DE3539564A1

DE3539564A1 - Elektrokardiographie-vorrichtung

Info

Publication number: DE3539564A1
Application number: DE19853539564
Authority: DE
Inventors: Toshinaru Tokio/Tokyo Katahira
Original assignee: MEDEC INT CO Ltd
Current assignee: MEDEC INT CO Ltd
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1986-05-15
Also published as: JPS6146566A; JPS6359197B2; GB2168817A; GB8527111D0; FR2572644A1

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrokardiographie-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bereits eine Elektrokardiographie-Vorrichtung bekannt, die tragbar und mit drei vorspringenden Elektroden versehen ist. Diese drei Elektroden werden auf die Brust eines lebenden Körpers zur Erzeugung eines Elektrokardiogramms aufgesetzt.

Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht in der Lage, ein Elektrokardiogramm mit einer ausreichend großen Amplitude zu erzeugen, die insbesondere das Erkennen einer Herzparalysis ermöglicht; die Ursache hierfür ist, daß das Elektrokardiogramm auf der Basis von Signalen erstellt werden muß, die von dicht nebeneinander angeordneten Elektroden erzeugt werden. Zusätzlich läßt sich die bekannte Vorrichtung nur mit Mühe miniaturisieren, da drei Elektroden vorgesehen werden müssen.

Ferner sind Vorrichtungen bekannt, die Elektrokardiogramme von Rhythmusstörungen der Herzschläge bzw. der Herztätigkeit aufzeichnen. Da derartige Vorrichtungen üblicherweise in Krankenhäusern oder Ärztpraxen verwendet werden, können sie lediglich in der Größenordnung von Sekunden bzw. Minuten an der Brust des jeweiligen Patienten angebracht werden, um Rhythmusstörungen aufzuzeichnen. Folglich sind derartige Vorrichtungen nicht in jedem Falle geeignet, Rhythmusstörungen zu erkennen.

Seit kurzem sind Holter-Elektrokardiographie-Vorrichtungen weitverbreitet; bei diesen Vorrichtungen wird ein Elektrokardiogramm beispielsweise während 24 Stunden auf einem

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Magnetband aufgezeichnet. Da derartige Holter-Elektrokardiograhie-Vorrichtungen ein Elektrokardiogramm über eine lange Zeitdauer, beispielsweise über 24 Stunden aufzeichnen, d.h. über Zeiträume, die um den Faktor 1000 oder mehr langer als die Zeiträume bei bekannten Vorrichtungen sind, sind derartige Vorrichtungen zum Erkennen von Rhythmusstörungen unverzichtbar geworden.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei einer großen Zahl von Anwendungen es mit den vorgenannten Holter-Elektrokardiographie-Vorrichtungen schwierig ist, bestimmte Rhythmusstörungen zu erkennen. Rhythmusstörungen treten in vielfältiger Weise auf und verschwinden ähnlich vielfältig wieder, wobei es Fälle geben kann, bei denen bei bestimmten Patienten Rhythmusstörungen lediglich 2 oder 3 mal pro Stunde oder 1 mal pro Woche je nach Patient auftreten. Deshalb können in einer Vielzahl von Fällen Rhythmusstörungen auch bei Verwendung einer Holter-Elektrokardiographie-Vorrichtung nicht nachgewiesen werden.

Darüberhinaus führt die wiederholte, beispielsweise tägliche Anwendung derartiger Holter-Vorrichtungen dazu, daß der Patient nicht mehr in der Lage ist, die durch die Vorrichtung erzeugte Last zu tragen. Ferner benötigt ein Mediziner eine vergleichsweise lange Zeitspanne, um derartige Elektrokardiogramme zu analysieren. Ein weiterer Nachteil der bekannten Holter-Elektrokardiographie-Vorrichtung ist, daß mit Ihnen lediglich annormale Phänomene gefunden werden können, die während ihrer Anwendung aufgetreten sind.

Ferner sind .die am Körper angebrachten Elektroden der Holter-Vorrichtung sowie die Erfassungseinrichtung für das Elektrokardiogramm über lange Drähte miteinander verbunden. Eine weitere Erschwernis ist, daß das Anlegen der

Elektroden für Nichtmediziner schwierig ist, so daß der Patient kaum dazu in der Lage ist, selbst die Elektroden anzulegen bzw. abzunehmen..

Die Elektroden behindern das tägliche Leben des Patienten, beispielsweise beim Baden, wenn sie einmal angelegt sind, bis die Aufzeichnung beendet ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neuartige Elektrokardiographie-Vorrichtung zu schaffen, die über lange Zeit am Körper eines Patienten in Form eines Anhängers, Gehänges (Pendant) bzw. einer Umhängetasche derart angebracht werden kann, daß sie ein Elektrokardiogramm aufnimmt und speichert, wobei der Patient selbst die Vorrichtung bedient und es für den Patienten direkt möglich ist, Rhythmusstörungen zu erkennen, wann immer und wo immer sie auftreten.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet. Die erfindungsgemäße Elektrokardiographie-Vorrichtung weist ein kleines handliches Gehäuse auf, an dessen Vorder-und Rückseite eine erste und eine zweite Kontaktelektrode angebracht sind, die das Elektrokardiogramm aufnehmen; in dem Gehäuse ist eine Speichereinrichtung untergebracht, die das von Elektroden aufgenommene Elektrokardiogramm speichert; ferner sind Ausgangsanschlüsse vorgesehen, mit denen das in der Speichereinrichtung gespeicherte Elektrokardiogramm ausgelesen werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die

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Figuren (A), (B), (C) und (D) eine Ansicht von vorne, von der Seite, von hinten sowie von oben zeigen,

Fig. 2 eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung in Vorderansicht,

Fig. '3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 4 (A), (B) und (C) Elektrokardiogramme, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgenommen worden sind.

Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1 , das beispielsweise die Form eines Anhängers oder eines Medaillons haben kann. Das Gehäuse 1· weist eine erste Kontaktelektrode 2, die eine bestimmte Form, beispielsweise eine scheibenförmige Form hat und auf der Oberfläche des Gehäuses aufgebracht ist, sowie eine zweite Kontaktelektrode 3 auf, die die gleiche Form hat, beispielsweise also scheibenförmig wie die erste kontaktelektrode ausgebildet und auf der Rückseite aufgebracht ist. Die Elektroden 2 und 3 dienen zum Aufnehmen eines Elektrokardiogramms und sind mit Minus(-) bzw. Plus(+)-Anschlüssen zur Verbindung mit einer Energiequelle versehen. Die zweite Kontaktelektrode 3 besteht aus einem Material mit einer gewissen geringfügigen Polarisation, beispielsweise ist sie eine Silber/Silberchloridelektrode. Das Gehäuse 1 weist ferner einen Umschalt-Schalter 5, der an der Seite vorgesehen ist und zum Umschalten des Pegels einer Eingangsspannung zum Einstellen des Pegels des Elektrokardiogramms dient, sowie einen Ausgangsanschluß 6 auf, der mit einer externen Vorrichtung zum Auslesen der Ausgangssignale verbindbar ist. Mit 4 ist eine Kette bezeichnet, die an den beispielsweise anhängerförmigen Gehäuse über einen haken-bzw. ösenförmigen Teil 4A verbunden ist. Ferner sind in dem Gehäuse 1 eine Reihe von elektronischen Bauelementen vorgesehen: Ein Eingangsschaltkreis 7 wandelt die über die Kontaktelektrode 3 an

der Rückseite erzeugten Elektrokardiographie-Signale in ein analoges elektrisches Signal um und setzt das sich ergebende Signal in ein digitales Signal um; eine Speichereinrichtung bzw. -schaltung 8 speichert das digitalisierte Elektrokardiographiesignal; eine Ausgabeschaltung 9 setzt das gespeicherte Elektrokardiographiesignal wieder in ein Analogsignal um und legt dieses an den Ausgangsanschluß 6 an; ferner ist eine Batterie 10 vorgesehen, die als Energiequelle für die verschiedenen Schaltkreise dient. Weiterhin weist das Gehäuse 1 einen Anzeigeteil 2 für das aufgenommene Elektrokardiogramm sowie einen Taktbzw. Uhranzeigeteil 13 auf, die um den hakenförmigen Teil 4A an der Oberseite vorgesehen sind. Die erfindungsgemäße Elektrokardiographie-Vorrichtung kann, da sie diese Bauteile aufweist, auch als Uhr oder Taktgeber dienen.

Die Speicherschaltung 8 weist einen Bereich zur Speicherung des Elektrokardiogramms, einen Bereich zur Speicherung der Zeit und des Datums, einen Betätigungsknopf 11 sowie eine Treiberschaltung für eine Anzeige auf. Die Anzeige 12 für das Elektrokardiogramm blinkt, wobei z.B. eine Anzeige während des Auftretens einer R-Welle in einem Elektrokardiogrammsignal erscheint. Die Kontaktelektroden 2 und 3 induzieren unter gewöhnlichen Umständen kein Elektrokardiogramm. Wenn ein Elektrokardiogramm aufgenommen werden soll, wird die zweite Elektrode 3 in Kontakt mit der Haut des Körpers des Patienten gebracht, wobei beispielsweise die Hand des Patienten einen gleichförmigen Kontakt mit der ersten Elektrode 2 herstellt; hierdurch wird eine Eingangsschaltung in Betrieb gesetzt. Ferner ist die Ausgabeschaltung 9 so aufgebaut, daß sie nicht nur ein Elektrokardiogramm, sondern auch das Datum und ein Zeitsignal ausgibt.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen

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Einrichtung. Die Eingabeschaltung 7 weist einen Vorverstärker 7 A, der ein mittels der Kontaktelektroden 2 und 3 erhaltene Signal verstärkt, einen Filter 7 B, der niederfrequente Bestandteile des verstärkten Signals herausfiltert, einen Zwischenverstärker 7 C und einen A/D-Umsetzer 7 D auf, der ein Analogsignal in 'ein Digitalsignal wandelt. Die Speichereinrichtung bzw. die Speicherschaltung 8 hat eine Kapazität von beispielsweise 64 kbit. Die Ausgabeschaltung 9 weist einen D/A-Ümsetzer 9 A, der die aus der Speicherschaltung ausgewiesenen Daten in ein Analogsignal umsetzt, einen Ausgabeschalter 9 B, der das Analogsignal mittels eines Signals umschaltet, das von einer nachstehend erläuterten Steuerschaltung 15 geliefert wird, und einen Verstärker 9c auf, der das am Ausgabeschalter 9 B anstehende Signal verstärkt und das verstärkte Signal an einen Ausgangsanschluß 6 anlegt. Die Steuerschaltung 15 steuert die einzelnen Schaltkreise. Eine Batterie 10 ist als Energiequelle vorgesehen und liefert Spannungen für die einzelnen Schaltungen von beispielsweise + 6V und -6V.

Die mit ausgezogenen Linien umrandeten Schaltungsteile in Fig. 3 sind die an der Oberfläche des Gehäuses 1 angebrachten Elemente. Das Ausgangssignal des Umschalt-Schalters 5 für den Eingangsspannungs-Pegel liegt an dem Steueranschluß des Vorverstärkers 7 A. Das Ausgangssignal des Betätigungsknopfes 11 liegt an der Steuerschaltung 15 an, um nach Wunsch die Anzeigen 12 und 13 sowie den Ausgabeschaltern 9 B zu beaufschlagen. Die Anzeige 12 für das Elektrokardiogramm sowie die Anzeige 13 für .die Zeit sind Flüssigkristall- oder LED-Anzeigen und zeigen das Elektrokardiogramm sowie die Zeit an, wobei bei Betätigung des Knopfes 11 Signale von der Steuerschaltung 15 an diesen Anzeigen anliegen. Zusätzlich ist ein Lautsprecher 16 so angebracht, daß das Elektrokardiogramm über den Lautsprecher* ausgegeben wird, nachdem das Kardiogramm mittels der

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Steuerschaltung 15 in Audiosignale umgesetzt worden ist. Das Tonsignal des Lautsprechers kann auf diese Weise über ein Telefon an einen anderen Ort übertragen werden.

Im folgenden soll die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels für eine Elektrokardiographie-Vorrichtung erläutert werden.

Der Patient trägt die Elektrokardiogrammvorrichtung ständig in Art eines Anhängers. Die Elektrokardiographie-Vorrichtung wird beispielsweise dadurch in Betrieb gesetzt, daß die Händfläche 14 der rechten Hand in Kontakt mit der an der Gehäuseoberfläche angebrachten Kontaktelektrode gebracht wird und diese - wie in Fig. 2 gezeigt fest drückt. Das mittels der Elektrode 3 erfaßte Elektrokardiogramm wird in Digitalwerte umgesetzt und in der Speicherschaltung. 8 gespeichert. Die Speicherschaltung stoppt den Meßvorgang beispielsweise 4-5 Sekunden nach der Zeit, die von einem Arzt für die Datenanalyse benötigt wird. Wenn die Vorrichtung so aufgebaut ist, daß sie einen Signalton abgibt, wenn sie angehalten wird, kann der Patient vorteilhafterweise entscheiden, ob der Speichervorgang vollendet ist. Der Bereich bzw. der Pegel der Eingangsspannung ist zu Anfang von einem Arzt mittels des Umschalt-Schalters 5 festgelegt worden. Das auf diese Weise gespeicherte Elektrokardiogrammsignal wird in ein Analogsignal umgesetzt, über einen Adapter an eine Anzeige, ein Oscillograf oder dergleichen, wie sie in Krankenhäusern etc. verwendet werden, mittels des Ausgangsanschlusses der Elektrokardiogrammvorrichtung über einen Adapter angelegt und von einem Arzt analysiert. Wenn eine Ausgabevorrichtung für einen Elektrokardiogramm-DC(Gleichstrom) .Umsetzer zusätzlich mit einem Spezialstecker für Elektrokardiographie-Verbindungsleitungen versehen ist, wird der Anschluß der vorliegenden Vorrichtung an externe

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Vorrichtungen erleichtert. Die Aufzeichnung von Datum und Zeit des jeweiligen Elektrokardiogramms ist vorteilhaft für die Analyse der Kardiogramme.

Die erfindungsgemäße Elektrokardiographievorrichtung hat eine Reihe von Vorteilen:

Erfindungsgemäß wird ein neuer Aufbau der Induziereinrichtung vorgeschlagen, die ein Elektrokardiogramm dadurch induzieren kann, daß jede Elektrode in Kontakt mit dem lebenden Körper dadurch gebracht wird, daß sie an eine Stelle zwischen zwei Teile des lebenden Körpers gebracht wird.

(2) Die Vorrichtung kann auf Grund der geringen Zahl von notwendigen Elektroden miniaturisiert werden, da das Elektrokardiogramm dadurch induziert werden kann, daß diese auf der Vorder- und Rückseite des Gehäuse vorgesehenen Elektroden in Kontakt mit entsprechenden Teilen des Körpers gebracht werden.

(3) Ein Elektrokardiogramm mit ausreichend großer Amplitude kann dadurch erzeugt und Informationen, die auftretende Rhythmusstörungen im Falle einer Herz-Paralysis aufdecken können, ebenfalls auf Grund der Tatsache erhalten werden, daß die Strecke durch den menschlichen Körper, die die beiden Elektroden verbindet, vergleichsweise groß ist.

Zusätzlich können die folgenden Vorteile erhalten werden, wenn eine Vorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wird:

(1) Die Vorrichtung ist miniaturisierbar und leicht, so daß sie vom Patienten dauernd beispielsweise als Anhänger getragen werden.

(2) Die Vorrichtung kann durch eine einzige Berührung in Betrieb gesetzt werden; dies ermöglicht dem Patienten eine Rhythmusstörung unmittelbar im Anschluß an das Erkennen der Rhythmusstörung aufzuzeichnen.

(3) Die Vorrichtung wird nach dem Verstreichen einer Speicherzeit automatisch angehalten, die beispielsweise zwischen 30 Sekunden und 1 Minute dauern kann.

(4) Um dem analysierenden Arzt Zeit zu sparen, kann die Speicherung für verschiedene Zeiten der Rhythmusstörung wiederholt werden, die gesamte Speicherzeit liegt jedoch im Bereich von 5 Minuten.

(5) Alle gespeicherten Daten können, ohne daß eine spezielle Einrichtung erforderlich wäre, in Realzeit unter Verwendung eines üblichen Elektrokardiographie-Vorrichtung regeneriert bzw. ausgelesen werden, die mit einem Probenadapter versehen ist.

Fig. 4 zeigt Ergebnisse von Versuchen unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 4A zeigt ein Elektrokardiogramm, das man erhält, wenn die Elektroden 2 und 3 in Kontakt mit der Brust und der rechten Hand des Patienten geht. Fig. 4B zeigt ein Elektrokardiogramm, das man erhält, wenn die Elektroden 2 und 3 in Kontakt mit der rechten und der linken Hand des Patienten sind, während Fig. 4C ein Elektrokardiogramm zeigt, daß man erhält, wenn die Elektroden 2 und 3 in Kontakt mit der rechten Hand und dem linken Fußknöchel des Patienten sind.

Gemäß den dargestellten Ergebnissen zeigt Fig. 4A deutlich die sogenannten P, Q, R, S, T-Wellen, so daß arhythmische Fluktuationen und insbesondere S- und T-Verschiebungen

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leicht diagnostiziert werden können. Damit können sehr brauchbare Elektrokardxogramme erhalten werden.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, erfordert die erfindungsgemäße Elektrokardiogrammvorrichtung keine speziellen Vorrichtungen und kann leicht hergestellt werden. Da die Einrichtung miniaturisierbar und leichtgewichtig ist sowie leicht betätigt werden kann, kann jeder Patient sie selbst erwerben und sich selbst damit ausrüsten oder von seinem Arzt oder einem Krankenhaus damit ausgerüstet werden, um die Vorrichtung für mehrere Wochen jederzeit benutzen zu können, sofern dies nötig ist.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden; innerhalb des exemplarisch beschriebenen Erfindungsgedankens sind die verschiedensten Modifikationen möglich:

Beispielsweise weist das beschriebene Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Uhrenfunktion auf, eine derartige Uhrenfunktion ist jedoch nicht notwendigerweise erforderlich. Ferner kann an Stelle des Handballens oder des Handrückens ein Finger in Kontakt mit der Elektrode gebracht werden. In diesem Falle sollten jedoch Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, daß ein Elektromyogramm in das Elektrokardiogramm gemischt wird. Ferner kann der vorstehend beschriebene Anzeigeteil auch an der Vorderseite oder der Rückseite des Gehäuses sowie gegebenenfalls auch an anderen Stellen vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche

1 . Elektrokardiographie-Vorrichtungen mit Elektroden für die Ermittlung eines Elektrokardiogramms, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelektroden (2,3) sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite eines Gehäuses (1) vorgesehen sind, so daß jede der Kontaktelektroden in Kontakt mit einem Bereich zwischen Teilen eines Körpers gebracht werden kann.
2. Elektrokardiographie-Vorrichtung, gekennzeichnet durch

Bankverbindungen: Postgiroamt München 150505-802 (BLZ 70010080) (Accounts) Deutsche Bank AG, Konto 2 709 988 (BLZ 700 70010)

(a) ein Gehäuse (1)

(b) eine erste und eine zweite Kontaktelektrode ((2,3), die auf der Vorder- und der Rückseite des Gehäuses (1) zum Induzieren von Elektrokardiogrammsignalen angeordnet sind,

(c) einen Eingangsschaltkreis (7), der in dem Gehäuse vorgesehen ist und die Elektrokardiogrammsignale in analoge elektrische Signale und diese analogen elektrischen Signale in digitale Signale umwandelt,

(d) einen Speicher (8) in dem Gehäuse, der die A/D-umgesetzten Elektrokardiogrammsignale speichert, und

(e) einen Ausgangsanschluß (6), der seitlich am Gehäuse vorgesehen ist und mit einer externen Vorrichtung zum Auslesen der gespeicherten Elektrokardiogrammsignale aus dem Speicher verbindbar ist.
3. Elektrokardiographie-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Umschalt-Schalter (5) an einer der Seitenflächen des Gehäuses vorgesehen ist, um den Eingangs-Spannungspegel zur Justierung des Elektrokardiogramms-Pegels umzuschalten, daß ein Ausgangsschaltkreis (9) in dem Gehäuse die gespeicherten Elektrokardiogrammsignale in Analogsignale umwandelt und diese an den Ausgangsanschluß anlegt, und das eine in dem Gehäuse vorgesehene Batterie (10) den Eingangsschaltkreis, den Speicher und den Ausgangsschaltkreis mit Energie versorgt.
4. Elektrokardiographie-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse die Form eines Anhängers bzw. eines Gehänges hat.
5. Elektrokardiographie-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktelektrode

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eine Silber/Silberchloridelektrode ist.
6. Elektrokardiographie-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Elektrokardiogramm-Anzeigeteil sowie einen Uhrzeit-Anzeigeteil aufweist, die beide auf der Oberseite des Gehäuses vorgesehen sind.