Modulhandbuch

Medizintechnik (MT)

Biosignalverabeitung

Empfohlene Vorkenntnisse

Elektrotechnik, Messtechnik und Elektronik, Signale und Systeme, Elektrokardiographie, Elektrostimulation

Lehrform Seminar/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls verfügen die Studierenden über Kenntnisse und Methoden

  • der Biosignalverarbeitung und Filterung in der Herzrhythmustechnik, ICD- und Herzschrittmachertherapie mittels Rhythmussimulation und Analyse praktischer Programmierbeispiele von Herzschrittmachern, implantierbaren Kardioverter/Defibrillatoren, kardiale Resynchronisationstherapie, kardialer Kontraktilitätsmodulation und EKG-Loop-Rekorder bei bradykarden und tachykarden Herzrhythmusstörungen,
  • der Biosignalanalyse und Filterung von konventionellen und hochaufgelösten transthorakalen, transösophagealen und intrakardialen Elektrokardiogrammen im Zeit-, Spektral- und Vektorbereich mit und ohne Signal-Averaging-Technik bei ischämischer und nichtischämischer Kardiomyopathie und im Vergleich zu Referenzdaten
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Referat (RE), Laborarbeit (LA) und Klausur (K60)

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. med. habil. Matthias Heinke

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

MT-spezifisch

Veranstaltungen

Gerätetechnik zur Biosignalverarbeitung

Art Seminar
Nr. EMI545
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Referate zu den Themen Signal Averaging EKG, Rhythmussimulation und Schrittmacherkontrolle
  • Biosignalableitung, unipolar, bipolar, Dipol, Potential, Frank, transthorakal, transösophageal, intrakardial, SVT, AFL, AF 
  • Biosignalanalyse HPD, AHPD, P, PQ, QRS, QT, IAD, LAD, IVD, LVD, LAVD, QRS/IVD, QRS/LVD, …
  • Signal-Averaging, räumlich, zeitlich, räumlich und zeitlich
  • Triggerung, Spontanrhythmus, Stimulation, VES, SVES
  • Abtastung, Noise, Fiducial Point, Fenster, Filterung
  • Mikropotentiale SN, AVN, His, atriale LP, ventrikuläre LP
  • Rhythmusimplantate, Ableitungen, MCD, Interpretation 
  • Funktionskontrolle PM, ICD, CRT, LR
  • Filterung im Zeitbereich, FFT, Filtertypen, Filterordnung
  • Spektrotemporales Mapping, atrial, ventrikulär, Filter, Fenster
  • Herzfrequenzvariabilität HRV
  • Heart-Rate-Turbulenc HRT
  • 3D Vektorschleife
Literatur
  • Husar P.: Biosignalverarbeitung, Springer, 2010
  • Heinke, M., et al: Focused transesophageal left atrial and left ventricular pacing with different pacing mode for supraventricular tachycardia initiation and cardiac resynchronization therapy simulation. Biomed Tech 2012; 57 (Suppl. 1); 375-378
  • Heinke, M., et al: Electrical interventricular delay and left ventricular delay in right ventricular pacemaker pacing before upgrading to cardiac resynchronization therapy. Current Directions in Biomedical Engineering 2017; 3(2): 245–248  
  • Schalk, M., et al: Heart rhythm model and simulation of electrophysiological studies and high­frequency ablations. Europace 19, Suppl. 3, 2017, iii182
  • Ebert H.-H.: Der Herzschrittmacher-EKG-Lotse, Thieme, 2006
  • El-Sherif N,Turitto G.: High-Resolution Electrocardiography, Futura Publishing Company, New York 1992 
  • PROTECTA™ XT CRT-D D354TRG Digitaler implantierbarer Kardioverter-Defibrillator mit kardialer Resynchronisationstherapie (DDE-DDDR) SmartShock™ Technologie(Signalton bei Erkennung eines RV Störsignals, Signalton für RV Elektrodenintegrität, T-Wellen-Diskriminierung, Bestätigung+, Wavelet, PR Logic ® ), OptiVol ®  2.0 Flüssigkeitsstatus-Überwachung, Complete Capture Management™ Diagnosefunktionen (ACM, RVCM, LVCM) und Funktion ATP During Charging™, Handbuch für Ärzte und Klinikpersonal, Medtronic 2010 
  • ALTRUA ™ 50 und ALTRUA ™ 60 Systemhandbuch Multiprogrammierbare Herzschrittmacher, Boston Scientific 2012
  • Livian Cardiale Resynchronisationstherapie mit Defibrillatorfunktion (CRT-D), Systemhandbuch Boston Scientific 2009

Labor Biosignalanalyse

Art Labor
Nr. EMI536
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Sinusrhythmussignale und VES - Biosignalanalyse bei Sinusrhythmus und ventrikulären Extrasystolen im Zeitbreich mit konventioneller, transösophagealer und intrakardialer Herzrhythmussimulation
  • Vorhofflattern und TAP - Biosignalanalyse bei Vorhofflattern und Vorhofstimulation im Zeitbereich mit konventioneller, transösophagealer und intrakardialer Elektrokardiographie und Herzrhythmussimulation
  • AV-Blockierungen und DDD Pacing - Biosignalanalyse bei AV-Blockierungen und VVI Stimulation und im Zeitbereich mit konventioneller, transösophagealer und intrakardialer Elektrokardiographie und Herzrhythmussimulation
  • Vorhofflimmern und VVI Pacing - Biosignalanalyse bei Vorhofflimmern und VVI Stimulation im Zeitbereich mit konventioneller, transösophagealer und intrakardialer Elektrokardiographie und Herzrhythmussimulation
  • Sinusrhythmus Signal Averaging und His - hochaufgelöste Biosignalanalyse bei Sinusrhythmus im Zeitbereich mit konventioneller und transösophagealer Signal Averaging Elektrokardiographie
  • Vorhofflattern Signal Averaging und VVI Stimulation - hochaufgelöste Biosignalanalyse bei Vorhofflattern und Vorhofflimmern mit konventioneller und transösophagealer Signal Averaging Elektrokardiographie
  • AV-Block Signal Averaging und DDD Stimulation - hochaufgelöste Biosignalanalyse bei AV-Blockierungen und Stimulation mit konventrioneller und transösophagealer Signal Averaging Eloektrokardiographie sowie Herzrhythmussimulation mit intrakardialen Signalen
  • Spätpotentiale bidirektionale Filterung und DCM - Ventrikuläre Spätpotentiale mit hochaufgelöster Biosignalanalyse bei DCM und Sinusrhythmus mit X, Y, Z, Vektor Averaging mit konventionellem und transösophagealem EKG sowie Herzrhythmussimulation mit intrakardialen Signalen
  • Vektor Averaging EKG und KHK - Ventrikuläre Spätpotentiale mit hochaufgelöster Biosignalanalyse bei KHK und Sinusrhythmus mit X, Y, Z, Vektor Signal Averaging mit konventionellem und transösophagealem EKG sowie Herzrhythmussimulationen mit intrakardialen Signalen

 

Literatur
  • Lorenz, M., et al, Signal averaging transesophageal left heart ECG software to evaluate left atrial conduction delay and left ventricular conduction delay in heart failure patients with dilated and ischaemic cardiomyopathy, Biomed Tech (Berl), 31 August 2012
  • Kühnert, H., et al, New frontiers of supraventricular tachycardia and atrial flutter evaluation and catheter ablation. Biomed Tech 2012; 57 (Suppl. 1); 371-374
  • Heinke, M, et al, Left atrial and left ventricular conduction delay by transesophageal electrocardiography with hemispherical electrodes in sinus rhythm cardiac resynchronization therapy, Biomed Tech (Berl), 31 August 2012
  • Haltenberger, A., et al, Transesophageal left cardiac electrocardiography for evaluation of interventricular and interatrial conduction delay before and after premature ventricular contraction in heart faiilure patients, Biomed Tech, 56 (Suppl. 1), 547, 2011
  • Husar, P., Biosignalverarbeitung, Heidelberg, Dordrecht, London, New York, Springer, 2010
  • Schalk, M., et al, Heart rhythm model and simulation of electrophysiological studies and high-frequency ablation. Clin Res Cardiol 106, Suppl 1, April 2017, P1812
  • Tumampos, J: Spektrale Herzrhythmusanalyse mit NI LabVIEW, Master-Thesis, Offenburg, 2017