MEDIZIN

Mobiles EKG - Elektrokardiogramm

Ein Elektrokardiogramm (EKG) ist ein Diagramm, das die elektrische Aktivität des Herzens innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls darstellt. Um ein Elektrokardiogramm zu erstellen, müssen mit Elektroden, die auf die Haut des Patienten aufgeklebt werden, mehrere elektrische Potenziale gemessen werden. Das elektrische Potenzial zwischen einem Elektrodenpaar wird an einen hochpräzisen Messgeräteverstärker weitergeleitet und von einem A/D-Wandler ausgelesen. Herkömmliche EKGs lassen sich nur für die Kurzzeitmessung der elektrischen Herzsignale eines Patienten benutzen, da sie zum Transportieren zu groß sind. Mobile EKGs dagegen, wie z. B. DCGs (Dynamic Electrocardiograph) und Holter-Überwachungsgeräte, könnten vom Patienten bequem getragen werden und können ununterbrochen 24 Stunden lang bis zu 100 tausend Herzzyklen messen. Für ein mobiles EKG-Gerät sind geringes Gewicht und eine lange Batterielaufzeit entscheidend.

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Zu einem mobilen EKG-Gerät gehören im Prinzip Elektroden, ein analoges Frontend (AFE), eine MCU/DSP, ein ZigBee-Modul, eine SD-Karte, ein Summer, eine Batterie und eine Anzeige. Die Elektroden empfangen das elektrische Herzsignal vom menschlichen Körper und übertragen es an das analoge Frontend zur Verstärkung und Bandpassfilterung (Hoch- und Tiefpass) sowie zur A/D-Wandlung. Je nach Kopplungsimplementierung gibt es AFEs mit AC- und DC-Kopplung. Die DC-Kopplung ist die dominierende AFE-Ausführung bei EKG-Geräten, da sie innerhalb der Diagnosebandbreite ein geringes Spitzenwertrauschen aufweisen und sich durch einen geringen Energieverbrauch bei hoher Präzision auszeichnen. Die digitale Signalausgabe des AFE wird von einer Prozessoreinheit weiterverarbeitet, die das Elektrokardiogramm in Echtzeit darstellt und auf der SD-Karte speichert. Zwischenzeitlich kann die Prozessoreinheit einen quadratischen Differenzial-Wavelet-Algorithmus zur Erkennung ungewöhnlicher elektrokardiographischer QSR-Wellen implementieren. Falls eine Abweichung festgestellt wird, löst das Gerät über einen Summer einen Alarm aus. Darüber hinaus könnten die EKG-Werte über ein ZigBee-Drahtlosnetz an ein zentrales Überwachungszentrum übermittelt werden.

Zukünftige mobile EKG-Geräte werden aller Voraussicht nach mit weiteren Funktionen ausgestattet, z. B. mit einer automatischen Diagnose und einer drahtlosen Fernkommunikation. Bei der automatischen Diagnose kann der allgemeine Patientenzustand auf Basis eines Software-Algorithmus und des erfassten Elektrokardiosignals ermittelt werden. Wird ein Problem wie z. B. ein Herzinfarkt festgestellt, kann ein mobiles EKG-Gerät mit drahtloser Kommunikationsausstattung, wie etwa ein GSM-Modul, sofort einen Alarm an die Familie bzw. die behandelnden Ärzte des Patienten absetzen. 

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Analoges EKG-Frontend, in dem immer Funktionen zur Erkennung abgetrennter Kabel, Rhythmuserkennung und Atmungsüberwachung integriert sind.
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LCD-Anzeige mit interaktivem Bedienfeld
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