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The present invention relates to open-loop and closed-loop control units for extracorporeal circulatory support, to systems comprising such an open-loop and closed-loop control unit, and to corresponding methods. An open-loop and closed-loop control unit (10) for extracorporeal circulatory support is proposed, which is configured to receive a measurement of an ECG signal (12) of a supported patient over a predefined period of time, wherein the ECG signal (12) comprises multiple data points for each time point within a heart cycle. The open-loop and closed-loop control unit (10) comprises an evaluation unit (100) which is configured to evaluate the data points for at least one time point in a spatial and/or temporal manner and to determine at least one amplitude change (14) within the heart cycle based on the evaluated data points. The open-loop and closed-loop control unit (10) is further configured to output an open-loop and/or closed-loop signal (16) for extracorporeal circulatory support at a predefined point in time after the at least one amplitude change (14).
Die vorliegende Erfindung betrifft Steuer- und Regeleinheiten für eine extrakorporale Kreislaufunterstützung sowie Systeme, umfassend eine solche Steuer- und Regeleinheit und entsprechende Verfahren. Entsprechend wird eine Steuer- und Regeleinheit (10) für eine extrakorporale Kreislaufunterstützung vorgeschlagen, welche dazu eingerichtet ist eine Messung eines EKG-Signals (12) eines unterstützten Patienten über einen vorgegebenen Zeitraum zu empfangen und für die extrakorporale Kreislaufunterstützung bereitzustellen, wobei das EKG-Signal (12) für jeden Zeitpunkt innerhalb eines Herzzyklus eine Signalhöhe aus mindestens einer EKG-Ableitung (14A, 14B) umfasst. Die Steuer- und Regeleinheit (10) umfasst eine Auswerteeinheit (16), welche dazu eingerichtet ist, eine Signaldifferenz (18) einer Signalhöhe eines aktuellen Zeitpunkts (12A) und einer Signalhöhe des vorhergehenden Zeitpunkts (12B) zu bestimmen und die Signaldifferenz (18) mit einem vorgegebenen Schwellenwert (20) zu vergleichen. Die Steuer- und Regeleinheit (10) ist weiterhin dazu eingerichtet, das EKG-Signal (22) beim Überschreiten des Schwellenwerts (20) für den aktuellen Zeitpunkt und eine vorgegebene Anzahl von nachfolgenden Zeitpunkten (28) mit einer vorgegebenen Signalhöhe (30) bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft Steuer- und Regeleinheiten für eine extrakorporale Kreislaufunterstützung sowie Systeme, umfassend eine solche Steuer- und Regeleinheit und entsprechende Verfahren. Entsprechend wird eine Steuer- und Regeleinheit Steuer- und Regeleinheit (10) für eine extrakorporale Kreislaufunterstützung vorgeschlagen, welche dazu eingerichtet ist eine Messung eines EKG-Signals (12) eines unterstützten Patienten über einen vorgegebenen Zeitraum zu empfangen, wobei das EKG-Signal (12) für jeden Zeitpunkt innerhalb eines Herzzyklus mehrere Datenpunkte umfasst. Die Steuer- und Regeleinheit (10) umfasst eine Auswerteeinheit (100), welche dazu eingerichtet ist, die Datenpunkte für mindestens einen Zeitpunkt räumlich und/oder zeitlich auszuwerten und aus den ausgewerteten Datenpunkten mindestens eine Amplitudenänderung (14) innerhalb des Herzzyklus zu bestimmen. Die Steuer- und Regeleinheit (10) ist weiterhin dazu eingerichtet, ein Steuer- und/oder Regelsignal (16) für die extrakorporale Kreislaufunterstützung an einem vorgegebenen Zeitpunkt nach der mindestens einen Amplitudenänderung (14) auszugeben.
Patients with focal ventricular tachycardia are at risk of hemodynamic failure and if no treatment is provided the mortality rate can exceed 30%. Therefore, medical professionals must be adequately trained in the management of these conditions. To achieve the best treatment, the origin of the abnormality should be known, as well as the course of the disease. This study provides an opportunity to visualize various focal ventricular tachycardias using the Offenburg heart rhythm model. Modeling and simulation of focal ventricular tachycardias in the Offenburg heart rhythm model was performed using CST (Computer Simulation Technology) software from Dessault Systèms. A bundle of nerve tissue in different regions in the left and right ventricle was defined as the focus in the already existing heart rhythm model. This ultimately served as the origin of the focal excitation sites. For the simulations, the heart rhythm model was divided into a mesh consisting of 5354516 tetrahedra, which is required to calculate the electric field lines. The simulations in the Offenburg heart rhythm model were able to successfully represent the progression of focal ventricular tachycardia in the heart using measured electrical field lines. The simulation results were realized as an animated sequence of images running in real time at a frame rate of 20 frames per second. By changing the frame rate, these simulations can additionally be produced at different speeds. The Offenburg heart rhythm model allows visualization of focal ventricular arrhythmias using computer simulations.
Disturbances of the cardiac conduction system causing reentry mechanisms above the atrioventricular (AV) node are induced by at least one accessory pathway with different conducting properties and refractory periods. This work aims to further develop the already existing and continuously expanding Offenburg heart rhythm model to visualise the most common supraventricular reentry tachycardias to provide a better understanding of the cause of the respective reentry mechanism.
Patients with focal ventricular tachycardia are at risk of hemodynamic failure and if no treatment is provided the mortality rate can exceed 30%. Therefore, medical professionals must be adequately trained in the management of these conditions. To achieve the best treatment, the origin of the abnormality should be known, as well as the course of the disease. This study provides an opportunity to visualize various focal ventricular tachycardias using the Offenburg cardiac rhythm model.
Background: A disturbed synchronization of the ventricular contraction can cause a highly developed systolic heart failure in affected patients, which can often be explained by a diseased left bundle branch block (LBBB). If medication remains unresponsive, the concerned patients will be treated with a cardiac resynchronization therapy (CRT) system. The aim of this study was to integrate His bundle pacing into the Offenburg heart rhythm model in order to visualize the electrical pacing field generated by His bundle pacing.
Methods: Modelling and electrical field simulation activities were performed with the software CST (Computer Simulation Technology) from Dessault Systèms. CRT with biventricular pacing is to be achieved by an apical right ventricular electrode and an additional left ventricular electrode, which is floated into the coronary vein sinus. This conventional type of biventricular pacing leads to a reduction of the left ventricular ejection fraction. Furthermore, the non-responder rate of the CRT therapy is about one third of the CRT patients.
Results: His bundle pacing represents a physiological alternative to conventional cardiac pacing and cardiac resynchronization. An electrode implanted in the His bundle emits a stronger electrical pacing field than the electrical pacing field of conventional cardiac pacemakers. The pacing of the His bundle was performed by the Medtronic Select Secure 3830 electrode with pacing voltage amplitudes of 3 V, 2 V and 1.5 V in combination with a pacing pulse duration of 1 ms.
Conclusions: Compared to conventional cardiac pacemaker pacing, His bundle pacing is capable of bridging LBBB conduction disorders in the left ventricle. The His bundle pacing electrical field is able to spread via the physiological pathway in the right and left ventricles for CRT with a narrow QRS-complex in the surface ECG.
Die transösophageale Neurostimulation ist eine neue Therapieform und könnte unter anderem zur Schmerzlinderung während einer transösophagealen Linksherzstimulation angewendet werden. Sie ist in die Kategorie der Rückenmarksstimulation (SCS) einzuordnen, die die meist verwendete Technik der Neurostimulation ist. Die derzeit auf dem Markt vorhandenen Ösophaguskatheter werden bei einer elektrophysiologischen Untersuchung mit Ablation und transösophagealer Echokardiographie zur Temperaturüberwachung eingesetzt. Das Ziel dieser Arbeit war, das vorhandene Offenburger Herzrhythmusmodell, um die Wirbelsäule zu erweitern, einen neuen Ösophagus-Elektroden- Katheter für die transösophageale elektrische Stimulation des Rückenmarks zu modellieren und mittels 3D-Computer-Simulationen auf Ihre Wirksamkeit zu untersuchen.
Um medizinische Behandlungsverfahren in der Praxis besser verstehen und anwenden zu können, gewinnt die Visualisierung der Prozesse an immer größerer Bedeutung. Durch Anwendung der Computer-Simulationssoftware CST können elektromagnetische und thermische Simulationen zur Analyse verschiedener Herzrhythmusstörungen durchgeführt werden. Eine weitere Form der Visualisierung erfolgt durch haptische, dreidimensionale Druckmodelle. Diese Modelle können mit einem generativen Herstellungsverfahren, wie z. B. einem 3D-Drucker, in kürzester Zeit hergestellt werden.
A disturbed synchronization of the ventricular contraction can cause a highly developed systolic heart failure in affected patients with reduction of the left ventricular ejection fraction, which can often be explained by a diseased left bundle branch block (LBBB). If medication remains unresponsive, the concerned patients will be treated with a cardiac resynchronization therapy (CRT) system. The aim of this study was to integrate His-bundle pacing into the Offenburg heart rhythm model in order to visualize the electrical pacing field generated by His-Bundle-Pacing. Modelling and electrical field simulation activities were performed with the software CST (Computer Simulation Technology) from Dessault Systèms. CRT with biventricular pacing is to be achieved by an apical right ventricular electrode and an additional left ventricular electrode, which is floated into the coronary vein sinus. The non-responder rate of the CRT therapy is about one third of the CRT patients. His- Bundle-Pacing represents a physiological alternative to conventional cardiac pacing and cardiac resynchronization. An electrode implanted in the His-bundle emits a stronger electrical pacing field than the electrical pacing field of conventional cardiac pacemakers. The pacing of the Hisbundle was performed by the Medtronic Select Secure 3830 electrode with pacing voltage amplitudes of 3 V, 2 V and 1,5 V in combination with a pacing pulse duration of 1 ms. Compared to conventional pacemaker pacing, His-bundle pacing is capable of bridging LBBB conduction disorders in the left ventricle. The His-bundle pacing electrical field is able to spread via the physiological pathway in the right and left ventricles for CRT with a narrow QRS-complex in the surface ECG.