Auswertung von Vibrometersignalen zur Bestimmung kardiovaskulärer Parameter

Abstract

Zusammenfassung Laser-Doppler-Vibrometer (LDV) messen kleinste Schwingungsamplituden und haben neben technischen auch biomedizinische Anwendungen wie zum Beispiel die Schwingungsmessung auf der Haut. Die Überwachung des Herzrhythmus wird aktuell mit dem Elektrokardiogramm (EKG) durchgeführt, wobei Elektroden auf der Haut befestigt werden. Eine berührungslose Messung wäre vorteilhaft und würde die Patientenüberwachung (z. B. verbrannte Haut, Traumata auf dem Brustkorb, Frühgeborene und Athleten unter Belastung) erheblich vereinfachen. In diesem Beitrag zeigen wir, dass optische Vibrokardiographie (VKG) mit einem LDV nicht nur wie bereits bekannt die Herzfrequenz und deren Variabilität messen kann, sondern auch eine berührungslose Herzrhythmusmessung mit einer robusten atrioventrikulärer (AV) Block-Klassifikation ermöglicht, da der Herzschlag als mechanische Quelle zu Schwingungen auf der Haut führt. Dazu haben wir einen geeigneten Bereich auf dem Thorax identifiziert, der Schwingungen aufweist, die eindeutig dem Schließen von der linken Herzkammer und der linken Herzvorkammer zugeordnet werden können. Wir diskutieren außerdem verschiedene Signalverarbeitungskonzepte für eine automatische Signalmustererkennung von charakteristischen Signalabschnitten.