Kompensierte Blutdruckmessung durch Analyse der Herztöne in einem Body-Area-Network

Laufzeit: 01.11.2016 - 30.04.2018
Leitung: Prof. Dr.-Ing Horst Hellbrück
Mitarbeiter: Dipl.-Ing. (FH) Gunther Ardelt
Ehemalige Mitarbeiter: Martin Mackenberg

Hintergrund

Die invasive Druckmessung des arteriellen Blutdrucks und des zentralen Venendrucks gilt als Standard bei kritischen Eingriffen in der Neuro- oder Herzchirurgie. Die Position des Druckaufnehmers ist auf der Höhe des Referenzpunkts – rechter Vorhof bei auf dem Rücken liegenden Patienten – auszurichten. Ständige Änderungen in der Position des Patienten etwa in der Höhe bei radiologischen Interventionen oder in der Körperlage bei minimal invasiven Eingriffen erfordern bisher eine ständige manuelle Nachjustierung, da der Blutdruck fehlerhaft angezeigt wird.

Ziel

Das Projekt LUMEN II erforscht Methoden zur multisensorischen Adjustierung der invasiven Blutdruckmessungen. Es werden dabei Verfahren zur Messung der Körperposition bzw. der Position des Druckaufnehmers mithilfe eines Body-Area-Networks (BAN) erforscht. Zur Kompensation des Einflusses der Körperposition wird die absolute Position des Herzreferenzpunktes mithilfe von Ergebnissen des Projektes LUMEN I gemessen. Die genaue Position des Herzreferenzpunktes ist nicht bekannt und kann zu zusätzlichen Messunsicherheiten führen. Die Messung von Herztönen ermöglicht die absolute Positionsbestimmung des Herzreferenzpunktes und eignet sich darüber hinaus zur medizinischen Diagnose z.B. zur Messung von Herzgeräuschen. Derzeitige Verfahren zur genauen Messung der Herzposition z.B. MRI und CT und Ultraschall sind entweder nicht sehr mobil, teuer oder können keine Herztöne messen.

Ansatz

Basis dieses Verfahrens ist die synchronisierte Detektion und Aufzeichnung von Herztönen in einem Body-Area-Network. Durch Laufzeitmessungen wird so die Position des Herzens bestimmt und für die Kompensation in der invasiven Blutdruckmessung genutzt.

Veröffentlichungen


Artikel and Buchkapitel
[2016] Reflection and transmission of ultra-wideband pulses for detection of vascular pressure variation and spatial resolution within soft tissues (Martin Mackenberg, Klaas Rackebrandt, Christian Bollmeyer, Philipp Wegerich, Hartmut Gehring, Horst Hellbrück), In Biomedical Physics & Engineering Express, volume 2, 2016. [bib] [pdf] [abstract]
Ultra-wideband signals have a variety of applications. An upcoming medical application is the detection of the heart rate of patients. However, current UWB systems provide poor resolution and are only able to detect vessels with a large diameter, e.g. the aorta. The detection and quantification of vascular dilation of thinner vessels is essential to develop wearable ultra-wideband based devices for real-time detection of cardiovascular conditions of the extremities. The reflection and transmission processes of those signals within inhomogeneous bodies are complex and their prediction is challenging. In this paper, we present an experimental setup (UWB system; phantom) for the detection of vascular dilation within soft tissues. Furthermore, we suggest a theoretical simulation model for the prediction of the reflection of ultra-wideband pulses and compare these simulated predictions to results of measurements within the phantom. The results verify that we are able to identify vascular dilation within the simulation model and the experimental setup, depending on the depth of the vessel (20 mm, 40 mm, 60 mm).
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