anhand des Verlaufs zu erwarten gewesen wäre, kann die Abtastfrequenz erhöht werden, um nachfolgende Stimulationsimpulse mit erhöhter Wahrscheinlichkeit zu erfassen. Ebenfalls kann eine eingestellte zeitliche Auflösung nicht erforderlich sein, wenn dies beispielsweise durch die Dauer der Stimulationsimpulse und auch die erfolgten Erfassungsrate angezeigt ist. Um die Rechenkapazität und/oder den Energieaufwand zu reduzieren, kann die Abtastfrequenz in solchen Fällen reduziert werden.

Die Erhöhung oder Reduzierung der Abtastfrequenz kann beispielsweise prozentual zur eingestellten Abtastfrequenz erfolgen, beispielsweise in Schritten zwischen einem Prozent und fünf Prozent. Alternativ kann ein absoluter Frequenzwert vorgesehen sein, beispielsweise zwischen 100 Hz und 500 Hz, wobei der absolute Frequenzwert bei sehr hohen initialen Abtastfrequenzen dynamisch angepasst werden kann, um eine potenzielle Wirkung der Anpassung zu beschleunigen.

Die Abtastfrequenz für die Erfassung des Stimulationssignals kann bevorzugt in Abhängigkeit von einer ermittelten Stabilität des Triggersignals und/oder Identifizierung der Amplitudenänderung eingestellt werden. Derart kann das Steuern/Regeln der extrakorporalen Kreislaufunterstützung beispielsweise auch bei sich ändernden Bedingungen und während des Betriebs der extrakorporalen Kreislaufunterstützung optimiert werden. Wird beispielsweise im EKC-Signal eine Verzerrung erkannt, jedoch kein Stimulationssignal erfasst, so kann die Abtastfrequenz für die Erfassung des Stimulationssignals entsprechend erhöht werden, ggf. auch kurzzeitig. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein Stimulationssignal im nächsten Herzzyklus erfasst werden kann, wenn aufgrund einer zu niedrigen Abtastfrequenz ein Stimulationssignal zuvor nicht bzw. nicht hinreichend erfasst werden konnte.

Auch kann sich aufgrund eines nicht erfassten Stimulationssignals ein Triggerzeitintervall ändern und/oder es kann eine Verzerrung im EKG-Signal versehentlich als charakteristische Amplitudenänderung erkannt werden, wodurch sich die Triggerstabilität ändert. Das unvermittelte Fehlen eines Stimulationssignals in einem zu erwartenden Zeitintervall könnte jedoch auch von einer Änderung des Betriebsmodus oder des Patientenzustands bzw. der Therapie verursacht worden sein. Solche Änderungen können durch eine Überwachung der ermittelten Stabilität des Triggersignals und/oder Amplitudenänderung und eine entsprechende Anpassung der Abtastfrequenz berücksichtigt werden.

Die Abtastfrequenz für die Erfassung des Stimulationssignals kann weiterhin in Abhängigkeit von einer für das mindestens eine Stimulationssignal ermittelten Steigung, Signalhöhe und/oder Dauer eingestellt werden. Bevorzugt wird die Abtastfrequenz für die Erfassung des Stimulationssignals in Abhängigkeit von einer Morphologie und/oder eines Verlaufs des Stimulationssignals, welche(s) bspw. anhand der Steigung, Signalhöhe und/oder Dauer des mindestens einen ausgewerteten Stimulationssignals bestimmt wird, eingestellt.

Beispielsweise kann für einen erfassten Stimulationsimpuls erkannt werden, dass kein Ende des Stimulationsimpulses erfasst wurde. Es kann dann eine Erhöhung der Abtastfrequenz vorgenommen werden, um einen sukzessiven Stimulationsimpuls vollständig zu erfassen und eine entsprechende Korrektur des EKG-Signals zu ermöglichen.

Umgekehrt kann die Abtastfrequenz auch reduziert werden, wenn festgestellt worden ist, dass die Dauer des erfassten Stimulationssignals eine vorgegebene Schwelle übersteigt und eine eingestellte zeitliche Auflösung für die Erfassung im Hinblick auf die Dauer des Stimulationssignals und das Bestimmen der Amplitudenänderung verringert werden kann.

Eine Anpassung kann auch dann erfolgen, wenn beispielsweise eine initiale Abtastfrequenz aufgrund einer Information des Herzschrittmachers eingestellt worden ist, nun aber ggf. aufgrund des gewählten Betriebsmodus korrigiert werden sollte. Eine solche Anpassung kann bevorzugt automatisch erfolgen, insbesondere iterativ, wie vorstehend beschrieben.

Das Verfahren und insbesondere auch das (automatische) Einstellen der Abtastfrequenz kann weiterhin auch zum Testen von EKG-Signal-gesteuerten extrakorporalen Kreislaufunterstützungsvorrichtungen verwendet werden. So können beispielsweise Zeitintervalle zwischen aus dem EKG-Signal erfassten charakteristischen Amplitudenänderungen, z. B. R-R-Triggerintervalle, mit den entsprechenden Ergebnissen bei Anwendung der erfindungsgemäßen, hochaufgelösten Abtastfrequenz für die Stimulationssignale verglichen werden, um zu bestimmen, ob eine Anpassung der Abtastfrequenz erforderlich sein könnte.

Auch kann eine Schrittmacher-Konfiguration eines zu verwendenden Herzschrittmachers berücksichtigt werden. Sollte eine Anpassung der Abtastfrequenz, entweder für das EKG-Signal oder für eine separate Erfassung des Stimulationssignals, angepasst werden, so kann diese entsprechend optimiert und eingestellt werden, um eine Kompatibilität der extrakorporalen Kreislaufunterstützungsvorrichtung mit dem zu verwendenden bzw. verwendeten Herzschrittmacher zu gewährleisten.

Üblicherweise werden EKG-Signale mit einer Abtastrate zwischen 200 Hz und 400 Hz bereitgestellt, sodass Stimulationssignale mit einer Dauer von weniger als 5 ms bzw. 2,5 ms nicht zuverlässig erfasst werden können. Werden Stimulationsimpulse mit einer Dauer von mehr als 2,5 ms abgegeben, so können diese grundsätzlich auch ohne Anpassung der Abtastfrequenz für das EKG-Signal erfasst werden. Bei einer Dauer von beispielsweise 1 ms oder 0,4 ms kann jedoch eine Erhöhung der Abtastfrequenz auf mindestens 1 kHz bzw. 2,5 kHz vorteilhaft sein. Allerdings wird die Abtastfrequenz bevorzugt noch höher eingestellt, um Schwankungen der Impulsdauer oder das potenzielle Auftreten von Störsignalen zu berücksichtigen und/oder eine gewisse Sicherheitsredundanz bei der Erfassung bereitzustellen. Die Abtastfrequenz kann somit beispielsweise auf 5 kHz erhöht werden. Es ist erkennbar, dass die Herzstimulation bzw. der Stimulationsimpuls für einen Patienten individuell durch eine Vielzahl kardiologischer Unterstützungsfunktionen erfolgen kann. So können nicht nur externe Herzschrittmacher oder implantierte Herzschrittmacher, sondern auch ein implantierter Kardioverter, ein implantierter Defibrillator, oder eine kardiale Resynchronisationstherapie zur Simulation oder als Impulsgeber vorgesehen sein.

Zusätzlich zu einem Verfahren zum Steuern/Regeln einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung wird auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen und/oder Einstellen einer Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung für die Verwendung bei zumindest zeitweise herzstimulierten Patienten vorgeschlagen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung eines zumindest zeitweise herzstimulierten Patienten vorgeschlagen, umfassend eine Schnittstelle zum Empfangen eines EKG-Signals eines unterstützten Patienten über einen vorgegebenen Zeitraum und eine Auswerteeinheit, welche dazu eingerichtet ist, mindestens eine für eine Herzzyklusphase charakteristische Amplitudenänderung im empfangenen EKG-Signal zu identifizieren. Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet, eine oder mehrere Stimulationssignale des unterstützten Patienten zu erfassen und ein Triggersignal für die extrakorporale Kreislaufunterstützung basierend auf der identifizierten mindestens einen Amplitudenänderung bereitzustellen. Erfindungsgemäß ist die Schnittstelle dazu eingerichtet, das mindestens eine Stimulationssignal mit einer Abtastfrequenz von vorteilhafterweise mindestens 1 kHz abzurufen.

Die Vorrichtung umfasst bevorzugt eine Steuer- und Regeleinheit, welches mit einem EKG-Gerät des unterstützten Patienten zum Einstellen der Abtastfrequenz kommunikativ koppelbar und welches zum Bereitstellen des Triggersignals eingerichtet ist, bevorzugt mittels der Schnittstelle.

Insbesondere kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

Die Vorrichtung kann beispielsweise mittels der Schnittstelle direkt mit mindestens einer EKG- Ableitung oder auch mit einem EKG-Gerät kommunikativ gekoppelt sein, um erfasste EKG- Signale zu empfangen. Bevorzugt ist die Vorrichtung als (Teil einer) Steuer- und Regeleinheit ausgebildet und umfasst ein EKG-Gerät oder ist als Teil eines EKG-Geräts ausgebildet. Die Vorrichtung kann bevorzugt zusammen mit einem EKG-Gerät bzw. einer Sensorbox in einem einzelnen Gehäuse eines Systems für die extrakorporale Kreislaufunterstützung untergebracht sein. Das mindestens eine Stimulationssignal kann über eine kommunikativ gekoppelte, aber separate Vorrichtung erfasst werden, beispielsweise mittels eines Oszillators. Stärker bevorzugt wird das Stimulationssignal jedoch im empfangenen EKG-Signal bestimmt bzw. identifiziert. Dadurch kann das System kompakter und als eigenständige Einheit ausgebildet werden. Die Vorrichtung kann mit der extrakorporalen Kreislauf Unterstützung bzw. einem entsprechenden System gekoppelt sein, beispielsweise über dieselbe Schnittstelle.

Die EKG-Messsignale weisen eine erfasste Signalhöhe auf und bilden entsprechend Datenpunkte, welche mittels der Auswerteeinheit verarbeitet bzw. ausgewertet werden können. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als integriertes Rechenmodul ausgebildet sein und eine Logik umfassen, um die empfangenen Signale auszuwerten und eine charakteristische Amplitudenänderung und einen abgegebenen Stimulationsimpuls zu bestimmen. Die Signale können von der Auswerteeinheit zumindest für einen bestimmten zeitlichen Abschnitt oder auch den vollständigen vorgegebenen Zeitraum oder länger aufgezeichnet werden, beispielsweise mittels eines gekoppelten oder integrierten Speichermediums oder in einem flüchtigen Arbeitsspeicher.

Weiterhin wird eine Kreislaufunterstützungsvorrichtung vorgeschlagen, welche die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Steuern/Regeln einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung umfasst.

Die Kreislaufunterstützungsvorrichtung kann als Teil eines Systems zur extrakorporalen Kreislaufunterstützung eines Patienten ausgebildet sein, wobei das System die Vorrichtung zur extrakorporalen Kreislaufunterstützung umfasst. Die Vorrichtung umfasst typischerweise eine Blutpumpe, welche fluidisch mit einem venösen Patientenzugang und einem arteriellen Patientenzugang verbindbar und zum Bereitstellen eines Blutflusses vom venösen Patientenzugang zum arteriellen Patientenzugang ausgelegt ist, und ein EKG-Gerät.

Die Vorrichtung zum Steuern/Regeln ist mit der Kreislaufunterstützungsvorrichtung kommunikativ gekoppelt und dazu eingerichtet, ein Steuer- und Regelsignal zum Einstellen der Blutpumpe an einem vorgegebenen Zeitpunkt nach der mindestens einen Amplitudenänderung auszugeben. Die Vorrichtung zum Steuern/Regeln betreibt, betätigt, steuert, regelt und überwacht die Blutpumpe und ermöglicht eine Synchronisierung der Blutpumpe mit dem Herzzyklus des jeweiligen Patienten.

Das Ausgeben des Steuersignals bzw. Regelsignals für die extrakorporale Kreislaufunterstützung kann ein unmittelbares Einstellen eines entsprechenden Parameters bzw. Betriebsparameters einer gekoppelten extrakorporalen Kreislaufunterstützungsvorrichtung bewirken. Beispielsweise können auf diese Weise eine oder mehrere in einem System zur extrakorporalen Kreislaufunterstützung vorhandene Pumpenantriebe oder Pumpenköpfe für Blutpumpen, beispielsweise nicht-okklusive Blutpumpen, gesteuert bzw. geregelt werden. Somit kann anhand des EKG-Signals eine gewünschte Blutflussrate zu einer entsprechenden Herzzyklusphase bereitgestellt werden, wenn das EKG-Signal anhand des erfassten Stimulationssignals aufbereitet und spektral korrigiert worden ist.

Die Blutpumpe kann mit einem venösen Zugang mittels einer venösen Kanüle und mit einem arteriellen Zugang mittels einer arteriellen Kanüle zum Ansaugen bzw. Fördern des Bluts verbindbar sein, um einen Blutfluss von einer Seite mit einem niedrigen Druck zu einer Seite mit einem höheren Druck bereitzustellen. Das Blut kann über einen Membranoxygenator geführt werden, um das Blut entsprechend aufzubereiten. Bevorzugt ist die Blutpumpe als Disposable oder Einmalartikel ausgebildet und bevorzugt fluidisch von dem jeweiligen Pumpenantrieb getrennt und leicht koppelbar, beispielsweise über eine magnetische Kopplung. Die Vorrichtung zum Steuern/Regeln betätigt durch die Ausgabe des entsprechenden Signals den Motor des Pumpenantriebs und kann somit eine Änderung der Drehzahl der Blutpumpe bewirken.

Kurze Beschreibung der Figuren

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

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs gemäß der Erfindung;

Figur 2A zeigt ein unipolares rechtsventrikuläres Stimulationssignal mit effektiver ventrikulärer Stimulation in EKG Ableitung V5;

Figur 2B zeigt ein unipolares rechtsventrikuläres Stimulationssignal mit effektiver ventrikulärer Stimulation in EKG Ableitung V2;

Figur 3A zeigt einen hochaufgelösten Herzschrittmacherstimulationsimpuls;

Figur 3B zeigt den Stimulationsimpuls gemäß Figur 3A im Zeit- und Spektralbereich;

Figuren 4A und 4B zeigen verschiedene Darstellungen eines erfassten EKG-Signals und eines entsprechenden Stimulationssignals bei einer bipolaren Herzstimulation; und

Figur 5 zeigt einen elektrokardiographischen Verlauf von zwei räumlich voneinander getrennten EKG-Ableitungen bei einer hochaufgelösten zeitlichen Erfassung des EKG-Signals. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeisoiele

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente werden in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Auf eine abermalige Bezugnahme auf diese Elemente wird teilweise verzichtet, um Mehrfachzuschreibungen zu vermeiden.

In Figur 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Verfahrensablauf zum Steuern/Regeln einer extrakorporalen Kreislaufunterstützung eines zumindest zeitweise herzstimulierten Patienten dargestellt. Entsprechend wird im Schritt 10 ein EKG-Signal bzw. ein EKG-Messsignal aus einem oder mehreren EKG-Ableitungen empfangen, beispielsweise für eine vorgegebene Zeit oder kontinuierlich für sukzessive Herzzyklen. Das EKG-Signal enthält Signalhöhen für jeden Datenpunkt, sodass für jeden sukzessiven Zeitpunkt im EKG-Signal ein entsprechender Messwert bereitgestellt ist. Die Signalhöhen bilden zusammen ein Elektrokardiogramm, welches es ermöglicht, die verschiedenen Herzzyklusphasen für jede Herzaktion des Patienten graphisch abzubilden und ggf. zu überwachen.

Weiterhin wird im Schritt 12 mindestens ein Stimulationssignal des unterstützten Patienten erfasst. Bei einer permanenten Herzstimulation liegen Stimulationssignale bevorzugt für jeden Herzzyklus vor. Bei einer temporären Stimulation kann beispielsweise jede zweite oder dritte Herzaktion mittels eines Stimulationsimpulses, bevorzugt mittels eines Herzschrittmachers, unterstützt oder sogar erst ermöglicht werden. Zwar kann die Erfassung im Schritt 12A und - wie mit den gestrichelten Linien dargestellt - separat zum bereitgestellten EKG-Signal erfolgen, beispielsweise mittels eines Oszillators. Das mindestens eine Stimulationssignal wird vorliegend jedoch aus dem empfangenen EKG-Signal erfasst.

Eine solche parallele Erfassung bzw. Identifizierung aus dem EKG-Signal wird vorliegend dadurch ermöglicht, dass das EKG-Signal mit einer Abtastfrequenz von mindestens 1 kHz bereitgestellt und abgerufen bzw. empfangen wird. Insbesondere kann die Abtastfrequenz bei mindestens 5 kHz liegen, sodass sehr kurze Stimulationsimpulse mit einer Dauer von mindestens 0,2 ms sicher erfasst werden können. Das Identifizieren des Stimulationsimpulses kann bevorzugt anhand der vergleichsweise hohen Spannung bzw. Amplitudenänderung und/oder der kurzen Dauer oder auch eines Verlaufs der entsprechenden Signalhöhen im EKG-Signal erfolgen.

Ist der jeweilige Stimulationsimpuls identifiziert, kann das EKG-Signal im Schritt 14 aufbereitet werden, beispielsweise indem die unmittelbar nachfolgenden Datenpunkte ausgeblendet oder mit einem vorgegebenen Wert oder Signalverlauf überschrieben werden. Aus dem nun aufbereiteten EKG-Signal, das das im Schritt 12 erfasste Stimulationssignal nicht länger bzw. nicht wesentlich als Störsignal abbildet, wird im Anschluss im Schritt 16 eine für eine bestimmte Herzzyklusphase charakteristische Amplitudenänderung identifiziert. Bevorzugt handelt es sich um die sogenannte R-Zacke im QRS-Komplex des Herzzyklus, welche grundsätzlich eine eindeutige und zeitlich stabile Zuordnung des entsprechenden Zeitpunkts zur systolischen Phase ermöglicht.

Die identifizierte, charakteristische Amplitudenänderung, insbesondere die R-Zacke, dient als Grundlage für die Bereitstellung eines Triggersignals für die extrakorporale Kreislaufunterstützung im Schritt 18. Wie vorstehend erläutert, kann das Triggersignal beispielsweise ein Steuer- und/oder Regelsignal für eine extrakorporale Kreislaufunterstützungsvorrichtung mit zeitlicher Stabilität bereitstellen.

Entsprechend kann das Steuer- und/oder Regelsignal mit einer vorgegebenen Latenz ausgegeben werden, um beispielsweise eine Blutpumpe in einer bestimmten Herzzyklusphase zu betätigen und einen extrakorporalen Blutfluss zu fördern. Derart kann beispielsweise eine verbesserte Durchblutung der Koronararterien innerhalb einer diastolischen Phase bereitgestellt werden. Beispielsweise können eine oder mehrere Amplitudenänderungen bestimmt werden, welche für eine R-Zacke im jeweiligen Herzzyklus kennzeichnend sind. Das Steuer- und Regelsignal kann als R-Triggersignal ausgegeben werden. Ein Ausblenden bzw. „Blanking" der Stimulationssignalen bzw. Störsignalen ermöglicht es, dass eine Steuerung auch beim Vorliegen von Signalhöhen, welche andernfalls beispielsweise ein Zurücksetzen verursachen und eine Erfassung einer Amplitudenänderung verhindern, bereitgestellt werden kann.

In den Figuren 2A und 2B sind elektrokardiographische Verläufe von zwei räumlich voneinander getrennten EKG-Ableitungen bei einer unipolaren Herzstimulation abgebildet. Im vorliegenden Beispiel findet exemplarisch eine unipolare rechtsventrikuläre Herzstimulation bei Vorhofflimmern statt. Ersichtlich ist, dass das EKG-Signal sich aufgrund des Stimulationsimpulses stark verzerrt hat, sowohl für die Brustwandableitung V5 (Figur 2A) als auch die Brustwandableitung V2 (Figur 2B). Denn die erste starke Amplitudenänderung entspricht nicht der patienteneigenen Herzaktion, sondern wird vielmehr durch das Stimulationssignal 20 verursacht. Die nachfolgende patienteneigene Amplitudenänderung im EKG-Signal wird entsprechend nicht als charakteristische Amplitudenänderung 22 erkannt, obwohl zu diesem Zeitpunkt eine R-Zacke als Triggersignal zu erwarten gewesen wäre.

Für ein Auswertungsmodul ist die durch das Stimulationssignal 20 verursachte Amplitudenänderung 20 jedoch nicht hinreichend vom nativen EKG-Signal zu unterscheiden, zumal dafür die zeitliche Auflösung der Erfassung nicht genügt. Das EKG-Signal wurde nämlich mit einer typischen Abtastfrequenz zwischen 200 Hz und 400 Hz bereitgestellt, vorliegend bei einer Frequenz von 360 Hz. Für eine übliche Stimulationsdauer von beispielsweise 0,4 ms ist die entsprechende Signalhöhe nicht eindeutig und zuverlässig erfassbar. Eine erfindungsgemäße, hochaufgelöste zeitliche Erfassung eines Stimulationssignals ist in den Figuren 3A und 3B dargestellt. Im gezeigten Beispiel wurde das Stimulationssignal mittels eines separaten Oszillators mit einer Abtastfrequenz von 2,5 MHz bereitgestellt. Der gezeigte Stimulationsimpuls wurde mittels eines Herzschrittmachers im VVI-Mode bereitgestellt und weist eine Stimulationsamplitude von 1 V bei einer Stimulationsimpulsdauer von 0,4 ms auf, wie dies gemäß Figur 3A eindeutig erfasst wurde. In Figur 3B ist der Stimulationsimpuls weiterhin im Zeit- und Spektralbereich dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die dem Stimulationsimpuls entsprechenden und in Figur 3A gezeigten Amplitudenänderungen sich auf die Zeitpunkte -0,4 ms und 0 ms konzentrieren. Die hohe zeitliche Auflösung ermöglicht weiterhin, dass die Morphologie des Stimulationsimpulses erhalten und der entsprechende Verlauf erfasst und bestimmt werden können. Hierdurch kann eine noch genauere Aufbereitung des EKG-Signals und Bestimmung der charakteristischen Amplitudenänderung ermöglicht werden.

Entsprechende Darstellung eines erfassten EKG-Signals und eines entsprechenden Stimulationssignals sind in den Figuren 4A und 4B gezeigt, wobei die Signale (EKG-Ableitung I) bei einer bipolaren rechtsventrikulären Herzstimulation eines Herzschrittmachers im VVI Mode erfasst wurden. Die Abtastfrequenz liegt, wie dies erfindungsgemäß vorgesehen ist, bei (mindestens) 1000 Hz bzw. 1 kHz. Es ist aus Figur 4A ersichtlich, wie eine entsprechende Zacke für das Stimulationssignal im EKG-Signal erfasst werden konnte.

Als weitere Grundlage für die Identifizierung des Zeitpunkts des Stimulationsimpulses kann zudem die in Figur 4B dargestellte Auswertung im Zeit- und Spektralbereich dienen. Insbesondere die Frequenzverteilung lässt auf eine entsprechende starke Amplitudenänderungen schließen.

Figur 5 zeigt einen elektrokardiographischen Verlauf von zwei räumlich voneinander getrennten EKG-Ableitungen I und II bei einer hochaufgelösten zeitlichen Erfassung des EKG-Signals, vorliegend bei 5000 Hz, und bei VVI-Herzstimulation. Auch in diesem Beispiel werden Stimulationsimpulse mit einer Amplitudenhöhe von 1 V und einer Dauer von 0,4 ms abgegeben. Im Vergleich zu Figur 4A (und auch den Figuren 2A und 2B) wurden die Stimulationssignale 20 nun eindeutig erfasst und sind eindeutig identifizierbar. Weiterhin kann eine potenzielle Verzerrung im EKG-Signal aufgrund der hohen zeitlichen Auflösung erheblich reduziert werden, sodass die charakteristische Amplitudenänderung 22, vorliegend die R-Zacke, mit erhöhter Sicherheit und Stabilität bestimmt werden kann.

Obwohl im vorliegenden Fall die EKG-Ableitungen I und II dargestellt sind, können zusätzliche oder alternative EKG-Ableitungen zum Empfangen des EKG-Signals ausgewählt sein, beispielsweise transthorakale EKG-Ableitungen III, aVR, aVL, aVF, V1 , V2, V3, V4, V5, und V6 oder bipolare transösophageale EKG-Ableitungen Oeso 12 und Oeso 34. Die Anzahl und Art der Ableitungen ist jedoch nicht als einschränkend anzusehen, sodass grundsätzlich eine beliebige Auswahl von EKG-Ableitungen zum Bestimmen der Amplitudenänderung und zum Erfassen des mindestens einen Stimulationsimpulses erfolgen kann. Somit kann eine räumlich getrennte Erfassung von Messsignalen erfolgen, sowohl innerhalb eines anatomischen Bereichs als auch für unterschiedliche anatomische Bereiche, um Störungen aufgrund der Stimulationsimpulse 20 im bereitgestellten EKG-Signal zu reduzieren.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

10 Empfangen eines EKG-Signals

12 Erfassen eines Stimulationssignals

12A Bereitstellen eines Stimulationssignals 14 Aufbereiten des EKG-Signals

16 Identifizieren einer Amplitudenänderung

18 Bereitstellen eines Triggersignals

20 Stimulationssignal

22 charakteristische Amplitudenänderung