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Registriergerät für biologische Aktionsspannungen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Registriergerät für biologische Aktionsspannungen, wie z. B. Elektrokardiographen
und Encephalographen. Beim Betrieb solcher Registriergeräte, insbesondere in größeren
Kliniken, in denen mit hochfrequenten elektrischen Schwingungen arbeitende Untersuchungs-
und Therapiegeräte vorhanden sind, besteht die Gefahr, daß die einfallende Hochfrequenz
die empfindlichen Registriergeräte derart übersteuert, daß die Meß-und/oder Registrierwerke
Schaden leiden oder sogar zerstört werden.
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Bei einem bekannten Elektrokardiographen werden Beschädigungen des
Registriergerätes, die durch Eingangssignale zu großer Amplitude verursacht werden
könnten, dadurch vermieden, daß eine Schaltung vorgesehen ist, die den Kardiographenverstärker
über elektronische Schaltröhren so lange abschaltet, wie zu große, einen bestimmten
Maximalwert übersteigende Signale am Eingang des Verstärkers liegen. Solche Registrierer
weisen aber den Nachteil auf, daß bei Einfall von Störspannungen der Oberlastungsschutz
nur dann wirksam wird, wenn die Amplituden der Störspannungen ausreichend groß sind,
um die Meßspannung über den erwähnten Maximalwert hinaus anzuheben. Ist dieses nicht
der Fall, so werden die Meßspannungen verzerrt oder zeitlich verschoben wiedergegeben.
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Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die Abschaltung
des Registriergerätes in Abhängigkeit von einer mit hochfrequenten Ankopplungsmitteln
aus den Patientenzuleitungen zum Registriergerät ausgekoppelten Hochfrequenzstörspannung
erfolgt. Auf diese Weise ist der Vorteil gegeben, daß trotz Verwendung einfacher
Registrierer ohne Überlastungsschutz mit Sicherheit Beschädigungen der empfindlichen
Registriergeräte verhindert sind und daß nur während der Zeit der Störung die Registrierung
der Meßspannungen fehlt, unmittelbar danach der Registrierer aber wieder fehlerlos
anzeigt.
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Der die Meßkurven beobachtende Arzt kann also nicht dadurch getäuscht
werden, daß die Kurven durch einfallende Störsignale verfälscht angezeigt werden.
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Es sind bereits Einrichtungen bekannt, bei denen Registriergeräte
für biologische Aktionsspannungen gegen Überlastung ihres Meßwerkes automatisch
dadurch geschützt werden, daß Mittel vorgesehen sind, die ein Einschalten des die
gefährdenden Störspannungen hervorrufenden Gerätes erst nach Abschaltung des Registriergerätes
ermöglichen. Zu diesem Zweck müssen die störenden Geräte und die Registrierer über
einen Schalter verbunden werden, der in bekannter Weise so ausgebildet ist, daß
erst nach dem Durchlaufen einer Schaltstellung, in der der Registrierer abgeschaltet
ist, das störende Gerät in der nächsten Schaltstellung eingeschaltet werden kann.
In der Praxis, insbesondere in größeren Kliniken, sind diese Einrichtungen jedoch
nicht sehr zweckmäßig, da bei der Vielzahl der dort verwendeten Registriergeräte
einerseits und Hochfrequenzdiagnostik- und -therapiegeräte sowie Einrichtungen für
die Hochfrequenzchirurgie andererseits die Zahl der notwendigen Verbindungen zu
groß und ihre Handhabung zu umständlich wäre.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung,
die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt, erläutert.
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In die Patientenzuleitungen 1, 2, 3, 4 des in bekannter Weise ausgeführten
und daher im einzelnen nicht näher dargestellten Elektrokardiographen 5 sind Sperrglieder
6, 7, 8, 9 eingeschaltet. Diese Sperrglieder bestehen aus ohmschen Widerständen,
die in vielen Fällen an StelIe von Drosseispulen verwendet werden können und den
Vorzug des geringen Aufwandes besitzen. Die im Störungsfall an den Sperrgliedem
6 bis 9 entstehende Fremdspannung wird über die Ankopplungskondensatoren 10, 11,
12, 13 einem Wechselspannungsverstärkerteil zugeführt, der im wesentlichen aus der
Elektronenröhre 14 mit Gitterableitwiderstand 15 besteht.
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Im Anodenkreis dieser Röhre sind zwei in Serie geschaltete Schwingkreise
als Außenwiderstand angeordnet. Der eine Schwingkreis besteht aus der Induktivität
16 und dem Kondensator 17 und ist beispielsweise breitbandig auf den für die Elektrochirurgie
zugelassenen Frequenzbereich abgestimmt, während der andere Schwingkreis aus der
Induktivität 18 und den Röhren- und Schaltungskapazitäten besteht und für das der
Kurzwellendiathermle zugewiesene Frequenzband bemessen ist.
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Die in der Röhre 14 verstärkte Fremdspannung wird von den in an sich
bekannter Weise zusammen mit dem Kondensator 19 in Spannungsverdopplerschaltung
arbeitenden Dioden 20, 21 gleichgerichtet.
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Die mit dem Kondensator 22 geglättete Gleichsp2nnung wird der Röhre
23 mit dem Gitterableitwiderstand 24 zugeführt. Diese Röhre arbeitet als Gleichspannungsverstärker
und erhält über den Spannungsteiler 25, 26 eine passende Gittervorspannung.
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Die am Anodenwiderstand 27 abfallende Gleichspannung dient als Steuergröße
für das in der herkömmlichen Weise geschaltete und aus den Transistoren 28, 29,
den Außenwiderständen 30, 31 sowie dem gemeinsamen Emitterwiderstand 32 bestehende
bistabile Schaltglied. Die beiden Transistoren 28, 29 sind außer durch den gemeinsamen
Emitterwiderstand 32 noch durch den Widerstand 33 und den Parallelkondensator 34
rückgekoppelt. Der Widerstand 35 dient lediglich als Spannungsteilerwiderstand für
die Erzeugung der Basisvorspannung des Transistors 29. Dieses bistabile Schaltglied
ist allgemein unter der Bezeichnung »Schmitt-Trigger« bekannt und wird daher hier
nicht näher erläutert. Es hat die Eigenschaft, daß die beiden Transistoren 28, 29
abwechselnd und sprungartig unterschiedliche Leitfähigkeitszustände einnehmen, je
nachdem, ob die eingangsseitige Steuergröße einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet.
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Vom Außenwiderstand31 des Transistors 29 gelangt der von dem eben
genannten bistabilen Schaltglied gelieferte Schaltbefehl über den Vorwiderstand
36, der mit dem Widerstand 37 einen Basisspannungsteiler bildet, zur Steuerelektrode
des Transistors 38 mit dem Emitterwiderstand 39. Im Kollektorkreis dieses Transistors
liegt das Auslöserelais 40.
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Die Verstärkerstufe mit dem Transistor 38 kann wegfallen und das Relais
40 unmittelbar in den Kollektorkreis des Transistors 29 eingeschaltet werden, wenn
man keine allzugroßen Anforderungen hinsichtlich der Schaltgeschwindigkeit des Schmitt-Triggers
und der Höhe der auf die eingangsseitige Fremdspannung bezogenen Auslöseschwelle
stellt.
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Das Relais 40 setzt den Verstärker des Elektrokardiographen dadurch
außer Funktion, daß in nicht dargestellter Weise die Steuergitter der zweiten und
folgenden Verstärkerstufe unmittelbar durch den Kontakt 41 oder durch den Kontakt
eines vom Relaiskontakt 41 geschalteten Hilfsrelais an Masse gelegt werden. Es hat
sich nämlich als zweckmäßig herausgestellt, die Eingangsstufe des Kardiographen
zur Vermeidung einer Potentialbeeinflussung an den Patientenelektroden gitterseitig
nicht mit an Masse zu legen.
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Das bistabile Schaltglied mit den Transistoren 28, 29 läßt sich auf
Grund der bekannten Arbeitsweise von Transistoren nicht leistungslos steuern. Im
vorliegenden Fall würde daher die Auslösespannung am Widerstand 27 infolge der Belastung
durch den schaltenden Transistor 28 mehr oder weniger zusammenbrechen. Um dies zu
verhindern, ist das aus dem Kondensator 42 und dem Widerstand 43 bestehende Speicherglied
vorgesehen und das Relais 40 mit einem weiteren Kontakt 44 ausgerüstet. Zieht nun
das Relais 40 an, so wird die Ladung des Kondensators 42 über den sich schließenden
Arbeitskontakt 44 als Zusatzpotential an den Außenwiderstand 27 und damit auch über
den zu Anpassungszwecken eingefügten Widerstand 45 an die Basis des
Transistors 28
gelegt. Hierdurch wird der durch die Belastung hervorgerufene Spannungsabfall am
Anodenwiderstand 27 ausgeglichen oder bei entsprechender Bemessung auch überkompensiert.
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Der Kondensator 42 dient darüber hinaus zur Abfallverzögerung des
Relais 40; und zwar ist der Kondensator 42 noch so bemessen, daß die auf ihm durch
den Spannungsabfall am Widerstand 27 aufrechterhaltene Ladung den Schaltzustand
des bistabilen Schaltgliedes nach Wegfall der eingangsseitigen Fremdspannung noch
einige Zeit aufrechterhält.
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Diese Abfallverzögerung ist erforderlich, um die Eingangsstufe des
Elektrokardiographen, die, wie weiter oben ausgeführt, nicht mit blockiert ist,
wieder einschwingen zu lassen.
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Die Stromversorgung des Gerätes erfolgt auf bekannte Weise und ist
hier aus Einfachkeitsgründen lediglich durch die beiden Stromquellen 46, 47 angedeutet
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. An Stelle der in einen Wechsel- und einen Gleichspannungsverstärkerteil
unterteilten Verstärkerstufe kann die notwendige Verstärkung auch allein in einem
Wechselspannungsverstärker entsprechender Stufenzahl erfolgen, an welchen dann der
Gleichrichter mit nachfolgendem Relais angeschlossen ist. Die ausgeführte Lösung
hat jedoch den eingangs bereits angedeuteten Vorteil, daß die den Frequenzgang bestimmenden
Schaltmittel 16, 17, 18 nur einmal benötigt werden und die weitere Verstärkung in
einem unkritischen und nur mit ohmschen Widerständen bestückten Gleichspannungsverstärker
erfolgen kann.
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Ferner ist es auch möglich, auf eine Gleichrichtung ganz zu verzichten,
wenn die Fremdspannung eine relativ niedrige Frequenz besitzt. In diesem Fall kann
ihre Verstärkung in einem normalen RC-gekoppelten Wechselspannungsverstärker erfolgen,
an den ein Wechselspannungsrelais angeschlossen ist.
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Weiterhin ist die geschilderte Einrichtung nicht auf die Verwendung
bei Eiektrokardiographen und Encephalographen beschränkt, sie kann vielmehr bei
elektromedizinischen Registriergeräten verschiedener Art eingesetzt werden, die
eine hohe Eingangsempfindlichkeit besitzen und einer zeitweiligen Beeinflussung
durch fremdfrequente Störspannungen unterliegen.