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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Detektor für die Überprüfung der Herztätigkeit aus dem EKG-Signal, wobei nach Verstärkung und Ausfilterung des Netzbrumms aus dem EKG-Signal dessen positive und negative Amplituden gesondert erfasst und mittels eines Differenzverstärkers summiert werden.
Es ist bekannt, die Herzustände mittels Elektrokardiographen darzustellen und zu überprüfen.
Dies findet jedoch ausschliesslich in gut ausgerüsteten Stationen statt und die Elektrodenanordnung und die Beurteilung der dem EKG-Signal entsprechenden aufgezeichneten Kurven ist dem kardiologisch geschulten Fachmann vorbehalten. Im Rettungseinsatz, beim Krankentransport und auch bei andern Einsätzen ist jedoch nur der Nachweis der Herzaktion und die Überwachung der Pulsrhythmik von wesentlicher Bedeutung. Dies soll auch von Laienhelfern bzw. Rettungsmännern mit einfach zu bedienenden Geräten durchführbar sein. Nun steht dem aber entgegen, dass die Herzaktion sehr
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ist daher nur aus dem EKG-Signal zu erhalten. Nun ist es zwar möglich, bei einem EKG-Signal mit ausgeprägter R-Welle diese durch Amplitudenselektion in synchrone Ton- bzw.
Lichtsignale umzusetzen, jedoch ist die Amplitude des EKG-Signals ebenso wie seine Kurvenform nicht nur vom
Herzzustand abhängig, sondern es werden diese Werte auch von der Elektrodenanordnung vektoriell stark beeinflusst. Es müsste daher für die verschiedenen Lagetypen des menschlichen Herzens die jeweils optimale Ableitungsanordnung gewählt werden, wofür ein Elektrokardiograph mit Sichtschirm oder Schreiber nötig wäre, der aber nicht immer und überall zur Verfügung steht und darüber hinaus eine gewisse fachliche Ausbildung zu seiner Bedienung bzw. zur Auswertung der Signale voraussetzt.
Es sind auch Elektrokardiographen bekannt (DE-OS 2123859), bei denen die Schwingungsbreite des Elektrokardiogramms gemessen und auf Grund dieser Messung der Verstärkungsfaktor und die
Nullinie eingestellt wird. Hiedurch lassen sich aber die oben geschilderten Probleme nicht besei- tigen.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, einen elektronischen Detektor der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass eine eindeutige Herzaktionsanzeige unabhängig von der Elektrodenlage und unabhängig vom Herzlagetyp erzielt wird, so dass die Überprüfung der Herzaktion rasch, einfach und auch von weniger bzw. nicht geschulten Kräften durchführbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass zur Erfassung des QRS-Komplexes aus dem EKG-Signal vor der gesonderten Erfassung der positiven und negativen Amplituden ein Hochpassfilter mit nachgeschaltetem Verstärker mit Bandpasscharakteristik vorhanden ist und dass das so gewonnene QRS-Signal zwei in entgegengesetzter Richtung gepolten Gleichrichtern zugeführt ist, deren Ausgänge in an sich bekannter Weise mit dem integrierenden Differenzverstärker verbunden sind, dem in Serie in an sich ebenfalls bekannter Weise ein Spitzendetektor und ein anstossbarer Impulsgeber nachgeschaltet ist.
Der Erfindung liegt somit die selektive Erfassung des QRS-Komplexes zugrunde, dessen Frequenzspektrum durch das Hochpassfilter zusammen mit der Bandpassfilterwirkung des Verstärkers selektiv erfasst wird. Dadurch werden EKG-Anteile mit höheren oder niedrigeren Frequenzanteilen, als sie den Grenzfrequenzen dieser Bandpassfilterwirkung entsprechen, unterdrückt. Durch die gesonderte Erfassung der positiven und negativen Amplituden des QRS-Signals und die Summierung mittels des Differenzverstärkers werden die positiven und negativen Anteile des QRS-Komplexes aufaddiert. Dies bringt den Vorteil, dass unabhängig davon, ob der Hauptanteil des QRS-Komplexes überwiegend in positive oder negative Richtung zeigt oder ob er vom positiven in den negativen Bereich wechselt, das Summenausgangssignal denselben Absolutwert erreicht.
Dadurch wird ein optimaler SignalStörabstand erreicht, der eine zuverlässige amplitudenmässige Bewertung des gewonnenen Summensignals erlaubt und schliesslich zu einem QRS-synchronen Ausgangsimpuls des Impulsgebers führt. Dadurch werden der Nachweis der Herzaktion und die Überwachung der Pulsrhythmik auch dann verlässlich möglich, wenn die Herzaktion sehr schwach wird. Weiters ist der erfindungsgemässe Detektor unabhängig von der Elektrodenanordnung und vom Herzlagetyp.
Es ist zwar aus der AT-PS Nr. 322095 bekannt, die R-Zacke des Elektrokardiogramms mittels eines Differentiationsgliedes und eines Quadriergliedes sowie eines Amplitudendiskriminators zu
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bzw.kung von KFZ-Zündfunken, Hochspannungsfeldern usw. verursachte Störsignale) ungehindert passie- ren und zu Fehlauslösungen führen. Die Quadrierung ergibt zwar den Vorteil, dass negative Aus- schlagsrichtungen der R-Zacke auch als positives Ausgangssignal erscheinen, jedoch kommt es beim
EKG nur in Sonderfällen vor, dass der QRS-Komplex ausschliesslich eine positive oder ausschliesslich eine negative Ausschlagsrichtung zeigt.
Im Normalfall wird der QRS-Komplex vielmehr durch posi- tive und negative Ausschläge (Q-, R- und S-Zacken) gekennzeichnet, wobei sich durch die Quadrie- rung erhebliche Nachteile in bezug auf den Signal-Störabstand ergeben, denn durch die Quadrie- rung erscheinen die zeitlich aufeinanderfolgenden positiven und negativen Anteile des QRS-Komplexes als Aneinanderreihung von positiven Einzelimpulsen und führen zu keiner Überhöhung eines ausge- prägten Einzelimpulses.
Demgegenüber ergibt der erfindungsgemässe Detektor eine wesentlich grössere Sicherheit in der Erfassung des QRS-Komplexes.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Impulsgeber in an sich be- kannter Weise ein monostabiler Multivibrator, was schaltungsmässig sehr einfach und absolut ver- lässlich ist.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines Ausführungsbeispieles sche- matisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild des erfindungsgemässen Detektors, wobei die an den Ausgängen der einzelnen Schaltungsblöcke auftretenden Signalverläufe angedeutet sind.
Fig. 2 zeigt ein detaillierteres Schaltbild der Gleichrichter, des integrierenden Differenzverstärkers, des Spitzendetektors und des monostabilen Multivibrators.
Die Abnahme des EKG-Signals erfolgt über zwei oder mehr Elektroden-l- (Fig. l), die an einen Instrumentierungsverstärker-Z-angeschlossen sind, dem ein 50 Hz-Kerbfilter --3-- zur Unterdrückung des Netzbrumms nachgeschaltet ist. Am Ausgang dieses Kerbfilters --3-- erscheint das EKG-Signal --4--, das nunmehr dem eigentlichen Detektor --5-- zugeleitet wird. Das Signal - gelangt hiebei zunächst auf ein Butterworth-Hochpassfilter --6--, dem ein Verstärker --7-- mit Bandpasscharakteristik nachgeschaltet ist. Dadurch wird eine frequenzmässige Bedämpfung der P-und T-Wellen erzielt, so dass am Ausgang des Verstärkers --7-- das reine QRS-Signal --8-erscheint.
Dieses Signal wird über zwei Leitungen --9-- zwei Präzisionsgleichrichtern --10, 11-- zugeführt, die in entgegengesetzter Richtung gepolt sind und definierte Entladezeitkonstanten der Siebglieder haben, so dass an den Ausgängen dieser Gleichrichter --10-- typische Kurvenformen --12-- (für den positiven Gleichrichter --10--) bzw. --13-- (für den negativen Gleichrichter --11--) auftreten. Die positiven und negativen Anteile des QRS-Komplexes werden dadurch für kurze Zeit gespeichert und stehen somit einem an die beiden Gleichrichter --10, 11-- angeschlossenen integrierenden Differenzverstärker --14-- zur Aufsummierung zur Verfügung.
Am Ausgang dieses Differenz- verstärkers --14-- tritt eine positive Summenspannung (Signalform 15) auf, die in ihrer Amplitude dem Differenzspitzenwert des QRS-Signals --8-- entspricht und die von der überwiegenden Ausschlagrichtung des QRS-Komplexes völlig unabhängig ist. An den Differenzverstärker --14-- ist ein Spitzendetektor --16-- angeschlossen, der seine Triggerschwelle dem Spitzenwert dieser Summenspannung - entsprechend dem Signalschema --17-- anpasst, wodurch Triggerimpulse --18-- gebildet werden. Amplitudenschwankungen bei 20 dB werden dadurch ausgeglichen. Bei Überschreiten der Triggerschwelle wird ein an den Spitzendetektor --16-- angeschlossener monostabiler Multivibra- tor --19-- angestossen, der einen Rechteckimpuls --20-- konstanter Amplitude und Impulsbreite abgibt.
Dieser Rechteckimpuls --20-- ist dem QRS-Komplex synchron und steht an der Klemme --21-zur Ansteuerung verschiedener Auswertestufen zur Verfügung.
In Fig. 2 sind die Schaltungsblöcke --10, 11,14, 16 und 19-- detailliert dargestellt.
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