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Die Erfindung bezieht sich auf einen Rheographen zur Überwachung der Atemtätigkeit eines Patienten, insbesondere eines frühgeborenen Kindes, mit einem Speisestromgenerator für die z. B. mit dem Brustkorb des Patienten verbundenen Rheographie-Elektroden, einer ebenfalls an die Rheographie-Elektroden angeschalteten
Messeinrichtung für die Atemsignale und einer mit der Messeinrichtung gekoppelten elektrischen Auslöseschaltung zur Auslösung eines elektrischen Signals, wenn eine Atempause einen eingestellten Grenzwert überschreitet, wobei Reizmittel zur Reizung des Patienten im Sinne einer Anregung des Atemzentrums vorhanden sind, die durch das elektrische Signal der Auslöseschaltung gesteuert werden, welche Reizmittel durch einen elektrischen
Reizstromgenerator gebildet sind,
der zur Zuführung des Reizstromes zum Patienten ausgangsseitig über Elektroden z. B. mit dem Brustkorb des Patienten während einer durch die Auslöseschaltung bestimmten
Zeitdauer verbunden ist, wobei die Elektroden des Reizstromgenerators die Rheographie-Elektroden sind. Ein
Rheograph dieser Art ist Gegenstand des Patentes Nr. 316735.
Bei dem Rheographen nach dem Stammpatent geschieht die Umschaltung von "Überwachung" auf "Therapie" (Zuführung von Reizimpulsen zum Patienten) durch Abtrennen der Rheographie-Elektroden vom
Speisestromgenerator bzw. von der Messeinrichtung und Anschalten der Elektroden an den Reizstromgenerator mittels eines in der elektrischen Verbindungsleitung zwischen den Elektroden und dem Speisestromgenerator bzw. der Messeinrichtung befindlichen Umschalters. Gleichzeitig mit dem Umschalten auf "Therapie" wird über einen weiteren Umschalter der Eingang des Speisestromgenerators bzw. der Messeinrichtung an einen den Patientenwiderstand nachbildenden Widerstand (max. 1 kOhm bei 60 kHz Trägerfrequenz des Speisestromgenerators) gelegt.
Der Widerstand soll eine Übersteuerung des in der Messeinrichtung vorgesehenen Niederfrequenzverstärkers für die Atemsignale durch den Speisestromgenerator während der Zeitdauer des Therapieablaufes und eine dadurch bedingte lange, den verzögerungsfreien Übergang von "Therapie" auf "Überwachen" störende Wiederholzeit der Messeinrichtung verhindern.
Nachteile bei diesen Rheographen ergeben sich-abgesehen von dem durch die Verwendung zweier synchron zu schaltender Umschalter sowie der zugehörigen Steuereinrichtung bedingten höheren Materialaufwand-einerseits aus der Erfordernis eines den Patientenwiderstand nachbildenden Widerstandes.
Solche Widerstände müssen in ihrem Widerstandswert extrem genau bemessen und konstant sein (1 kOhm max.
0, 5 Ohm bei einer zu erwartenden minimalen rheographischen Widerstandsänderung von 0, 5 Ohm und bei maximaler Empfmdlichkeitseinstellung des Niederfrequenzverstärkers) ; sie sind teuer in der Herstellung und verteuern damit auch den Gesamtaufbau des Rheographen. Anderseits hat sich in der Praxis gezeigt, dass trotz Einhaltung der erforderlichen Widerstandstoleranzen die Übersteuerungsgefahr nicht beseitigt werden kann. Als Grund dafür ist anzusehen, dass während der Zeitdauer des Umschaltens des Rheographen von "Überwachung" auf "Therapie" bzw. umgekehrt, am Ausgang des Speisestromgenerators kurzzeitig ein unendlicher Widerstand anliegt, wodurch ein kurzzeitiger Spannungsimpuls erzeugt wird, welcher unter Umständen für eine Übersteuerung des Niederfrequenzverstärkers ausreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rheographen der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Gefahr einer Übersteuerung des Niederfrequenzverstärkers praktisch beseitigt ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Speisestromgenerator und der Reizstromgenerator dauernd mit den Rheographie-Elektroden verbunden sind und dass ein Schalter vorhanden ist für die selbsttätige Abschaltung lediglich der Messeinrichtung von den Rheographie-Elektroden mindestens für die Zeitdauer des Auftretens von Reizimpulsen.
Der erfindungsgemässe Rheograph benötigt keinen den Patientenwiderstand nachbildenden Widerstand. Da der Speisestromgenerator dauernd mit den Rheographie-Elektroden verbunden ist, ist seine Ausgangsspannung praktisch immer konstant. Es können daher keine Spannungsspitzen auftreten, welche im Sinne einer Übersteuerung des Niederfrequenzverstärkers wirksam werden.
In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung kann der Schalter mit dem Reizstromgenerator verbunden sein und durch dessen Reizimpulse betätigt werden. Vorteilhafter ist es jedoch, zur periodischen Abschaltung der Messeinrichtung einen Taktgenerator zu verwenden, der Abschaltimpulse abgibt, sowie eine Impuls-Synchronisiereinrichtung vorzusehen, für die zeitliche Synchronisation der Reizimpulse mit den Abschaltimpulsen. Die Verwendung einer Folge periodisch auftretender Abschaltimpulse hat gegenüber der Verwendung eines einzelnen Abschaltimpulses den Vorteil, dass ihr Frequenzspektrum (diskretes Spektrum) lediglich Frequenzen aufweist, die grösser als die Abschaltfrequenz bzw. gleich der Abschaltfrequenz sind. Wird also die Abschaltfrequenz gegenüber der höchsten zu erwartenden bzw. von der Messeinrichtung erfassbaren Atemfrequenz genügend hoch angesetzt, z.
B. zu 50 Hz gewählt, so besteht auf Grund dieses Sachverhaltes von vornherein keine Gefahr, dass sich starke niederfrequente Anteile-wie sie beispielsweise bei einem Einzelimpuls (kontinuierliches Spektrum) vorhanden sein können-den Atemsignalen überlagern und somit gegebenenfalls von dieser Seite her zu einer Übersteuerung des Niederfrequenzverstärkers führen können. Auch der Einfluss von höheren Frequenzen ist praktisch ohne Bedeutung, weil sie durch die in der Messeinrichtung vorhandenen Tiefpässe, z. B. Demodulationstiefpass, deren obere Grenzfrequenz ja in etwa dem höchsten zu erwartenden Atemfrequenzwert entspricht, automatisch mit unterdrückt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen, welche ein Ausführungsbeispiel der
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Erfindung im Prinzipschaltbild darstellen, im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 ein Prinzipschaltschema und Fig. 2 eine Schalteranordnung zur Signalkombination.
Fig. 1 zeigt einen Patienten an dessen Brustkorb Rheographie-Elektroden-2 und 3--
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Hochfrequenzverstärker-5--, einer Gleichrichteranordnung-6--, einem Demodulationstiefpass--7-- (obere Grenzfrequenz max. 50 Hz), einem Niederfrequenzverstärker--8--sowie einem Atemfrequenzmesser --9-- mit nachgeschalteter Anzeigevorrichtung--10--bestehenden Messeinrichtung für die Atemsignale. Die Elektrode --3-- ist ferner verbunden mit einem Reizstromgenerator --11-- für die Zuführung von Reizimpulsen zum Patienten über die Rheographie-Elektroden.
Mit--12-ist ein Taktgenerator bezeichnet, der an seinem Ausgang eine Folge von Taktumpulsen (Impulsfolgefrequenz 50 Hz, Impulsdauer 10 msec) erzeugt. Die Taktimpulse des Taktimpulsgenerators-12-- steuern einerseits einen Schalter--13-- (Transistorschalter) im Sinne einer Kurzschliessung des Ausganges des
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--5-- jeweilszuführt, wenn eine Atempause einen eingestellten Grenzwert überschreitet. Die Einstellung des Grenzwertes, z. B. 50 sec, geschieht dabei an Hand eines Einstellgliedes--17--. Das Signal--Ui = Uo--steht so lange an, bis es entweder durch das Wiederauftreten von Atemsignalen oder von Hand, z. B. durch Drücken einer "Aus"-Taste, wieder gelöscht wird.
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Ausgangsimpuls erzeugt.
Der Zähler --14-- ist so ausgelegt, dass er jeweils immer nur beim Anfallen ausgewählter Taktimpulse einen Ausgangsimpuls erzeugt, wobei der jeweils auftretende Ausgangsimpuls das
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ob eine Reizung erfolgreich war oder nicht. Treten während dieser Zeitdauer keine Atemsignale auf, so wird erneut gereizt. Die Einstellung des Erfolgserwartungsintervalles erfolgt mittels des Einstellgliedes-18- (z. B.
20 sec bei einem Atempausen-Grenzwert von beispielsweise 50 sec).
Mit--19--ist ein weiterer Zähler bezeichnet, welcher unmittelbar nach dem Auftreten des letzten einer vorbestimmten Anzahl (z. B. zwei) von zeitlich nacheinander anfallenden Reizimpuls-Einschaltsignalen des Zählers --14-- den Reizstromgenerator --11-- für weitere Einschaltsignale sperrt. Damit lässt sich die Anzahl von Reizungen auf eine vorbestimmbare Zeit begrenzen.
Dem Niederfrequenzverstärker --8-- ist ein Schalter--20-- (Transistorschalter) nachgeschaltet, welcher jeweils mit dem Auftreten eines Reizimpulses für etwa 2 sec geöffnet wird. Die Zeitdauer der Öffnung wird dabei durch eine monostabile Kippstufe --21-- festgelegt, welche durch den jeweiligen Reizimpuls angestossen wird. Der schalter --20-- verhindert, dass der Grenzwertmelder --16-- Störsignale, welche auf Grund bei der Reizung kurzzeitig auftretender Muskelkontraktionen erzeugt werden, als echte Atemsignale wertet.
Für die Erfassung von technischen Störungen (z. B. Lockern oder Loslösen der Rheographie-Elektroden vom Patientenkörper) zusätzlich zu medizinischen Gefahrenfällen (Ausgangssignal-Ui= Uo--am Grenzwertmelder--16--) ist ein Schmitt-Trigger--22--vorgesehen, welcher ein Ausgangssignal - U = Uo--erzeugt, wenn der Gleichspannungsanteil des Atemsignals einen vorbestimmten Wert überschreitet. Dieser Spannungswert wird erreicht, wenn der Widerstand zwischen den Rheographie-Elektroden 1, 2 kOhm (bei 60 kHz Trägerfrequenz) beträgt.
Zur getrennten Anzeige eines technischen bzw. medizinischen Alarmfalles sind eine Glühlampe--23-- sowie ein von einem 1 kHz Sinusgenerator--24--gespeister Tongeber--25--vorgesehen (Fig. 2).
Die Einschaltung der Lampe --23-- bzw. des Tongebers-25-geschieht über Schalter-26, 27- (Transistorschalter), welche beim Vorliegen bestimmter, für den medizinischen Gefahrenfall bzw. eine technische Störung charakteristischer Signalkombinationen--U t ; U --getrennt geschlossen werden.
Die charakteristischen Signalkombinationen sind dabei (UI = 0 ; U2 = Uo) = technische Störung, (Ul = Uo ; U2 = 0) = medizinischer Ge fahren fall, (UI = Uo ; U2 = Uo) = entweder technische Störung oder technische Störung und medizinischer Gefahrenfall.
Die Anzeige eines medizinischen Gefahrenfalls geschieht durch Einschaltung sowohl des Tongebers - als auch der Lampe-23- (akustischer und optischer Alarm). Beim Vorliegen einer technischen
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gegeben.
Das Erfassen der jeweils vorliegenden Kombinationen--UiiU--bzw. die sinngerechte Einschaltung der Anzeigemittel--23, 25-- geschieht mittels logischen Verknüpfungsgliedem --28, 29, 30-- bzw. nachgeschalteten bistabilen Kippstufe--31, 32, 33--.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Rheographen ergibt sich damit wie folgt :
Vor Beginn der Überwachung werden mittels der Glieder--17 bzw. 18-der Atempausen-Grenzwert
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Atempause ein und überschreitet diese den eingestellten Grenzwert, so erzeugt der Grenzwertmelder-16-das Spannungssignal --Ui = Uo--. Gleichzeitig wird akustischer und optischer Alarm gegeben (Spannungskombination Ui = UO ; U2 = 0).
War die Reizung erfolglos, so wird nach ca. 20 sec (Ablauf des Erfolgserwartungsintervalls) erneut ein Reizimpuls erzeugt. Nach Abgabe dieses Impulses wird der Generator--11--vom Zähler--19--verriegelt, d. h. die Reiztherapie wird abgebrochen.
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des Atempausen-Grenzwertes zusätzlich optischer Alarm gegeben (zuerst Spannungskombination Ui =UO ; U2 =Uo dann = Uo ; U = Uo).
Die Anzeige eines medizinischen Alarmfalles muss nicht unbedingt sofort mit dem Ansprechen des Grenzwertmelders--16-erfolgen. Es kann z. B. zuerst das Ende der Reiztherapie abgewartet und erst dann Alarm gegeben werden, wenn die Reizung erfolglos verlaufen war. Zu diesem Zweck kann ein UND-Glied vorgesehen werden, welches das Signal--Ui = Uo--an die Glieder-28 bis 30-erst dann abgibt, wenn beim weiteren Vorliegen des Grenzwertmelder-Ausgangssignals der die Reiztherapie beendende Verriegelungsimpuls des Zählers-19-erzeugt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rheograph zur Überwachung der Atemtätigkeit eines Patienten, insbesondere eines frühgeborenen Kindes, mit einem Speisestromgenerator für die z. B. mit dem Brustkorb des Patienten verbundenen Rheographie-Elektroden, einer ebenfalls an die Rheographie-Elektroden angeschalteten Messeinrichtung für die Atemsignale und einer mit der Messeinrichtung gekoppelten elektrischen Auslöseschaltung zur Auslösung eines elektrischen Signals, wenn eine Atempause einen eingestellten Grenzwert überschreitet, wobei Reizmittel zur Reizung des Patienten im Sinne einer Anregung des Atemzentrums vorhanden sind, die durch das elektrische Signal der Auslöseschaltung gesteuert werden, welche Reizmittel durch einen elektrischen Reizstromgenerator gebildet sind,
der zur Zuführung des Reizstromes zum Patienten ausgangsseitig über Elektroden z. B. mit dem Brustkorb des Patienten während einer durch die Auslöseschaltung bestimmten Zeitdauer verbunden ist, wobei die Elektroden des Reizstromgenerators die Rheographie-Elektroden sind, nach Patent Nr. 316735,
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dauernd mit den Rheographie-Elektroden (2,3) verbunden sind und dass ein Schalter (13) vorhanden ist für die selbstätige Abschaltung lediglich der Messeinrichtung (5 bis 10) von den Rheographie-Elektroden mindestens für die Zeitdauer des Auftretens von Reizimpulsen.
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