DE10319361A1 - Measurement of vegetative balance for care of patient's health using biofeedback and achieving of sympathetic-vagus nerve balance by monitoring parameters including heart rate variability - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen der vegetativen Balance.The The invention relates to an apparatus and a method for measuring the vegetative balance.
Neben dem willkürlichen, somatosensorischen Nervensystem, das der Kontrolle des menschlichen Bewusstseins unterliegt und beispielsweise unsere Muskeln steuert, gibt es das vegetative Nervensystem, das die inneren Organsysteme kontrolliert und nicht willkürlich zu beeinflussen ist. Das vegetative Nervensystem wird deshalb auch als autonomes Nervensystem bezeichnet. Letzteres ist im wesentlichen aus zwei großen Teilsystemen aufgebaut, die gegensätzliche Wirkungen auf die Organsysteme haben: Das parasympathische System überwiegt in Ruhe, es dient der Aufrechterhaltung des inneren Milieus und der Regeneration. Das sympathische Nervensystem ist aktiv in Belastungssituationen. Unter seinem Einfluss werden das Herzkreislaufsystem und der Stoffwechsel umgestellt in Richtung Leistungsabgabe nach außen (fight/flightreactions).Next the arbitrary, somatosensory nervous system, which is the control of the human Is subject to consciousness and, for example, controls our muscles, There is the autonomic nervous system, which is the internal organ system controlled and not arbitrary is to be influenced. The autonomic nervous system is therefore too referred to as autonomic nervous system. The latter is essentially from two big ones Subsystems built, the opposite effects on the organ systems have: The parasympathetic system predominates in peace, it serves the maintenance of the inner environment and regeneration. The sympathetic nervous system is active in stressful situations. Under his influence are the cardiovascular system and metabolism converted to outward delivery (fight / flightreactions).
Als vegetative Balance bezeichnet man das ausgewogene Verhältnis von sympathischer zu parasympathischer Aktivität. Störungen der vegetativen Balance sind in der Regel gekennzeichnet durch ein Überwiegen der sympathischen Aktivität bei gleichzeitigem Fehlen des parasympathischen Einflusses.As Vegetative balance is the balance of sympathetic to parasympathetic activity. Disorders of the vegetative balance are usually characterized by a predominance of sympathetic activity with simultaneous absence of parasympathetic influence.
Solche Störungen der vegetativen Balance können in Folge von akuten und lang anhaltenden Belastungssituationen, chronischen Stress und als Begeleiterscheinung häufiger Erkrankungen wie Diabetes oder der koronaren Herzkrankheit auftreten. Aus zahlreichen Untersuchungen ist bekannt, dass länger andauernde Störungen der vegetativen Balance weitreichende gesundheitliche Schäden nach sich ziehen, die sich beispielsweise in einer erhöhten Sterblichkeit oder dem vermehrten Auftreten potentiell lebensbedrohlicher Ereignisse wie einem Herzinfarkt niederschlagen. Es gibt deshalb verschiedene Ansätze, Störungen der vegetativen Balance zu messen und letztere durch Biofeedback-Methoden günstig zu beeinflussen. Unter Biofeedback versteht man in diesem Zusammenhang die unmittelbare audiovisuelle Präsentation aktuell abgeleiteter physiologischer Größen eines Menschen. Durch das „sichtbar machen" eigener, sonst nicht direkt erfahrbarer physiologischer Abläufe gelingt es dem Untersuchten leichter, diese physiologischen Abläufe in eine für ihn günstige Art und Weise zu verändern. Zahlreiche Studien haben bestätigt, dass Biofeedbackmethoden geeignet sind, um physiologische Vorgänge in gewünschter Weise zu beeinflussen.Such disorders the vegetative balance can as a result of acute and prolonged stress situations, Chronic stress and as a symptom of common diseases such as diabetes or coronary heart disease. From numerous studies is known to be longer ongoing disturbances the vegetative balance causes extensive health damage for example, in an increased mortality or the increased occurrence of potentially life-threatening events like knocking down a heart attack. Therefore, there are different approaches, disorders of to measure vegetative balance and the latter by biofeedback methods Cheap to influence. Biofeedback is understood in this context the immediate audiovisual presentation currently derived physiological sizes of a People. By "making visible" own, otherwise not direct experience of physiological processes makes it easier for the person examined to these physiological processes in one for him cheap Way to change. Numerous studies have confirmed that biofeedback methods are suitable for the physiological processes in the desired Way to influence.
Ein bekanntes Verfahren zur Messung der vegetativen Balance ist beispielsweise die Messung des Hautleitwiderstands, wie es z.B. bei den sogenannten „Lügendetektoren" durchgeführt wird. Bei letzteren fehlt allerdings das Biofeedback, weil der gemessene Hautwiderstand dem Untersuchten nicht zur Anzeige gebracht wird. Mittlerweile sind jedoch schon Systeme auf dem Markt, die Biofeedback über Hautleitwiderstand nutzen, um Veränderungen in der vegetativen Balance herbeizuführen.On A known method for measuring the vegetative balance is, for example the measurement of skin conductance as described e.g. in the so-called "lie detectors" is performed. In the latter, however, the biofeedback is missing, because the measured Skin resistance to the examinee is not displayed. Meanwhile, however, systems are already on the market, the biofeedback on skin conductance use it to change in the vegetative balance.
Dieses Verfahren ist allerdings nur bedingt geeignet, um die sympathiko-vagale Balance zu messen, weil die Haut ausschließlich sympathisch innerviert ist und Veränderungen am parasympathischen Ast des vegetativen Nervensystems dort nicht messbar sind.This Procedure is however only conditionally suitable to the sympathiko-vagale Balance to measure because the skin is exclusively sympathetic innervated is and changes not measurable at the parasympathetic branch of the autonomic nervous system are.
Weitere bekannte Verfahren zur Messung und Beeinflussung der vegetativen Balance beruhen auf der Bestimmung der Herzratenvariabilität. Darunter versteht man die Schwankungen der Herzfrequenz von Herzschlag zu Herzschlag. Diese Schwankungen sind Ausdruck der beim Gesunden zu jeder Zeit statt findenden Regelung der Herzfrequenz. Fehlen erstere oder sind sie vermindert, so ist das ein ernster Hinweis auf mögliche Erkrankungen des vegetativen Nervensystems. Die wichtigste Quelle der Herzratenvariabilität in Ruhe ist der Einfluss der Atmung. Bei ruhiger und tiefer Atmung folgt die Herzfrequenz der Atmung, Atemfrequenz und Herzfrequenz sind gekoppelt. Man bezeichnet diesen Zustand auch als „respiratorische Sinusarrhythmie". Die Ursache dafür sind Verschiebungen im Blutvolumen innerhalb des Brustkorbs in Folge der tiefen Atmung, die zu unterschiedlichen Füllungen des Herzens und damit zu unterschiedlichen, mit der Atemlage veränderlichen Schlagvolumina führen. Dadurch kommt es zu rhythmischen Schwankungen des Blutdrucks. Das vegetative Nervensystem versucht, diese Schwankungen durch Anpassung der Herzfrequenz auszugleichen. Da die respiratorische Sinusarrhythmie über den parasympathischen Zweig des vegetativen Nervensystems vermittelt wird und sich mit schwindendem parsympathischen und wachsenden sympathischen Einfluss verringert, ist ihre Größe ein brauchbares Maß für den Zustand der sympathiko-vagalen Balance.Further known method for measuring and influencing the vegetative Balance is based on the determination of heart rate variability. among them one understands the fluctuations of the heart rate from heart beat too Heartbeat. These fluctuations are an expression of the healthy too every time instead of regulating the heart rate. Lack the former or are they diminished, this is a serious indication of possible diseases of the autonomic nervous system. The main source of heart rate variability at rest is the influence of breathing. With calm and deep breathing follows the Heart rate of breathing, respiratory rate and heart rate are coupled. This condition is also called "respiratory sinus arrhythmia." The cause of this is shifts in the blood volume within the thorax as a result of deep breathing, the to different fillings of the heart and thus to different, variable with the breath Lead stroke volumes. This leads to rhythmic fluctuations in blood pressure. The Vegetative nervous system tries to adjust these fluctuations to balance the heart rate. Since the respiratory sinus arrhythmia over the mediated parasympathetic branch of the autonomic nervous system becomes and becomes sympathetic with dwindling parsympathetic and growing Reduced influence, their size is a useful one Measure of the condition the sympathic-vagal balance.
Zur genauen Bestimmung der Herzratenvariabilität muss der Herzschlag präzise registriert werden. Üblicherweise zeichnet man dazu ein Elektrokardiogramm (EKG) auf oder ermittelt den Herzschlag aus einem photoplethysmographischen Signal. Zur Quantifizierung der Herzratenvariabilität sind verschiedene Verfahren gebräuchlich, die sich in zwei große Gruppen (Zeitbereich vs. Frequenzbereich) einteilen lassen. Verfahren im Zeitbereich sind beispielsweise klassische statistische Verfahren wie Mittelwert und Varianz, Verfahren im Frequenzbereich beruhen auf Methoden der Frequenzanalyse, z.B. der Spektralanalyse mittels FFT (Fast Fourier Transformation).To accurately determine heart rate variability, the heartbeat must be accurately recorded. An electrocardiogram (ECG) is usually recorded or the heartbeat is determined from a photoplethysmographic signal. To quantify the heart rate variability, various methods are common, which can be divided into two large groups (time domain vs. frequency domain). Time domain methods are, for example, classical statistical methods such as mean and variance, methods in the frequency domain are based on frequency analysis methods, eg spectral analysis using FFT (Fast Fourier Transformation).
Die WO 00/51677 beschreibt ein solches Verfahren zur Messung der vegetativen Balance auf der Grundlage der Herzratenvariabilität, berechnet mittels der Spektralanalyse.The WO 00/51677 describes such a method for measuring the vegetative Balance based on heart rate variability, calculated using spectral analysis.
Die Ermittlung der Herzratenvariabilität mittels Spektralanalyse weist jedoch mehrere Nachteile auf:
- • Die Bestimmung der Herzratenvariabilität mittels der Spektralanalyse ist sehr anfällig für Artefakte. Falsch erkannte Herzschläge verändern die Periodizität des Signals und führen so zu Fehlbestimmungen der sympathiko-vagalen Balance.
- • Die Frequenzanalyse setzt relativ lange (im Minutenbereich) Aufnahmezeiten voraus, bevor mit der Berechnung der Herzratenvariabilität begonnen werden kann.
- • Die oft verwendete Einteilung des gemessenen Frequenzspektrums in Frequenzbänder und die Zuordnung einzelner Bänder zu entweder sympathischer oder parasympathischer Genese ist zu simplifizierend und wird dem tatsächlichen Sachverhalt nicht gerecht.
- • Menschen mit chronischen Störungen der sympathiko-vagalen Balance haben oft eine sehr eingeschränkte Herzratenvariabilität schon in Ruhe, so dass sich eine akute Verschlechterung der Balance, z.B. durch akuten Stress, in der Herzratenvariabilität kaum mehr erfassen lässt.
- • The determination of heart rate variability by means of spectral analysis is very susceptible to artifacts. False heartbeats alter the periodicity of the signal, leading to false positives in the sympatho-vagal balance.
- • Frequency analysis requires relatively long (in the minute range) recording times before calculating heart rate variability.
- • The often used division of the measured frequency spectrum into frequency bands and the assignment of individual bands to either sympathetic or parasympathetic genesis is too simplistic and does not do justice to the actual situation.
- • People with chronic disorders of sympatho-vagal balance often have very limited heart rate variability already at rest, so that an acute deterioration in balance, eg due to acute stress, can hardly be captured in the heart rate variability.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes und vor allem zuverlässiges Verfahren und eine verbesserte und zuverlässige Vorrichtung zum Bestimmen der sympathiko-vagalen bzw. vegetativen Balance anzugeben. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.In contrast, lies The invention is based on the object, an improved and above all reliable Method and an improved and reliable device for determining indicate the sympatho-vagal or vegetative balance. This The object is achieved with the features of the claims.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, zur zuverlässigen Erfassung der sympathiko-vagalen bzw. vegetativen Balance geeignete Parameter der Herzratenvariabilität mit geeigneten Parametern der Pulswellengeschwindigkeit zu einem Maß für die vegetative Balance zu verknüpfen.The Invention is based on the basic idea, for reliable detection the sympatho-vagal or vegetative balance suitable parameters the heart rate variability with suitable pulse wave velocity parameters to one Measure of the vegetative Balance to link.
Unter
Pulswellengeschwindigkeit versteht man die Ausbreitungsgeschwindigkeit
der Druckwelle entlang des arteriellen Gefäßsystems, ausgelöst durch
den Auswurf des Herzschlagvolumens in die Aorta während der
Austreibungsphase (Systole). Steigt der Blutdruck im arteriellen
System, so steigt auch die Pulswellengeschwindigkeit. Umgekehrt sinkt
die Pulswellengeschwindigkeit, wenn der Blutdruck sinkt. Aus Veränderungen
der Pulswellengeschwindigkeit kann deshalb auf Veränderungen
des Blutdrucks geschlossen werden. So beschreibt die
Eine einfache Methode, um die Pulswellengeschwindigkeit zu bestimmen, ist die Messung der Pulswellenlatenz zwischen zwei Messpunkten. Registriert man die Ausbreitung der Pulswelle entlang des arteriellen Gefäßsystems mit zwei Sensoren, so bezeichnet die Pulswellenlatenz die Zeit, welche die Pulswelle braucht, um von Sensor 1 bis zu Sensor 2 zu gelangen. Da man im allgemeinen die Strecke zwischen den Sensoren nicht kennt, verzichtet man in der Regel auf die Ermittlung der Ausbreitungsgeschwindigkeit und belässt es bei der Pulswellenlatenz. Um den Messaufwand zu vereinfachen, nimmt man für Sensor 1 oft das EKG-Signal. Der zweite Sensor ist z.B. eine photoplethysmographische Messanordnung, bestehend aus einem Sender und einem Empfänger von Licht einer geeigneter Wellenlänge, wodurch Veränderungen des Blutvolumens in der Haut entweder mittels Transmission oder mittels Reflexion bestimmt werden können.A simple method to determine the pulse wave velocity is the measurement of the pulse wave latency between two measuring points. Join the propagation of the pulse wave along the arterial vascular system with two sensors, the pulse wave latency refers to the time which needs the pulse wave to go from sensor 1 to sensor 2 reach. As you generally the distance between the sensors If you do not know, you usually do without the determination of Propagation speed and leaves it at the pulse wave latency. To simplify the measurement effort, you often take the ECG signal for sensor 1. The second sensor is e.g. a photoplethysmographic measuring arrangement, consisting of a transmitter and a receiver of light of a suitable Wavelength, causing changes Blood volume in the skin either by means of transmission or can be determined by reflection.
Da
die mechanische Herzaktion eng an das EKG gekoppelt ist, kann man
den Zeitpunkt des Blutauswurfs und damit dem Beginn der Pulswelle
näherungsweise
mit dem Auftreten der R-Zacke im EKG gleichsetzen.
WO 00/51677 erwähnt zwar das Verfahren der Pulswellenlatenz-Messung (dort PTT genannt für „Pulse Transit Time") in Zusammenhang mit Störungen der vegetativen Balance, allerdings in einem gänzlich anderen Zusammenhang: Die WO 00/51677 zielt grundsätzlich auf die Eigenschaft verschiedener Organsysteme zur Oszillation ab, in der Annahme, dass das Erreichen von Oszillation für den Organismus günstig sei. Es geht vordringlich um das Erreichen bestimmter Oszillationsmuster und das Synchronisieren der Muster von verschiedenen Organsystemen. Die Pulswellenlatenz wird dort als Maß für den Zustand der Blutgefäßmuskulatur angesehen. Dies ist nur bedingt richtig, weil die Pulswellenlatenz in erster Linie mit dem Blutdruck korreliert und nicht mit der aktuellen Kontraktion der Blutgefäße. Oft gehen beide, Blutdruck und Kontraktion der Gefäßmuskulatur, Hand in Hand. Dies ist aber keineswegs immer der Fall. Gerade in Ruhe, im entspannten Zustand, überwiegt ja der parasympathische Einfluss, wogegen der Sympathikus weitestgehend inaktiv ist. Der Parasympathikus innerviert allerdings die Blutgefäßmuskulatur gar nicht. Diese werden ausschließlich von sympathischen Nervensystem gesteuert. Deshalb sind die in Ruhe gut messbaren Schwankungen der Pulswellenlatenz die Folge der Blutdruckänderungen im Rhythmus der Atmung. In der WO 00/51677 wird zwar die Registrierung der Pulswellenlatenz (PTT) angesprochen, allerdings ausschließlich um festzustellen, welcher Ast des autonomen Nervensystems zu der Leistung in einem bestimmten Frequenzbereich beiträgt. Aus der Pulswellenlatenz selbst werden im genannten Patent keine Rückschlüsse auf den Zustand der vegetativen Balance gezogen.Although WO 00/51677 mentions the method of pulse wave latency measurement (there called PTT for "Pulse Transit Time") in connection with disturbances of the vegetative balance, but in a completely different context: WO 00/51677 basically aims at the property of different organ systems It is important to achieve certain patterns of oscillation and to synchronize the patterns of different organ systems, the pulse wave latency being considered as a measure of the state of the blood vessel musculature is only partially correct, because the pulse wave latency correlates primarily with the blood pressure and not with the current contraction of the blood vessel SSE. Often, both blood pressure and contraction of the vascular musculature go hand in hand. This is by no means always the case. Especially at rest, in a relaxed state, the parasympathetic influence predominates, whereas the sympathetic nervous system is largely inactive. However, the parasympathetic nerve does not innervate the blood vessel muscles at all. These are controlled exclusively by the sympathetic nervous system. Therefore, the well-measurable fluctuations in pulse wave latency at rest are the result of blood pressure changes in the rhythm of respiration. In WO 00/51677, although the registration of the pulse wave latency (PTT) is addressed, but only to determine which branch of the autonomic nervous system contributes to the performance in a particular frequency range. From the pulse wave latency itself no conclusions about the state of the vegetative balance are drawn in the cited patent.
Erfindungsgemäß wird die Pulswellenlatenz als Maß für den aktuellen Blutdruck in den physiologisch korrekten Kontext gestellt, und durch Kombination mit der Herzratenvariabilität ein zuverlässiges Verfahren zum Bestimmen der vegetativen Balance angegeben.According to the invention Pulse wave latency as a measure of the current Blood pressure placed in the physiologically correct context, and through Combination with heart rate variability a reliable procedure to determine the vegetative balance.
Eigene
Studien bestätigen
die zuverlässige Bestimmung
der vegetativen Balance durch Verknüpfung von Herzratenvariabilität und Pulswellenlatenz.
So zeigt
Die
Veränderungen
der Herzratenvariabilität und
der Pulswellenlatenz können
für jeden
Menschen und in jeder Belastungssituation unterschiedlich sein.
Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß die Verwendung eines Eichverfahrens
zur Bestimmung der individuellen vegetativen Reaktionsbreite bevorzugt.
Dafür bevorzugt
sind beispielsweise die klassischen neurologischen Testverfahren
zur klinischen Diagnostik vegetativer Störungen wie Ewing-Test, Valsalva-Manöver und
tiefe Atmung (respiratorische Sinusarrhythmie). Erfindungsgemäß wird ein
solches Testverfahren automatisiert durchgeführt und für die Zielparameter der Herzratenvariabilität und der Pulswellenlatenz
automatisch ausgewertet. Unter Berücksichtigung der Eichung wird
nun sowohl auf die aktuellen Messwerte der Herzratenvariabilität, als auch
auf die aktuellen Messwerte der Pulswellenlatenz eine Transformationsfunktion
T angewandt. Durch die Transformationsfunktion T kann nun für jeden
Zeitpunkt t eindeutig bestimmt werden, wo die Parameter der Herzratenvariabilität (HRV)
und Pulswellenlatenz innerhalb der verfügbaren vegetativen Reaktionsbreite
einzuordnen sind.
T:
Transformationsfunktion
HRVgemessen(t):
aktuell bestimmter HRV-Parameter zum Zeitpunkt tThe changes in heart rate variability and pulse wave latency may be different for each human and in each stress situation. For this reason, the use of a calibration method for determining the individual vegetative reaction width is preferred according to the invention. Preference is given, for example, to the classical neurological test methods for the clinical diagnosis of vegetative disorders such as Ewing test, Valsalva maneuver and deep breathing (respiratory sinus arrhythmia). According to the invention, such a test method is carried out automatically and evaluated automatically for the target parameters of the heart rate variability and the pulse wave latency. Taking into account the calibration, a transformation function T is now applied both to the current measured values of the heart rate variability and to the current measured values of the pulse wave latency. The transformation function T can now be used to unambiguously determine for each time t where the parameters of the heart rate variability (HRV) and pulse wave latency are to be classified within the available vegetative response width.
T: transformation function
HRV measured (t): currently determined HRV parameters at time t
Bevorzugt
wird folgende Transformationsfunktion auf die Herzratenvariabilität angewandt:
HRVgemessen(t): aktuell bestimmter HRV-Parameter zum
Zeitpunkt t
HRVEichungmin Minimalwert
der HRV aus der Eichung
HRVEichungmax Maximalwert
der HRV aus der Eichung Preferably, the following transformation function is applied to heart rate variability:
HRV measured (t): currently determined HRV parameters at time t
HRV Calibration min. Minimum value of the HRV from the calibration
HRV calibration maximum value of the HRV from the calibration
Analog
dazu wird die Pulswellenlatenz (PWL) transformiert:
T:
Transformationsfunktion
PWLgemessen(t):
aktuell bestimmter Pulswellenlatenz-Parameter zum Zeitpunkt t Analogously, the pulse wave latency (PWL) is transformed:
T: transformation function
PWL measured (t): currently determined pulse-wave latency parameter at time t
Eine
bevorzugte Transformationsfunktion für die Pulswellenlatenz analog
zu (2) ist:
PWLgemessen(t): aktuell bestimmter Pulswellenlatenz-Parameter
zum Zeitpunkt t
PWLEichungmin Minimalwert
der Pulswellenlatenz aus der Eichung
PWLEichungmax Maximalwert
der Pulswellenlatenz aus der EichungA preferred transformation function for the pulse wave latency analogous to (2) is:
PWL measured (t): currently determined pulse-wave latency parameter at time t
PWL calibration min. Minimum value of the pulse wave latency from the calibration
PWL calibration max Maximum value of the pulse wave latency from the calibration
Erfindungsgemäß wird. die bestimmte vegetative Balance audiovisuell dargestellt, um so der getesteten Person ein Feedback bezüglich der gegenwärtigen Situation zu geben.According to the invention. the specific vegetative balance audiovisually represented so the tested person feedback on the current situation to give.
Für die audiovisuelle
Darstellung der aktuellen vegetativen Balance ist eine lineare Darstellung möglich, doch
verursachen bei dieser Darstellungsform Veränderungen im normalen, wünschenswerten Bereich
der vegetativen Balance genauso große Änderungen in der Darstellung,
wie Veränderungen
im abnormalen Bereich. Mehr bevorzugt ist daher eine Darstellung,
die Fluktuationen im Normbereich stärker unterdrückt als
Schwankungen im abnormalen Bereich, bzw. der Wechsel von abnormal
zu normal und umgekehrt. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch Anwendung
einer Abbildungsfunktion A auf die transformierten Parameter von
Herzratenvariabilität und
Pulswellenlatenz.
A: Abbildungsfunktion
HRVtrans(t):
transformierter HRV-Parameter zum Zeitpunkt t For the audiovisual presentation of the current autonomic balance, a linear representation is possible, but in this form of presentation, changes in the normal, desirable range of autonomic balance cause changes in the appearance as well as changes in the abnormal range. More preferable, therefore, is a representation which suppresses fluctuations in the normal range more than fluctuations in the abnormal range, or the change from abnormal to normal, and vice versa. This is achieved according to the invention by applying a mapping function A to the transformed parameters of heart rate variability and pulse wave latency.
A: picture function
HRV trans (t): transformed HRV parameter at time t
Eine
bevorzugte Abbildungsfunktion ist:
HRVtrans(t): transformierter
HRV-Parameter zum Zeitpunkt t
k: KonstanteA preferred mapping function is:
HRV trans (t): transformed HRV parameter at time t
k: constant
Analog
dazu wird die Abbildungsfunktion auch auf die Parameter der Pulswellenlatenz
angewendet:
A: Abbildungsfunktion
PWLtrans(t): transformierter Pulswellenlatenz-Parameter
zum Zeitpunkt tAnalogously, the mapping function is also applied to the parameters of the pulse wave latency:
A: picture function
PWL trans (t): transformed pulse-wave latency parameter at time t
Eine
bevorzugte Abbildungsfunktion hierfür ist wiederum:
PWLtrans(t):
transformierter Pulswellenlatenz-Parameter zum Zeitpunkt t
k:
Konstante A preferred mapping function for this is again:
PWL trans (t): transformed pulse-wave latency parameter at time t
k: constant
Aus
den Parametern der Herzratenvariabilität und der Pulswellenlatenz
nach Gleichung (5) und (7) wird mittels der Funktion G eine Größe H der
vegetativen Balance errechnet.
G: Funktion G generiert aus Herzratenvariabilität und Pulswellenlatenz
die beschreibende Größe der vegetativen
Balance
HRVabb(t) siehe Gleichung 5
PWLabb(t) siehe Gleichung 7From the parameters of the heart rate variability and the pulse wave latency according to equations (5) and (7), the function G is used to calculate a quantity H of the vegetative balance.
G: Function G generates the descriptive size of the vegetative balance from heart rate variability and pulse wave latency
HRV abb (t) see Equation 5
PWL abb (t) see Equation 7
Eine
bevorzugte Funktion G ist in Gleichung (10) gezeigt.
HRVabb(t)
siehe Gleichung 5
PWLabb(t) siehe Gleichung
7
a1: Gewichtung der Herzratenvariabilität-Parameter
b1: Gewichtung der Pulswellenlatenz-ParameterA preferred function G is shown in equation (10).
HRV abb (t) see Equation 5
PWL abb (t) see Equation 7
a 1 : Weighting of heart rate variability parameters
b 1 : Weighting of pulse wave latency parameters
Die Größe H(t) wird nun in bevorzugter Ausführungsform in geeigneter audiovisueller Form dem Benutzer zur Ansicht gebracht. Beispielsweise kann die Größe H(t) als Winkelgeschwindigkeit einer drehenden Kugel auf einem Computerbildschirm umgesetzt werden. Ist die vegetative Balance in der Norm, dreht sich die Kugel langsam, beziehungsweise ruht. Mit zunehmender Abweichung von der Norm dreht sich die Kugel immer schneller.The Size H (t) will now be in a preferred embodiment presented to the user in an appropriate audiovisual form. For example, the size H (t) as the angular velocity of a rotating ball on a computer screen be implemented. Is the vegetative balance in the norm, turns the ball is slow, or resting. With increasing deviation from the norm, the ball spins faster and faster.
Die
Funktion G aus Gleichung 9 wird in einer weiter bevorzugten Ausführungsform
durch eine Schar von Funktionen G1-n ersetzt,
so dass sich eine Schar von Maßzahlen
H1-n ergibt.
G1-n: Funktionenschar
G1-n generiert aus Herzratenvariabilität und Pulswellenlatenz
die beschreibende Größen H1-n der vegetativen Balance
HRVabb(t) siehe Gleichung 5
PWLabb(t) siehe Gleichung 7The function G of equation 9 is in a further preferred embodiment by a Schar of functions G 1-n replaced, so that a set of measures H 1-n results.
G 1-n : set of functions G 1-n generates the descriptive quantities H 1 -n of the vegetative balance from heart rate variability and pulse wave latency
HRV abb (t) see Equation 5
PWL abb (t) see Equation 7
Durch geeignete, mehrkanalige audiovisuelle Darstellung der resultierenden Größen H1-n wird bevorzugt der Status und der Verlauf der vegetativen Balance umfassender dargestellt, als es mit einer einzelnen Größe H möglich wäre. So lässt sich beispielweise durch eine Funktion G1 in einer Größe H1 mehr die Herzratenvariabilität-Komponente und durch eine Funktion G2 in einer Größe H2 mehr die Pulswellenlatenz-Komponente betonen. Ordnet man nun H1 z.B. die Winkelgeschwindigkeit um die vertikale Achse und H2 z.B. die Winkelgeschwindigkeit um eine horizontale Achse zu, erhält man ein Bewegungsmuster, dem man sowohl den Gesamtstatus der vegetativen Balance, als auch einen Hinweis auf den Ort der Störung, nämlich entweder im Bereich der Herzfrequenz- oder Blutdruckregulation entnehmen kann.By suitable, multi-channel audiovisual representation of the resulting quantities H 1 -n , the status and the course of the vegetative balance is preferably displayed more comprehensively than would be possible with a single size H. Thus, for example, by a function G 1 in a quantity H 1 more the heart rate variability component and by a function G 2 in a size H 2 more emphasize the pulse wave latency component. Assigning H 1 eg the angular velocity around the vertical axis and H 2 eg the angular velocity around a horizontal axis gives a motion pattern which gives both the overall status of the vegetative balance and an indication of the location of the disturbance, either in the area of heart rate or blood pressure regulation.
Durch die beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren der Erfindung wird ein präzises und leistungsfähiges System zur Messung und Beeinflussung der vegetativen Balance zur Verfügung gestellt.By the described devices and methods of the invention will a precise one and powerful System for measuring and influencing the vegetative balance disposal posed.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. Show it:
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist eine Einrichtung
Vorzugsweise
sind die Messaufnahmeeinrichtungen
Die Ausgabeeinheit dient dazu, dem Nutzer ein Biofeedback über die gegenwärtige Situation zu geben. Dies kann über Ton und/oder Bild geschehen. Bevorzugt ist dabei die Darstellung mittels einer Kugel, deren Winkelgeschwindigkeiten abhängig von den erfassten Parametern variieren, wie oben bereits erläutert.The Output unit serves to give the user a biofeedback on the current To give situation. This can be over Sound and / or picture happen. Preference is given to the representation by means of a ball whose angular velocities depend on the recorded parameters vary, as already explained above.
Der
Sensor
Alternativ
zu den im Gehäuse
Weiter bevorzugt ist zusätzlich ein weiterer Sensor zum Bestimmen des Hautleitwiderstandes vorgesehen.Further preferred is additional another sensor for determining the Hautleitwiderstandes provided.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung von Bluthochdruck und vegetativen Funktionsstörungen wie z.B. der diabetischen autonomen Neuropathie verwendet.In a preferred embodiment becomes the method according to the invention or the device according to the invention for the treatment of hypertension and vegetative dysfunctions, e.g. used in diabetic autonomic neuropathy.
- 101101
- Verlauf der Herzratenvariabilität bei verschiedenen Belastungsstufencourse the heart rate variability at different load levels
- 102102
- Verlauf der Pulswellenlatenz bei verschiedenen Belastungsstufencourse Pulse wave latency at different stress levels
- 103103
- Verlauf der subjektiv empfundenen Stressbelastung bei verschiedenencourse the subjective perceived stress at different
- Belastungsstufenstress levels
- 201201
- EKG-SignalECG signal
- 202202
- PulswellensignalPulse wave signal
- 203203
- R-ZackeR wave
- 204204
- PulswellenlatenzPulse wave latency
- 205205
- Beginn der peripheren Pulswellebeginning the peripheral pulse wave
- 301301
- Messvorrichtung EKGmeasuring device ECG
- 302302
- Messvorrichtung Pulswellenlatenzmeasuring device Pulse wave latency
- 303303
- A/D-WandlerA / D converter
- 304304
- Interfaceinterface
- 305305
- Vorrichtung zur Datenverarbeitungdevice for data processing
- 306306
- Anzeigevorrichtungdisplay device
- 307307
- Sensor zur Registrierung der peripheren Pulswellesensor for registration of the peripheral pulse wave
- 308308
- Sensoren zur Registrierung des EKGssensors to register the ECG
- 309309
- Gehäuse der DatenerfassungHousing of data collection
Claims (20)
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DE2003119361 DE10319361A1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Measurement of vegetative balance for care of patient's health using biofeedback and achieving of sympathetic-vagus nerve balance by monitoring parameters including heart rate variability |
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DE2003119361 DE10319361A1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Measurement of vegetative balance for care of patient's health using biofeedback and achieving of sympathetic-vagus nerve balance by monitoring parameters including heart rate variability |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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DE2003119361 Ceased DE10319361A1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Measurement of vegetative balance for care of patient's health using biofeedback and achieving of sympathetic-vagus nerve balance by monitoring parameters including heart rate variability |
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