DE1080263B - Geraet zur UEberwachung der Herztaetigkeit - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Überwachung der Herztätigkeit mit Mitteln zur Messung der zeitlichen Aufeinanderfolge der einzelnen Herzschläge durch aus der Herztätigkeit abgeleitete Meßimpulse und mit Mitteln zur Auslösung eines Alarmsignals bei 5 Abweichung der Meßwerte von einem wählbaren Sollwertintervall. Es ist zu diesem Zweck z.B. bekannt, eine der Frequenz des Herzschlages proportionale Spannung zu überwachen. Dieses Verfahren erfordert es, über die zeitlichen Abstände mehrerer Spannungsimpulse, von denen jeder demselben charakteristischen Phasenpunkt der Herzperiode entspricht, zu mitteln. In dieser Mittelung können aber krankhafte Zustände der Herztätigkeit untergehen, die sich nur eine Periode lang auswirken, z. B. das einmalige Aussetzen des Herzschlages. Die Erfindung geht davon aus, die Auslösung der Alarmvorrichtung allein von der zeitlichen Lage jedes Herzschlages in bezug auf den vorhergehenden Herzschlag abhängig zu machen.

Erfindungsgemäß sind daher Mittel vorgesehen, welche festzustellen gestatten, ob die zeitliche Distanz zweier aufeinanderfolgender, von der Herztätigkeit abgeleiteter Meßimpulse von einem gegebenen Sollwertbereich abweicht, indem die Meßimpulse, vorzugsweise nach einer Überführung in Einheitsimpulse, einer Diskriminatoranordnung zugeführt werden, welche durch jeden Meßimpuls zur Auslösung zweier Zeitabläufe von vorgebbarer Dauer angestoßen wird und die Alarmeinrichtung sperrt, wenn ein nachfolgender Meßimpuls in den Zeitraum zwischen den Endpunkten der beiden Zeitabläufe fällt.

An einem Ausführungsbeispiel, bei dem Meßimpulse aus den Herzaktionsspannungen gewonnen werden, soll der Erfindungsgedanke nachfolgend an Hand des Blockschaltbildes der Fig. 1 erläutert werden.

Die beiden Elektroden 1, 2 dienen zur Abnahme der Herzspannungen und werden zu diesem Zweck so an den Patienten angelegt, daß im Elektrokardiogramm eine Kammeraktionszacke, z. B. die R-Zacke, besonders deutlich hervortritt. Die Herzspannungen werden durch einen Verstärker 3 zunächst verstärkt. Die verstärkte Spannung wird einem Amplitudendiskriminator 4 mit einstellbarer Ansprechschwelle zugeleitet, der lediglich die den Kammeraktionszacken entsprechenden Spannungsspitzen an einen Impulsgenerator 5 weiterleitet. Dieser Impulsgenerator 5 bildet dann die noch unregelmäßigen Spannungsspitzen in definierte Impulse um, deren jeder nur in seiner zeitlichen Lage von der auslösenden Kammeraktionszacke abhängt, deren Amplituden und Breiten jedoch einheitlich sind. Die genormten Impulse werden dann einer Diskriminatoranordnung 6 zugeführt, die festzustellen gestattet, ob dem jeweils eintreffenden Gerät zur Überwachung der Herztätigkeit

Anmelder:

Siemens - Reiniger -Werke

Aktiengesellschaft,
Erlangen, Luitpoldstr. 45-47

Dr. Kurt v. Sanden, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Impuls nach einer unteren und vor einer oberen einstellbaren Zeitspanne ein weiterer Impuls folgt. Fällt der nachfolgende Impuls nicht in das voreingestellte Erwartungsintervall oder bleibt er ganz aus, so wird durch die Vorrichtung 17 ein Alarmsignal ausgelöst und dadurch der Arzt herbeigerufen, wenn also z. B. beim Patienten Extrasystolie, Kammerflimmern, totaler Block, Tachy- oder Bradykardie eintritt.

Der Diskriminator 6 kann aus zwei Univibratoren bestehen, die beide zugleich durch jeden der genormten Impulse angestoßen werden und deren Zeitkonstanten unterschiedlich einstellbar sind. Wenn der nachfolgende Impuls beide Univibratoren im Betriebszustand vorfindet, kommt ein Steuerimpuls für die Alarmvorrichtung 17 (Alarmimpuls) zustande. Ferner wird ein solcher Alarmimpuls abgegeben, wenn die Betriebsphase des Univibrators mit der größeren Zeitkonstante abgelaufen ist, ohne daß ein Impuls eintraf. Durch Verstellung der Knöpfe 9,10 an dem Gerät 6 lassen sich die Zeitkonstanten der Univibratoren mittels zweier längs einer Zeitskala 11 verschiebbarer Strichmarken 12, 13 einstellen, die das Erwartungsintervall kennzeichnen.

Es kann auch vorgesehen werden, daß das Alarmsignal noch nicht durch den ersten Alarmimpuls ausgelöst wird, der an die Alarmvorrichtung gelangt, sondern in bekannter Weise wahlweise erst dann, wenn ein solcher Impuls mehrmals aufgetreten ist. (Es muß bei Verwendung von Univibratoren dann allerdings dafür gesorgt sein, daß diese außer durch die Meßimpulse auch durch die Alarmimpulse am Ende eines Erwartungsintervalls neu angestoßen werden.) Eine derartige Vorrichtung kann in bekannter Weise durch einen Kondensator realisiert werden, dem die Alarmimpulse in Form von Einheitsimpulsen zugeführt werden und dessen Ladespannung die Gitterspannung einer Schaltröhre für das Alarmsignal

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beeinflußt. Die elektrische Energie der Einheitsimpulse muß im Hinblick auf die gegebenenfalls veränderbare Kapazität des Kondensators so bemessen sein, daß die Zündspannung der Schaltröhre erst durch mehrere Einheitsimpulse erreicht wird. Durch einen dem Kondensator parallel geschalteten Entladewiderstand läßt sich erreichen, daß das Alarmsignal nur dann ausgelöst wird, wenn die Alarmimpulse innerhalb einer durch Veränderung des Entladewiderstandswertes einstellbaren Zeitspanne mehrmals zustande kommen.

Vorzugsweise wird man für die beschriebenen Alarmimpulssummationsvorrichtungen zwischen den Alarmimpulsen, die auf vorzeitig eintreffende Meßimpulse zurückzuführen sind, und solchen Alarmimpulsen, die nach Ablauf des Erwartungsintervalls ausgelöst werden, eine Unterscheidungsmöglichkeit vorsehen, z. B. derart, daß wahlweise nur für die erstgenannten Alarmimpulse eine Summation vorgenommen werden kann.

Durch das Schema der Fig. 2 soll noch eine in diesem Sinne wirkende Steuerungsanordnung erläutert werden.

Die Spannung U der Gleichspannungsquelle 20 ist über ein System von in zwei Leitungen I und II angeordneten Relaiskontakten a, b, c der Signalvorrichtung 21 zuführbar. Die Relais A, B, C werden jeweils durch die Meßimpulse erregt, ihre Kontakte wirken dann in folgender Weise: Der Arbeitskontakt a schließt für die Dauer des Meßimpulses, der Arbeitskontakt b sehließt verzögert kurz nach dem Verschwinden der Meßimpulsspannung und bleibt bis zum Beginn des Erwartungsintervalls geschlossen, der Ruhekontakt c wird beim Eintreffen eines Meßimpulses geöffnet und bleibt bis zum Ende des Erwartungsintervalls geöffnet, um sich dann zu schließen, wenn bis dahin kein neuer Meßimpuls eingetroffen ist, der die konstante Öffnungszeit des Kontaktes c erneut anlaufen läßt.

Wenn ein Meßimpuls vor Beginn des Erwartungsintervalls eintrifft, so gelangt die Spannung U für die Impulsdauer bei dann gemeinsam geschlossenen Kontakten α und b über die Leitung I an die Signalvorrichtung 21 (Tachykardie, Extrasystolie, Kammerflimmern). Für die Dauer des Erwartungsintervalls ist die Leitung I durch den dann geöffneten Kontakt b gesperrt. Sofern nicht vor Ablauf des Erwartungsintervalls das Relais c durch einen Meßimpuls wieder angestoßen wurde, gelangt die Spannung U nach Ablauf dieser Zeit über den dann sich schließenden Kontakt c an die Signalvorrichtung 21 (Bradykardie, Block).

Bei geschlossenen Schaltern 22, 23 gelangt die Spannung unmittelbar an die Signalvorrichtung 21 und veranlaßt diese zur sofortigen Alarmauslösung. Bei geöffneten Schaltern 22, 23 kommt die Spannung U wegen der dann wirksamen Ladewiderstände 24,25 und des Ladekondensators 26 erst allmählich an der Signalvorrichtung zur Wirkung. Über die Leitung I wird bei jedem Fehlerimpuls wegen der definierten Einheitsimpulsform dem Kondensator 26 eine bestimmte Ladung zugeführt, deren Größe man durch Veränderung des Ohmwertes des Widerstandes 24 verändern kann. Man hat es durch eine derartige Veränderung daher in der Hand, das Alarmsignal erst nach mehrmaligem Eintreffen von Fehlerimpulsen über die Leitung I erfolgen zu lassen. Ein Entladewiderstand 27 für den Kondensator 26 sorgt dafür, daß die signalauslösende Spannung nur erreicht wird, wenn z.B. bei gewollter Alarmauslösung nach zwei Fehlerimpulsen diese Fehlerimpulse in zwei aufeinanderfolgenden-Herzperioden eintreffen. In ähnlicher Weise kann durch öffnen des Schalters 23 bewirkt werden, daß das Alarmsignal über die Leitung II nicht sogleich nach Ablauf des Erwartungsintervalls ausgelöst wird, sondern erst dann, wenn der Fehlerimpuls mit einer bestimmten Verspätung eintrifft oder z. B. in zwei aufeinanderfolgenden Herzperioden mit bestimmten Verspätungen eintrifft.

Die Alarmvorrichtung kann auch durch die in das

ίο Erwartungsintervall fallenden Impulse gesteuert werden, und zwar derart, daß ein Alarmsignal ausgelöst wird, wenn diese Impulse nicht in regelmäßigen Abständen eintreffen bzw. wenn sie vorzugsweise in einem einstellbaren Zeitbereich mehrmals ausbleiben.

Auf diese Weise wird ein Alarm auch -dann ausgelöst, wenn — mit Ausnahme eines Fehlers an der Alarmvorrichtung selbst — ein Fehler an dem Überwachungsgerät auftritt.

Für die Einstellung des Erwartungsintervalls wird

ao man den Mittelwert der Herzfrequenz zugrunde legen. Anstatt diese Einstellung von Hand vorzunehmen, ist " es vorteilhafter, in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Herzfrequenz laufend das Erwartungsintervall zu steuern, d. h. seine Lage und eventuell auch seine Breite den Abständen der vorhergegangenen Impulse innerhalb bestimmter Grenzen anzupassen. Bei einer noch ungefährlichen Verlangsamung oder Steigerung des ursprünglich vorgefundenen Herzschlages wird auf diese Weise die Auslösung eines blinden Alarms vermieden.

Zur Erfassung der durchschnittlichen Herzfrequenz kann in bekannter Weise ein Kondensator dienen, der ständig von den genormten Impulsen des Generators 5 aufgeladen und durch einen Widerstand ständig entladen wird. Die Kondensatorspannung gibt dann ein Maß für die Herzfrequenz. Durch Veränderung der Zeitkonstanten für die Aufladung und Entladung des Kondensators kann der Zeitraum, der für die Mitteilung der Impulsabstände zur Geltung kommt, ver- ändert werden. Die Ladespannung des Kondensators kann dann in der oben beschriebenen Diskriminatoranordnung dazu dienen, -die Zeitkonstanten der beiden Univibratoren, z. B. durch Änderung von Widerständen, zu beeinflussen.

Es ist in Verbindung mit einem Gerät zur Überwachung der Herztätigkeit schon bekannt, neben der messenden Überwachung der Steuergröße diese Große laufend zu registrieren. Der auf das Alarmsignal herbeieilende Arzt findet dann ein Dokument vor, an Hand dessen er über eventuell notwendige Hilfsmaßnahmen entscheiden kann.

Eine derartige laufende Registrierung erfordert jedoch einen hohen Materialaufwand und ist auch vom medizinischen Standpunkt aus nicht erforderlich, denn für die Diagnose sind im wesentlichen nur die Verhältnisse des unmittelbar vorausgegangenen Zeitbereichs von Bedeutung. Die kritische Durchsicht eines meterlangen Registrierstreifens wäre zudem einer schnellen Entscheidung hinderlich. Ferner ist es nicht vorteilhaft, in jedem Falle diejenige Größe zu registrieren, die zur Grundlage der Messung gemacht ist, bei einer bekannten Einrichtung z. B. den Blutdruck.

In Weiterbildung der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß eine Registriervorrichtung, z. B. ein Kardiograph, Blutdruck- oder Blutflußschreiber, erst zugleich mit der Auslösung der Alarmvorrichtung in Betrieb gesetzt wird. Hierbei kann es vorteilhaft sein, diese Registriervorrichtung eine andere Größe, z. B. die Herztätigkeit in Form eines Kardiogramms, aufzeichnen zu lassen als -die zur

"Überwachung der Herztätigkeit für die Alarmvorrichtung aufgenommene Größe, z. B. Blutdruck oder Blutfluß. Diese Vorteile gelten natürlich allgemein für Herzüberwachungsgeräte.

Gleichzeitig mit der Alarmvorrichtung 17 wird daher z. B. ein !Cardiograph· 14 über einen Schalter 16 ein- und einen Schalter 15 an den Verstärker 3 angeschaltet und damit die Registrierung der Herztätigkeit begonnen.

Die in der Fig. 1 dargestellten Bauteile 3 bis 15 werden zweckmäßig in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Die Alarmvorrichtung 17 wird man sinnvoll so gestalten, daß sie mit anderen Alarmgeräten, die von anderen Überwachungsgeräten gesteuert werden, zu einer übersichtlichen Gesamtanordnung zusammengefügt werden kann.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gerät zur Überwachung der Herztätigkeit mit Mitteln zur Messung der zeitlichen Aufeinanderfolge der einzelnen Herzschläge durch aus der Herztätigkeit abgeleitete Meßimpulse und mit Mitteln zur Auslösung eines Alarmsignals bei Abweichung der Meßwerte von einem wählbaren Sollwertintervall, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche festzustellen gestatten, ob die zeitliche Distanz zweier aufeinanderfolgeader, von der Herztätigkeit abgeleiteter Meßimpulse von einem gegebenen Söllwertbereich abweicht, indem die Meßimpulse, vorzugsweise nach einer Überführung in Einheitsimpulse, einer Diskriminatoranordnung zugeführt werden, welche durch jeden Meßimpuls zur Auslösung zweier Zeitabläufe von vorgebbarer Dauer angestoßen wird und die Alarmvorrichtung sperrt, wenn ein nachfolgender Meßimpuls in den Zeitraum zwischen den Endpunkten der beiden Zeitabläufe fällt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminatoranordnung zwei Univibratoren mit unterschiedlich einstellbaren Zeitkonstanten, enthält.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur laufenden Messung der mittleren Impulsabstände zur Steuerung des Sollwertbereichs vorgesehen sind.

4. Gerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel zur Veränderung des für die Mittelwertbildung zur Geltung kommenden Zeitbereichs.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Alarmsignal in bekannter Weise erst ausgelöst wird, wenn in die Erwartungsintervalle fallende Meßimpulse vorzugsweise in einem einstellbaren Zeitbereich mehrmals ausbleiben.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Benutzung eines Gerätes zur Registrierung der Herztätigkeit Mittel vorgesehen sind, die diese Registrierung erst mit der Auslösung des Alarmsignals einleiten, wobei die registrierte Größe, z.B. die Herztätigkeit in Form eines Kardiogramms, eine andere sein kann als die zur Überwachung der Herztätigkeit für die Alarmvorrichtung aufgenommene Größe, z. B. Blutdruck oder Blutfluß.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1123 358,
481;
USA.-Patentschrift Nr. 2 699 465.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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