DE1466669B2 - Elektrische auswerteeinrichtung zu m analysieren einer folge von aperiodischen eingangssignalen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische sam betrachtet und sich bemüht, die Eigenschaften

Auswerteeinrichtung zum Analysieren einer Folge der EKG-Signale zu bestimmen, wenn die erforder-

von aperiodischen Eingangssignalen mit ähnlicher liehe Menge von Aufzeichnungen vorhanden ist. Dies

Wellenform, ζ. B. Elektrokardiogrammen, hinsichtlich ist eine zeitraubende Arbeit, die große Übung er-

ihrer Wellenform, mit einer Vorrichtung, die Trigger- 5 fordert. Außerdem hängt die Genauigkeit der Be-

signale von einem bestimmten Teil der Eingangs- Stimmung stark von der Geschicklichkeit und dem

signale ableitet, und mit einer die Eingangssignale Beurteilungsvermögen des Facharztes ab. Um diese

aufnehmenden Abtastvorrichtung, die eine auf die Schwierigkeit zu beheben, wurde bereits vorgeschla-

Triggersignale ansprechende Vorrichtung enthält, die gen (deutsche Patentanmeldung P 14 66 821.4) die

die Amplitude der Eingangssignale genau dann, wenn io sichtbaren Bilder der Wellenform der aufeinander-

die Triggersignale auftreten, abtastet. . folgenden EKG-Signale den Bildern von vorher-

Mit einer derartigen Einrichtung läßt sich die gehenden Wellenformen mit hoher Geschwindigkeit

Amplitude von Signalen bekannter Grundform, die zu überlagern. Diese Geräte sind wertvoll, wenn man

in einer unregelmäßigen Folge auftreten, zu einer EKG-Signale mit hoher Geschwindigkeit beobachtet

bestimmten Zeit nach Beginn jedes der Signale er- 15 und analysiert. Sie sind auch wichtig, da sich durch

mitteln. Dadurch ist es möglich, verschiedene Ände- die verbesserte Genauigkeit gestörte Herzschläge auf-

rungen bei solchen Signalen festzustellen. decken und erkennen lassen, insbesondere wenn sie

Mit der beschriebenen Auswerteeinrichtung kann in zufälligen oder unregelmäßigen Abständen aufman beispielsweise in einer Folge auftretende Zünd- treten. Die Genauigkeit der Zerlegung der einzelnen impulse einer Zündschaltung für Kraftfahrzeuge auf 20 Signale hängt jedoch immer noch von der Geschick-Änderungen des Widerstands vor und nach dem lichkeit des Facharztes ab, die verschiedenen Eigen-Schließen des Unterbrechens untersuchen. schäften der Wellenform genau zu bestimmen.

Es ist nun häufig erwünscht, die Änderungen der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

beschriebenen Signale auch optisch beobachten zu elektrische Auswerteinrichtung zu schaffen, mit der

können. Dies ist beispielsweise bei der Untersuchung 25 eine Änderung der Wellenform der aperiodischen

eines nur hin und wieder einmal fehlerhaft arbeiten- Eingangssignale weitgehend selbsttätig festgestellt

den Unterbrechers der oben erwähnten Zündschal- wird.

tung zweckmäßig, da sich das fehlerhafte Arbeiten Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Aushäufig erst nach Beobachtung einer großen Folge von Werteinrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch Zündimpulsen erkennen läßt. 30 gelöst, daß neben der einen Abtastvorrichtung eine

Insbesondere ist aber die optische Beobachtung entsprechende weitere Abtastvorrichtung vorgesehen von Folgen aperiodischer Eingangssignale in der ist, daß die Phasenlagen der Triggersignale für die Medizin notwendig. Beispielsweise erzeugt die Aus- beiden Abtastvorrichtungen relativ zu den abzudehnung und Zusammenziehung des Herzmuskels tastenden Eingangssignalen derart verschieden sind, elektrische Signale, die durch den Körperteil an der 35 daß der Amplitudenverlauf jedes Eingangssignals Oberfläche der menschlichen Haut umlaufen. Diese während zweier voneinander getrennter Zeitintervalle Signale, die durch auf der Hautoberfläche geeignet abgetastet wird, und daß die von den Abtastvorrichangelegte Elektroden abgetastet werden können, sind tungen abgegebenen Ausgangssignale einer Versogenannte elektrokardiographische oder EKG- gleichsvorrichtung zum Vergleich der Amplituden Signale. 40 der beiden Abtastsignale zugeführt werden.

Die Impulsformen dieser Signale stehen mit der Eine derartige Auswerteinrichtung gibt jedesmal

Tätigkeit und dem Zustand des Herzmuskels in einer dann einen sich von den Ausgangsimpulsen bei nor-

bekannten Beziehung. Bei Verwendung eines geeigne- maler bekannter Grundform der Eingangssignale

ten Kathodenstrahloszillographen, Elektrokardio- unterscheidenden Impuls ab, wenn die Kurvenform

graphen oder eines ähnlichen Gerätes können die 45 des Eingangssignals bei einer bestimmten Phase von

Wellenformen der EKG-Signale sichtbar gemacht der der Normalkurve abweicht,

werden. Ein Facharzt kann dann das Elektrokardio- Die beschriebene Anordnung eignet sich insbeson-

gramm beobachten und daraus die charakteristischen dere zur Untersuchung von elektrokardiographischen

Eigenschaften des Herzens bestimmen. Signalen, wobei diese Untersuchung weitgehend

Wenn auch auf diese Art viele Herzfehler fest- 50 selbsttätig erfolgt.

gestellt worden sind, so hat sich doch herausgestellt, Ferner kann man auch eine Folge von Zünd-

daß das Ausbleiben eines gestörten EKG-Signals bei impulsen einer Zündschaltung für Kraftfahrzeuge,

der Untersuchung noch nicht eine ganz zuverlässige deren Frequenz sich mit der Drehzahl des Motors

Anzeige für ein normales und gesundes Herz ist. ändert, mit der erfindungsgemäßen Auswerteeinrich-

Frühformen von Herzfehlern erzeugen gestörte EKG- 55 tung in einfacher · Weise auf Veränderungen der

Signale nur in zufälligen oder unregelmäßigen Ab- Amplitude einzelner Signale untersuchen. Dabei wer-

ständen und/oder nur, wenn sich der Patient auf be- den die Hauptzündspitzen zum Triggern verwendet,

stimmte Weise betätigt. Um solch gestörte EKG- und es wird bei einer bestimmten Phase jedes Im-

Signale aufzuzeichnen, ist es also notwendig, die elek- pulses der Strom oder der Widerstand gegenüber der

trokardiographischen Signale, die während eines aus- 60 Zündspannung gemessen.

gedehnten oder langen Zeitabschnittes, während- Die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung kann dessen sich der Patient auf die verschiedenste Weise beispielsweise zusammen mit einer anderen Ausbetätigt, erscheinen, festzuhalten. Früher war es Werteeinrichtung verwendet werden, bei der die äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich, die erfor- Wellenform der Signale sichtbar auf dem Bildschirm derliche Menge von EKG-Signalen zu sammeln und 65 eines Kathodenstrahloszillographen erscheint, so daß dies war insbesondere dann schwierig, wenn sich der die aufeinanderfolgenden Signale zum direkten sicht-Patient betätigte. Außerdem war es notwendig, daß baren Vergleich einander überlagert sind. Die erfinsich ein Facharzt die einzelnen Wellenformen müh- dungsgemäße Einrichtung ist jedoch nicht auf die

Verwendung zusammen mit einem Sichtgerät beschränkt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen im Zusammenhang mit der Untersuchung von EKG-Signalen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der elektrischen Auswerteeinrichtung gemäß der Erfindung,

Fi g. 2 ein typisches Elektrokardiogramm, welches von der elektrischen Auswerteeinrichtung nach F i g. 1 sichtbar gemacht ist und

F i g. 3 eine Ansicht einer typischen Anzeige, die sich bei einer Messung einer der Eigenschaften einer Folge von elektrokardiographischen Signalen ergibt. Die Erfindung ist insbesondere in den elektrokardiographischen Geräten 10 verkörpert, die die elektrokardiographischen oder EKG-Signale sichtbar machen und ausgewählte Kennzeichen eines Signals messen. In dem vorliegenden Beispiel enthalten die elektrokardiographischen Geräte 10 einen Eingangsteil, der die EKG-Signale vom Patient her erhält. Wie später noch deutlich wird, hat man gerne für die EKG-Signale am Eingang eine Zeitverzögerung. Dementsprechend kann z. B. ein- Bandaufnahmegerät 12 zur wenigstens zeitweisen Speicherung der EKG-Signale vorgesehen sein. Dieses Bandaufnahmegerät 12 kann auf bekannte Weise die Signale auf ein Magnetband aufnehmen. Es kann ein vollständiges selbständiges verkleinertes Gerät sein, das von einem Patient getragen werden kann, ohne daß es dessen Tätigkeit beeinträchtigt. Dadurch kann man eine große Menge von EKG-Signalen ansammeln, während der Patient jede gewünschte Tätigkeit ausübt. Andererseits kann das Aufnahmegerät 12 größere Abmessungen haben und in der Nähe des Patienten aufgestellt sein, und mit ihm z. B. durch elektrisch leitende Drähte oder durch Funkfernmeßverbindungen verbunden sein.

In jedem Aufnahmegerät befindet sich gewöhnlich ein Eingangsverstärker, der einen oder mehrere elektrische Anschlüsse hat. Diese Anschlüsse sind mit einer oder mehreren Elektroden verbunden, die an den Patienten angelegt werden, um die EKG-Signale abzutasten. Der Verstärker verstärkt die EKG-Signale so weit, daß sie magnetisch auf ein Magnetband aufgezeichnet werden können.

Der Verstärker hat vorzugsweise eine so große Wiedergabegüte, daß das durch ihn verstärkte Signal eine naturgetreue Wiedergabe des ursprünglichen EKG-Signals ist. Obgleich sich die Eigenschaften der EKG-Signale in weitem Bereich ändern können, wenn die Aufnahmeelektroden in einer sogenannten einpoligen Stellung an einen gesunden Menschen angelegt werden, werden die EKG-Signale ähnlich der Wellenform 14 in F i g. 2 gestaltet sein. Genauer gesagt enthält das typische oder klassische EKG-Signal in der folgenden Reihenfolge eine P-Welle, einen ßiW-Komplex, einen /-Punkt und eine Γ-Welle. Obgleich noch einige zusätzliche Wellen in einem normalen EKG-Signal vorhanden sind, werden sie im gegenwärtigen Fall vernachlässigt, da sie nicht oder nur wenig auf die Arbeitsweise der Erfindung einwirken.

Die P-Welle ist normalerweise ein kleiner positiver Impuls, der zu dem Anfangsimpuls gehört, welcher den Anfang des Herzschlages triggert. Kurz nach der P-WeIIe kommt ein ruhiger Teil, der die P-Welle von dem ßJRS-Komplex abtrennt und ungefähr 0,04 Sekunden dauert. Dieser Teil hat im wesentlichen gleiche Amplituden und kann als isoelektrischer Teil dienen, gegenüber dem die übrigen Teile der Wellenform verglichen werden können.

. Der QRS-Komplex, der im wesentlichen mit der Ausdehnung und Zusammenziehung des Herzmuskels, der die Pumpwirkung erzeugt, übereinstimmt, beginnt und endet mit den sogenannten Q- und 5-Wellen. ίο Diese Wellen sind im allgemeinen relativ kleine negative Impulse und sind voneinander durch die dazwischenliegende Ä-Welle getrennt. Die Ä-Welle, die der auffallendste Teil des EKG-Signals ist, erscheint als positive Zacke. Bei einem gesunden Herz ist der Anstieg und der Abfall dieser Zacke relativ schnell, und der Zwischenraum zwischen den Punkten mit heller Amplitude liegt in der Größenordnung von 0,03 bis 0,04 Sekunden. Wenn das Herz versucht, die Kammer frühzeitig zusammenzuziehen, wird ein ektopischer Schlag erzeugt, und die Länge der i?-Welle vergrößert sich stark, so daß sie eine Wellenform erzeugt, die der Wellenform 16 in F i g. 2 ähnlich ist. Bei solch einer Wellenform ist die Dauer der i?-Welle gewöhnlich mindestens doppelt so lang wie bei einer normalen i?-Welle.

Die T-Welle stellt normalerweise das Ende des Herzschlags dar. In dem Gebiet des Signals nach der T-Welle herrscht gewöhnlich Ruhe und sie besteht so lange, bis das folgende EKG-Signal erscheint, das durch den Anfang der nachfolgenden P-Welle angezeigt wird.

Die T-Welle ist von der 5-Welle durch einen 5r-Abschnitt getrennt. Der sogenannte /-Punkt gehört zum Ende der 5-Welle und/oder zum Anfang des ST-Abschnittes. Bei normalen Herzschlägen ist das Potential des ST-Abschnittes konstant und angenähert gleich dem isoelektrischen Bezugsabschnitt zwischen den P- und Q-Wellen, ganz ähnlich wie bei der Wellenform 14. Bei einigen Formen der anormalen. EKG-Signale kann jedoch die sogenannte ST-Abschnittseinsenkung so wie bei der Wellenform 16 sein. Wenn eine ST-Abschnittseinsenkung besteht, ist das Potential des ST-Abschnittes übermäßig negativ und durch den Betrag, um den er unter das isoelektrische Bezugspotential gesenkt ist, gekennzeichnet.

Wie schon weiter vorn erwähnt wurde, kann der Eingang des Verstärkers in dem Aufnahmegerät 12 direkt mit den Aufnahmeelektroden, z.B. durch direkte Verbindung oder Funkfernmeßverbindungen usw. verbunden werden. Das Ausgangssignal des Verstärkers ist ein stark verstärktes EKG-Signal. Der Verstärker ist mit Geräten verbunden, die die EKG-Signale direkt auf ein Magnetband 11 aufzeichnen. In dem vorliegenden Fall enthalten diese Geräte ein Paar Schreibköpfe 13 und 15, die vollständig gleich und in Reihen geschaltet sind, so daß gleiche Signale durch jeden hindurchfließen. Die zwei Köpfe 13 und 15 sind nebeneinander angeordnet, so daß die Köpfe auf getrennten parallelen Spuren etwas aufzeichnen können. Zusätzlich sollen auch die beiden Köpfe 13 und 15 versetzt oder longitudinal verschoben auf dem Band angeordnet sein. Als Ergebnis werden die Aufzeichnungen in den beiden Spuren versetzt sein. Die erste oder die Triggerspur wird longitudinal gegenüber der zweiten oder Signalspur um einen Betrag versetzt sein, der dem longitudinalen Abstand zwischen den Köpfen 13 und 15 entspricht. In einem

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fertigen Gerät waren z. B. die Aufzeichnungen der der Amplitude des EKG-Signals aus dem Verstärker

gleichen Teile angenähert 3,75 cm voneinander ent- 20 abgelenkt.

fernt. Der Triggerkopf 17 kann mit dem Eingang eines

"Um die EKG-Signale für irgendeine Art der Ver- Trigger-Vorverstärkers 24 verbunden sein, der das

arbeitung wiederzubekommen, ist ein Wiedergabe- 5 Signal des Triggerkopfes 17 auf den notwendigen

gerät 18 vorgesehen. Das Wiedergabegerät kann ge- Pegel verstärken kann. Obgleich das Signal von dem

trennt von dem Aufnahmegerät sein oder kann da- Triggerkopf von dem ursprünglichen EKG-Signal ab-

mit verbunden sein. Damit man bei den elektro- geleitet wird, besitzt der Verstärker 24 keine kom-

kardiographischen Geräten 10 die auftretenden EKG- pensierenden oder integrierenden Netzwerke. Das

Signale überprüfen kann, müssen die Wiedergabe- io Signal am Ausgang des Verstärkers 24 wird also noch

geräte 18 die EKG-Signale direkt beim Aufzeichnen von dem ursprünglichen EKG-Signal abgeleitet,

wiedergeben können. Damit man bei den elektro- Normalerweise enthält solch ein Signal einen großen

kardiographischen Geräten große Mengen von EKG- positiven Impuls entsprechend dem Beginn oder der

Signalen in sehr kurzen Zeitabschnitten überprüfen steilen Vorderflanke der i?-Welle. Diesem folgt ein

kann, soll das Wiedergabegerät 18 das Band mit einer 15 großer negativer Impuls entsprechend dem steilen

Geschwindigkeit, die viel größer als die Geschwindig- Abfall oder Rückflanke der Ä-Welle. Das Signal ent-

keit beim Aufzeichnen ist, abspielen lassen können. hält einen positiven Impuls, der mit dem Ende des

Es kann z. B. die Auf Zeichengeschwindigkeit in der isoelektrischen Teiles zwischen der P- und Q-Welle

Größenordnung von 18,7 cm pro Minute und die zusammenfällt und einen negativen Impuls, der mit

Wiedergabegeschwindigkeit sich in der Größen- 20 dem Abschluß der Ä-Welle und dem Beginn der

Ordnung von 18,7 cm in der Sekunde bewegen. Beim S-Welle zusammenfällt. Wie es sich gezeigt hat, leitet

Aufzeichnen und Zurückspielen bei diesen Geschwin- dieses Triggersignal das EKG-Signal nach einem be-

digkeiten ist die Frequenz der wiedergegebenen Si- stimmten Zeitzwischenraum ein, der durch den Betrag,

gnale 60mal größer als die Frequenz der Ursprung- um den die beiden Spuren und die beiden Leseköpfe

liehen Signale. Als Schlußfolgerung daraus stellt eine 25 verschoben sind, bestimmt ist.

Minute Rückspielzeit 60 Minuten oder eine Stunde Der Ausgang des Triggervorverstärkers 24 ist mit Aufnahmezeit dar und 24 Stunden wirklicher Auf- dem Eingang einer die Impulse einer Polarität unterzeichnungszeit können in 24 Minuten wiedergegeben drückenden Begrenzer-Schaltung 26 verbunden, werden, wodurch es möglich gemacht wird, daß eine Diese Begrenzer-Schaltung 26 kann zur Untergroße Anzahl von EKG-Signalen in praktisch trag- 30 drückung aller Impulse der einen Polarität in üblicher baren Zeiträumen betrachtet werden kann. Weise ausgeführt sein und nur Impulse entgegen-

Das Bandwiedergabegerät 18 enthält zwei Lese- gesetzter Polarität hindurchlassen. Die Begrenzerköpfe 17 und 19, die nebeneinander angeordnet sind, Schaltung unterdrückt z. B. Impulse in dem abgeleitedamit die beiden aufgezeichneten Spuren getrennt ab- ten Signal, die dem Beginn der R-Welle entsprechen, getastet werden können. Jeder der Köpfe 17 und 19 35 und läßt nur die Impulse durch, die dem Ende der erzeugt so ein Signal, das dem ursprünglichen EKG- R-Welle oder dem Anfang der S-Welle entsprechen. Signal entspricht. Die Leseköpfe 17 und 19 können Die Begrenzer-Schaltung 26 kann mit einer komauf dem Band ähnlich wie die Schreibköpfe versetzt binierten Multivibrator- und Differenzier-Schaltung sein. Wenn also die erste oder Triggerspur an dem 28 verbunden werden. Der Multivibratorteil ist Triggerkopf 17 vorbeiläuft, erzeugt sie ein Trigger- 40 zweckmäßig ein Univibrator. Solch ein Multivibrator signal, das dem EKG-Signal, das von einer zweiten bleibt normalerweise so lange in einem Zustand, bis Spur stammt, die an dem Signalkopf 19 vorbeiläuft, ein Triggerimpuls seinem Eingang zugeführt wird, um eine bestimmte Zeit voreilt. In anderen Worten, Wenn ein Triggerimpuls ankommt, ändert der wird das EKG-Signal in dem zweiten Lesekopf 19 Multivibrator für eine bestimmte Zeit seinen Zustand von dem Triggersignal in dem ersten Kopf 17 um 45 und kehrt dann in seinen ursprünglichen Zustand zueinen bestimmten Zeitabschnitt verzögert. Wenn man rück. So wird ein Rechteckimpuls erzeugt, dessen einen oder beide Köpfe in der Längsrichtung des zeitliche Dauer durch die verschiedenen Konstanten Bandes 11 einstellbar macht, kann der Betrag der der Schaltung bestimmt ist. Eine oder mehrere dieser Verzögerungszeit zwischen dem Triggersignal und Konstanten sind zweckmäßig einstellbar, so daß die EKG-Signal verändert werden. 50 Dauer des Rechteckimpulses in einem bestimmten

Der Signalkopf 19 ist mit einem Gerät 20 verbun- Bereich geändert werden kann.

den, das das Signal auf einen brauchbaren Pegel ver- Ein Differenzierglied differenziert den Rechteckstärkt. Da das Signal, das von dem Signalkopf 19 impuls und erzeugt dadurch einen Puls einer Polariwiedergegeben wird, durch die Bewegung des Bandes tat, der dem Anstieg der Rechteckimpulse entspricht 11 an dem Kopf 19 vorbei entsteht, wird das Signal 55 und einen Puls von entgegengesetzter Polarität, der von dem ursprünglichen EKG-Signal abgeleitet. Um dem Abfall der Rechteckimpulse entspricht. Die Zeit das Signal dementsprechend verstärken zu können, zwischen diesen Impulsen entspricht der Dauer der enthält der Verstärker 20 vorzugsweise Kompen- Rechteckimpulse und durch entsprechende Änderung sationsschaltungen, die das Signal integrieren oder einer oder mehrerer Zeitkonstanten in dem Multiauf andere Weise wieder seine ursprüngliche Form 60 vibrator kann die Verzögerungszeit zwischen den herstellen. So ist das Signal am Ausgang des Ver- Impulsen eingestellt werden.

stärkers 20 im wesentlichen dem ursprünglichen Die Triggersignale, die im Triggerlesekopf 17 erSignal gleich. zeugt werden, befinden sich vor dem EKG-Signal.

Der Ausgang des Verstärkers 20 kann mit dem Wenn dementsprechend die Rechteckimpulse die

Eingang eines Sichtgerätes mit vertikaler Ablenk- 65 richtige Länge haben, können die Impulse, die zum

schaltung, wie z. B. einem Kathodenstrahloszillo- Ende der Rechteckimpulse gehören, so gelegt werden,

graphen 22, verbunden werden. Der Elektronenstrahl daß sie um eine bestimmte Zeit früher als der Anfang

in dem Oszillograph wird so vertikal entsprechend der EKG-Signale des Verstärkers 20 erscheinen.

Der Ausgang der Multivibrator-Differenzierschaltung 28 kann mit dem Eingang eines Sägezahngenerators 30 verbunden sein, wobei die Impulse, die mit der Rückflanke der Rechteckimpulse zusammenfallen, den Generator triggern. Jedesmal, wenn der Generator 30 getriggert wird, kehrt das Potential am Ausgang sofort nach Null zurück und wächst dann allmählich proportional an, bis der Generator 30 wieder getriggert wird oder durch einen nachfolgenden Impuls am Eingang zurückgestellt wird. Jedesmal, wenn ein Impuls von der Multivibrator-Differenzierschaltung 28 kommt, stellt dieser Impuls den Generator nach Null zurück und erzeugt einen neuen Sägezahn, dessen Anstiegsflanke konstante Steigung hat. Der Generator 30 erzeugt jedesmal dann einen Sägezahn, wenn ein Triggersignal von dem Bandwiedergabegerät 18 kommt. Dieser Sägezahnpuls wird von dem Triggersignal um eine Zeit, die der Dauer des Rechteckimpulses in der Multivibrator-Differenzierschaltung 28 entspricht, verzögert. :

Der Ausgang des Sägezahngenerators 30 kann mit dem Eingang der Horizontalablenkschaltung in dem Kathodenstrahlcszillographen 22 verbunden sein. Der Sägezahnpuls veranlaßt den Elektronenstrahl mit gleichbleibender Geschwindigkeit über den Bildschirm des Oszillographen zu laufen. Da der Generator 30 genau gleichzeitig mit der Rückflanke des Rechteckimpulses des Multivibrators getriggert wird, wird die Horizontalbewegung des Elektronenstrahls mit der i?-Welle des Triggerkopfes 17 synchronisiert. Da jedoch der Anfang der Bewegung durch die Länge des Recl'iteckinipulscs in dem Multivibrator 2G verzögert werden kann, beginnt die Bewegung mit einer festen Zeitbeziehung zu dem Anfang des EKG-Signals vom Verstärker 20. Bei richtigem Abgleich der Verschiebung der Spuren, der Lage der Leseköpfe und der Dauer der Rechteckimpulse in dem Multivibrator 28 kann man den Anfang der Horizontalablenkung so legen, daß er gerade vor jedem gewünschten Teil des EKG erscheint, das der Vertikalablenkschaltung des Oszillographen 22 zugeführt wird. Als Ergebnis werden sichtbare Bilder der Wellenform eines EKG-Signals auf dem Bildschirm des Oszillographen 22 erzeugt. Ferner kann der Anfang jedes Bildes so synchronisiert werden, daß er immer am selben Punkt erscheint, so daß sich die Bilder überlagern.

Bei richtiger Einstellung der Multivibrator-Differenzierschaltung 28 beginnt die Horizontalablenkung im Oszillographen 22 früher als der Anfang des EKG-Signals. Als Folge davon werden, sogar wenn die EKG-Signale zufällig oder aperiodisch auftreten, die Bilder der Wellen der nachfolgenden Signale für die sichtbare Beobachtung und den direkten Vergleich miteinander überlagert. Wenn das Bandwiedergabegerät 18 mit genügend hoher Geschwindigkeit arbeitet, wird das Bild genügend lange gehalten, so daß man verschiedene Wellenformen gleichzeitig sehen kann. Wenn alle Wellenformen vollständig gleich sind, erscheint das Bild etwas breiter, ähnlich wie die Wellenform 14, und alle Wellenformen gehen in ein einziges Bild über. Der Beobachter kann so eine große Menge von EKG-Signalen mit hoher Geschwindigkeit überwachen und die EKG-Signale vergleichen und auswerten. Jedesmal, wenn ein oder mehrere EKG-Signale auftreten, die sich von den übrigen EKG-Signalen unterscheiden, leuchtet wenigstens momentan eine entsprechend versetzte Wellenform, wie z. B. die Wellenform 16, auf dem Bildschirm des Oszillographen 22 auf. Diese Wellenform liegt außerhalb des Verlaufs der anderen Wellen. Folglich kann sogar ein gelegentlich fehlerhaftes EKG einem Beobachter sichtbar werden und er kann rasch solche Abweichungen auffinden und auswerten.

Auf Wunsch können Geräte vorgesehen sein, die dem Beobachter beim Aufdecken von gewissen Arten von Abnormalitäten helfen können, und die verschiedenen Eigenschaften der EKG-Wellenformen messen können. E3 kann z. B. ein Teil 32 zum Aufdecken und Betrachten der vorkommenden ektopischen Schläge, die z. B. von frühzeitigen Kammerzusammenziehungen herrühren, vorgesehen sein. Die WeI-lenform 16 rührt typisch von einem ektopischen Schlag her. Bei einem solchen Schlag wird die Gestalt des QRS-Komplex' und dabei besonders der R-Welle am meisten geändert und die normale Gestalt verzerrt. Bei einem ektopischen Schlag ist die i?-WelIe viel langer als eine normale 2?;Welle. Obgleich sich die zeitliche Dauer einer ektopischen i?-Welle in einem ausgedehnten Gebiet verändert, erstreckt sie sich gewöhnlich über einen Zeitraum von wenigstens 0,06 Sekunden. Dementsprechend werden bei der vorliegenden Erfindung nur dann ektopische Schläge über die 7?-Welle aufgedeckt, wenn sie langer als die für eine normale i?-Wel!e benötigte Zeit dauert.

Im vorliegenden Fall ist der Schaltungsteil 32 mit dem Ausgang des Verstärkers 20 verbunden, von dem er EKG-Signale erhält. Der Eingang des Schaltungsieiles 32 enthält einen Schmitt-Trigger 34. Diese Cclialiuiig bleibt normalerweise in einem Zustand, bis zu dem Zeitpunkt, wo das Potential an ihrem Eingang eine bestimmte Amplitude überschreitet. Wenn das Eingangssignal diesen Pegel überschreitet, schaltet sich die Triggerschaltung in einen zweiten Zustand und bleibt in diesem Zustand so lange wie das Eingangspotential über dem Triggerpegel liegt. Im vorliegenden Fall liegt die Triggerschwelle über dem größten Potential der verschiedenen Wellen, wie z. B. die P- und Γ-Welle, aber niedriger als das Potential einer .R-Welle. In einem Beispiel kann die Triggerschwelle ungefähr gleich der Hälfte einer Spitzenoder Maximalamplitude einer ektopischen .R-Welle sein.

Am Ausgang der Schmitt-Triggerschaltung 34 erscheinen im wesentlichen Rechteckimpulse, die genau gleichzeitig mit dem Ende der R-Welle aufhören. Die Länge dieses Rechteckimpulses ist annähernd gleich der Länge der R-Welle.

Man hat herausgefunden, daß bei einem normalen QRS-Komplex der Rechteckimpuls am Ausgang der Triggerschaltung 34 eine maximale Zeitdauer in dei Größenordnung von 0,04 Sekunden oder weniger hat.

Wenn jedoch ein ektopischer Impuls auftritt, hat der Rechteckimpuls eine minimale Zeitdauer in der Größenordnung von v/enigstens 0,06 Sekunden.

Der Ausgang der Schmitt-Schaltung 34 kann mit irgendwelchen Geräten verbunden sein, die die Zeitdauer des Rechteckimpulses von der Triggerschaltung 34 bestimmen. Obgleich es viele verschiedene Möglichkeiten gibt, diese Aufgabe auszuführen, sind im vorliegenden Fall Geräte vorgesehen, die entscheiden, ob der Rechteckimpuls langer als eine bestimmte Zeit dauert oder nicht. Bei dieser Erfindung wird eine Standard-Torschaltung 36 und ein Vergleicher 38 verwendet. Die Standard-Torschaltung 36 kann ein bekannter (herkömmlicher) Univibrator sein, der seinen

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Zustand für eine bestimmte Zeitspanne jedesmal, wenn ein Signal an seinen Eingang gelegt wird, ändert. Das Ausgangssignal der Torschaltung 36 ist ein Rechteckimpuls von gewöhnlicher Dauer. Die Dauer dieses Rechteckimpulses sollte nur wenig länger als eine normale und wenig kürzer als eine abnormale Ä-Welle sein.

Wie oben schon angedeutet wurde, kann man annehmen, daß ein Rechteckimpuls von dem Schmitt-Trigger, der von einem QRS-Komplex, der von einem normalen Herzschlag erzeugt wird, herrührt, nicht länger als 0,04 Sekunden oder mindestens kürzer als 0,05 Sekunden ist. Die entsprechenden Zeiten für einen abnormalen oder ektopischen Schlag liegen in der Größenordnung von wenigstens 0,06 Sekunden oder sind wenigstens größer als 0,05 Sekunden. Dementsprechend werden die Zeitkonstanten der Standard-Torschaltung 36 so gewählt, -daß die Länge seines Rechteckimpulses etwa zwischen der maximalen normalen Zeitdauer und der minimalen abnormalen Zeitdauer liegt. Man kann z. B. annehmen, daß eine Impulslänge von 0,05 Sekunden geeignet ist.

Der Vergleicher 38 kann eine im wesentlichen bekannte Schaltung sein, die zwei Eingänge 40 und 42 besitzt und die an den Eingängen anliegenden Signale vergleicht. Der Vergleicher 38 kann z. B. eine Torschaltung sein, die den Eingang 42 öffnet und schließt, je nachdem ob ein Signal am Eingang 40 anliegt oder nicht. Das heißt, wenn ein Signal am Eingang 40 anliegt, können Signale vom Eingang 42 zum Ausgang 44 gelangen, wenn aber am Eingang 40 kein Signal anliegt, kann kein Signal am Eingang 42 zum Ausgang 44 gelangen. Der Vergleicher 38 kann andererseits eine »Nicht«-Schaltung sein, wie sie in der Rechenautomatentechnik verwendet wird. In solch einer Schaltung kann ein Signal nur dann vom Eingang 42 durch den Vergleicher 38 hindurchgehen, wenn gerade kein Signal am Eingang 40 anliegt. Es können also zu der Zeit, zu der der Rechteckimpuls, der die Standardlänge hat, von der Torschaltung 36 am Eingang 40 anliegt, keine Signale durch den Vergleicher 38 hindurchgehen. Wenn aber der Rechteckimpuls beendet ist, erscheinen alle am Eingang 42 auftretenden Signale auch am Ausgang 44.

Der Ausgang 44 des Vergleichers 38 ist mit einem Zähler 46 verbunden. Der Zähler 46 besitzt bekannte Bauart und rückt das Zählwerk jedesmal dann weiter, wenn ein Impuls am Ausgang 44 erscheint.

Die Arbeitsweise des Teiles 32 kann kurz folgendermaßen zusammengefaßt werden. Das EKG-Signal am Ausgang des Verstärkers 20 wird dem Eingang des Schmitt-Triggers 34 zugeführt. Normalerweise liegt das Potential am Ausgang der Triggerschaltung 34 niedrig. Wenn jedoch eine i?-Welle am Eingang der Schaltung 34 erscheint, ändert die Schaltung 34 ihren Zustand für eine Zeitspanne, die der Dauer der i?-Welle entspricht. Der resultierende Rechteckimpuls wird gleichzeitig dem Eingang der Standard-Torschaltung 36 und dem Eingang 42 des Vergleichers 38 zugeführt. In dem Augenblick, wenn der Rechteckimpuls von der Triggerschaltung 34 beginnt, schaltet die Standard-Torschaltung seinen Zustand für eine feste Zeitspanne um und erzeugt einen Rechteckimpuls, der die Standardlänge hat. Die Dauer des Rechteckimpulses liegt zwischen der Zeit für einen normalen und der Zeit, für einen abnormalen Herzschlag und kann beispielsweise ungefähr 0,05 Sekunden sein. Während dieser Zeitspanne erscheint kein Signal am Ausgang 44, selbst wenn ein Signal am Eingang 42 anliegt. Wenn demnach eine Z?-Welle von einem normalen und gesunden EKG-Signal herrührt, ist der Rechteckimpuls von der Triggerschaltung 34 vor dem Impuls von der Torschaltung 36 beendet und es gelangt kein Signal zum Ausgang 44 und der Zähler 46 wird nicht in Bewegung gesetzt. Die festgehaltene Zahl wird demnach dieselbe bleiben. Wenn ίο jedoch ein ektopischer Schlag vorkommt, wird der Impuls vom Schmitt-Trigger länger dauern als der Impuls von der Torschaltung 36. Dies ergibt ein Signal am Eingang 42, das länger dauert als das Signal am Ausgang 44. Wenn das Signal am Eingang is 40 beendet ist, erzeugt das Signal am Eingang 42 ein Ausgangssignal, das am Ausgang 44 erscheint. Dies veranlaßt den Zähler um eins weiter zu zählen. Dementsprechend zählt der Zähler 46 die ganze Anzahl der ektopischen Herzschläge, die während der Arso beitszeit des Gerätes aufgetreten sind. Wenn der Beobachter beim Auffinden und Auswerten von zusätzlichen Eigenschaften unterstützt werden soll, muß eine zusätzliche Schaltung vorgesehen sein, durch die die ST-Abschnittseinbuchtung, die in dem EKG-Signal vorhanden ist, abgetastet und angezeigt werden kann.

Die Wellenform 14 der F i g. 2 zeigt, wie schon vorher festgestellt wurde, ein EKG-Signal eines gesunden oder normalen Herzens. Wie man sieht, wenn man die S-Welle verfolgt, kehrt das Signal annähernd auf das gleiche Potential wie das isoelektrische Bezugspotential zwischen der P- und ß-Welle zurück. Zusätzlich hat es eine im wesentlichen konstante Amplitude vom /-Punkt bis zum Beginn der T-Welle. Die Wellenform 16 stellt ein typisches abnormales EKG-Signal dar, das eine Art der Sr-Abschnittseinbuchtung hat. Genauer gesagt, bei der Wellenform 16 kehren die Teile des Signals, die der S-Welle folgen, nicht rasch auf den Bezugspegel zurück, sondern sind stattdessen beträchtlich mehr negativ oder tiefer als der isoelektrische Bezugsteil. Außerdem ist das Potential, das auf dem normalen /-Punkt folgt, nicht konstant. Um diesen Zustand aufzufinden und zu messen, kann diese zusätzliche Schaltung einen ersten Zweig 52, der die Amplitude des ST-Abschnittes abtasten kann, und einen Zweig 56 enthalten, der die zwei Amplituden vergleichen und die Unterschiede zwischen ihnen anzeigen kann.

Der erste Zweig 52 enthält eine Univibrator-Differenzierschaltung 58, deren Eingang mit dem Ausgang der Begrenzerschaltung 26 verbunden ist. Wie schon weiter oben angedeutet wurde, ist das Ausgangssignal der Begrenzerschaltung 26 ein kurzer Impuls, der von einem der Impulse in dem Triggerlesekopf abgeleiteten Signal herrührt, und jedesmal, wenn ein Impuls am Ausgang der Begrenzerschaltung erscheint, wird er mit dem EKG-Signal des Verstärkers 20 synchronisiert. Genauer gesagt geht jeder Impuls um einen bestimmten Zeitraum dem Anfang eines EKG-Signals des Verstärkers voraus.

Der Multivibratorteil der Multivibrator-Differenzierschaltung 58 spricht auf die Impulse der Begrenzerschaltung 26 an und erzeugt einen Rechteckimpuls jedesmal, wenn einer von diesen Impulsen auftritt. Obgleich alle diese Rechteckimpulse eine bestimmte Länge haben, kann die Länge des Rechteckimpulses des Multivibratorteiles verstellt werden. Der Rechteckimpuls soll eine Zeitverzögerung erzeugen, so daß

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die Rückflanke des Rechteckimpulses innerhalb eines eckimpulses geändert werden kann. Der Differenzier-

Teils des EKG-Signals des Verstärkers 20 auftritt. teil der Schaltung 74 differenziert den Rechteck-

Der Differenzierschaltungsteil differenziert den impuls und erzeugt einen Impuls, der dem Ende des

Rechteckimpuls und erzeugt Zeitimpulse, die genau Rechteckimpulses entspricht.

gleichzeitig mit dem Ende der Rechteckimpulse korn- 5 Der Zeitpunkt, zu dem der Endimpuls erscheint,

men. Wie man sieht, kann durch Verändern der kann durch die Länge des Rechteckimpulses in der

Länge des Rechteckimpulses der Zeitimpuls so syn- Schaltung 74 vom Ende der i?-Welle oder Anfang der

chronisiert werden, daß er gleichzeitig mit einem vor- S-Welle verzögert werden. Wenn man folglich die

her ausgewählten Teil des EKG-Signals des Verstär- Länge des Rechteckimpulses in der Schaltung 74 ver-

kers 20 erscheint und dieser Teil insbesondere zwi- io ändert, kann der Endimpuls so laufen, daß er bei

sehen der P- und der Q-Welle liegt. jedem beliebigen Punkt nach der i?-Welle, z. B. wäh-

Der Ausgang der Multivibrator-Differenzierschal- rend des ST-Abschnittes auftritt.

tung 58 ist mit einem Eingang 62 einer Abtast-Tor- Der Ausgang des Multivibrators 74 ist mit einem schaltung 60 verbunden. Die Abtast-Torschaltung 60 ersten Eingang 76 einer Abtast-Torschaltung 78 verkann auf bekannte (herkömmliche) Art gebaut sein, 15 bunden. Die Abtast-Torschaltung 78 kann der Abhat zwei Eingänge 62 und 64 und kann ein Signal tast-Torschaltung 60 vollständig gleich sein. Die Abproportional in der Amplitude des Signals am Ein- tast-Torschaltung 78 kann einen zweiten Eingang 80 gang 64 abtasten und speichern, jedesmal, wenn ein besitzen, und ein Signal am Eingang 80 in dem Taktimpuls am Eingang 62 auftritt, genauer gesagt, Augenblick abtasten, wenn ein Taktimpuls am Einsoll die Abtast-Torschaltung 60 eine Speichervorrich- 20 gang 76 erscheint. Der zweite Eingang 80 kann mit tung enthalten, wie z. B. einen Kondensator, der sehr dem Ausgang des Verstärkers 20 verbunden sein, um rasch eine Ladung aufnimmt und speichert und ein von dort die EKG-Signale zu erhalten. Jedes erschei-Potential hat, das dem Potential des abgetasteten nende EKG-Signal veranlaßt die Abtast-Torschaltung Signals zum Ladezeitpunkt gleich ist. Der zweite Ein- 78, das EKG-Signal nach der S-Welle abzutasten, gang 64 kann mit dem Ausgang des Verstärkers 20 25 Dementsprechend erscheint am Ausgang der Abtastverbunden sein, so daß er daher das EKG-Signal er- Torschaltung 78 ein Signal, das der Amplitude des hält. EKG in dem Augenblick, in dem das End- oder Takt-

Der Ausgang 66 der Abtast-Torschaltung 60 kann signal in der Multivibrator-Differenzierschaltung 74

mit einer Seite 68 eines Differenzverstärkers 70 ver- erzeugt wird, proportional ist.

bunden sein. Dieser Verstärker kann ein bekannter 30 Der Ausgang 82 der Abtast-Torschaltung 78 ist

(herkömmlicher) Differenzverstärker sein, und er soll mit der zweiten Seite 72 des Differenzverstärkers 70

die Differenz zwischen den Signalen auf den gegen- verbunden. Diesem Verstärker 70 wird auf der einen

überliegenden Seiten 68 und 72 verstärken und ein Seite ein Signal, das dem EKG-Abtastsignal in dem

verstärktes Signal zwischen den beiden Ausgangs- ersten Schaltungszweig 52 proportional ist, und auf

klemmen 84 erzeugen. Man sieht, daß ein auftreten- 35 der anderen Seite ein Signal zugeführt, das dem

des EKG-Signal jedesmal in seinem isoelektrischen EKG-Abtastsignal in dem zweiten Schaltungszweig

Teil abgetastet wird und ein abgetastetes Signal am 54 proportional ist. Der Verstärker 70 verstärkt die

Eingang 68 auftritt. Differenz zwischen diesen Signalen und erzeugt ein

Ein zweiter Zweig 54, der den ST-Abschnitt ab- Differenzsignal. Dieses Differenzsignal kann irgendtasten soll, enthält die Schmitt-Triggerschaltung 34 40 einem Anzeigegerät, wie z. B. einem bekannten Meß- und eine Differenzier- und Begrenzerschaltung 73. instrument, zugeführt werden. Im vorliegenden Fall Die Schaltung 73 ist mit dem Ausgang der Schmitt- besteht das Anzeigegerät jedoch aus einem visuellen Triggerschaltung 34 verbunden und erhält die Recht- Sichtgerät, wie z. B. einem Kathodenstrahloszilloeckimpulse, die in der¹ Triggerschaltung 34 erzeugt graphen 86. Die Horizontalablenkschaltung ist mit werden. Wie schon weiter oben angedeutet wurde, 45 einem unabhängig laufenden Sägezahngenerator 88 beginnt und endet dieser Rechteckimpuls vollständig verbunden, der Sägezahnspannungen erzeugt, deren gleichlaufend mit dem Anfang und Ende der R-Welle Vorderflanke proportional anwächst. Dementspreim EKG-Signal des Verstärkers 20. chend wird der Elektronenstrahl über den Schirm des

Der Differenzierteil der Schaltung 73 soll die Recht- Oszillographen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit eckimpulse der Schmitt-Triggerschaltung 34 differen- 50 bewegt. Die Frequenz des Generators ist geeigneterzieren und dadurch einen ersten Puls einer Polarität weise um vieles tiefer als die Frequenz des EKG-Sierzeugen, der den Anfang der Ä-Welle und einen gnals. Dadurch erscheint eine große Anzahl von zweiten Puls einer anderen Polarität erzeugen, der EKG-Signalen während einer Ablenkperiode,
das Ende der Ä-Welle anzeigt. Der Begrenzerteil Die Vertikalablenkschaltung des Oszillographen 86 unterdrückt einen dieser Pulse und läßt nur den 55 ist mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 70 veranderen Puls übrig. Normalerweise erscheint am bunden. Wenn der Elektronenstrahl horizontal abAusgang der Schaltung 73 nur ein Triggerpuls, der gelenkt wird, wird er auch vertikal durch Spannungen das Ende der Ä-Welle oder der S-WeIIe anzeigt. abgelenkt, die den Unterschieden zwischen den Si-

Der Ausgang der Differenzier- und Begrenzerschal- gnalen des Zweiges 52 und die andererseits den tung 73 ist mit dem Eingang einer Univibrator- und 60 Unterschieden zwischen den zwei Abtastsignalen, wie Differenzierschaltung 74 verbunden. Der Multivibra- die hellen Flecken 90 und 92 anzeigen, entsprechen, torteil der Schaltung 74 kann auf bekannte Art ge- Es ergibt sich ein sichtbares Bild ähnlich wie in baut sein und erzeugt einen einzelnen Rechteck- F i g. 3, das aus vielen vertikalen Linien oder Bildern impuls, jedesmal, wenn ein Triggerimpuls am Eingang besteht. Der Nullpunkt des Bildes entspricht der Einerscheint. Die Länge dieses Rechteckimpulses hängt 65 Stellung der Lage der ersten Abtasttorschaltung, die natürlich von den Parametern der Schaltung 74 ab, durch den hellen Fleck 90 angezeigt wird, und die und es sind am besten einer oder mehrere dieser vertikalen Linien werden über oder unter der Null-Parameter einstellbar, so daß die Länge des Recht- linie dargestellt, was von der Einstellung der zweiten

Abtasttorschaltung abhängt, die durch den zweiten hellen Fleck 92 angezeigt wird. Wenn am Differenzverstärker keine Ausgangsspannung erscheint, liegen die beiden hellen Flecken 90 und 92 auf gleicher Höhe und das Bild erscheint als eine Reihe von Flecken in einer horizontalen Linie in Fig. 3. Jedes dieser Bilder gehört zu der Differenz zwischen zwei Signalen. Wenn der Bildschirm genügend nachleuchtet, bleibt eine größere Anzahl von Linien sichtbar, wodurch ein Beobachter das Muster, nach dem sich die Differenzsignale dauernd ändern, herausfinden kann.

Die Arbeitsweise der Teilschaltungen 52, 54 kann folgendermaßen kurz zusammengefaßt werden. Wenn sich das Band 11 an den Leseköpfen 17 und 19 des Bandwiedergabegerätes 18 vorbeibewegt, wird eine Reihe von Triggersignalen erzeugt, die dem Triggervorverstärker 24 zugeführt werden. Es wird außerdem eine Reihe von EKG-Signalen erzeugt, die dem Ausgleichsverstärker 20 zugeführt werden. Jedes EKG-Signal ist gegenüber dem entsprechenden Triggersignal um ein bestimmtes Zeitintervall verzögert. Die Verzögerungszeit zwischen den entsprechenden Signalen hat für jede gegebene Einstellung der Leseköpfe 17 und 19 einen konstanten Wert.

Der Triggerverstärkef 24 verstärkt die Triggersignale und führt sie der Begrenzerschaltung 26 zu. Da die Triggersignale von den ursprünglichen EKG-Signalen abgeleitet werden, bestehen sie aus zwei Impulsen entgegengesetzter Polarität, die dem Anfang und dem Ende der i?-Welle entsprechen. Die Begrenzerschaltung 26 unterdrückt einen dieser Impulse und läßt den Impuls entgegengesetzter Polarität zurück. Dieser Impuls stößt zusätzlich zur Multivibrator-Differenzierschaltung 28 auch die Multivibrator-Differenzierschaltung 58 an. Die Multivibrator-Differenzierschaltung 58 erzeugt einen Rechteckimpuls und . differenziert ihn, wodurch man einen Taktimpuls entsprechend dem Ende des Rechteckimpulses erhält. Durch Einstellung der Länge des Rechteckimpulses des Multivibrators kann der Taktimpuls gegenüber dem ursprünglichen Triggersignal um irgendeine beliebige Zeit verzögert werden.

Der Taktimpuls wird dem Eingang 62 der Abtast-Torschaltung 60 zugeführt. Dadurch wird durch die Torschaltung 60 das EKG-Signal jedesmal dann am Eingang 64 abgetastet, wenn ein Taktimpuls kommt. Am Ausgang 66 erscheinen die ersten Abtastsignale, die der Amplitude des EKG-Signals im Abtastaugenblick entsprechen.

Das EKG-Signal am Ausgang des Verstärkers 20 wird der Schmitt-Triggerschaltung 34 zugeführt und erzeugt einen Rechteckimpuls, der genau mit dem ö-RS-Komplex zusammenfällt. Dieser Rechteckimpuls läuft durch die Differenzierklipperschaltung 73, die einen Impuls erzeugt, der genau gleichzeitig mit dem Ende des Rechteckimpulses oder der 5-Welle auftritt. Dieser Impuls wird dann der Multivibrator-Differenzierschaltung 74 zugeführt. Die Multivibrator-Differenzierschaltung 74 erzeugt Rechteckimpulse und differenziert sie, wodurch sie einen Taktpuls erzeugt, der mit den Enden der Rechteckimpulse genau übereinstimmt und um die Länge der Rechteckimpulse gegenüber der S-Welle verzögert wird.

Der Taktpuls wird dem Eingang 76 der Abtasttorschaltung 78 zugeführt, wobei die Abtasttorschaltung 78 das EKG-Signal am Eingang 80 abtastet, und ein zweites Abtastsignal am Ausgang 82 erzeugt, das der Amplitude des EKG-Signals im Abtastaugenblick entspricht.

Das erste und das zweite Abtastsignal werden den Eingängen 68 und 72 am Differenzverstärker 70 zugeführt. Der Verstärker erzeugt dann' Ausgangssignale, die den Unterschieden zwischen den entsprechenden Abtastsignalen entsprechen. Diese Differenzsignale werden dann der Vertikalablenkschaltung in dem Oszillographen 86 zugeführt. Da durch den

ίο unabhängig laufenden Sägezahngenerator 88 der Elektronenstrahl horizontal abgelenkt wird, entstehen vertikale Linien, die den Differenzsignalen entsprechen. Die Ablenkung geht vorzugsweise ausreichend langsam vor sich, damit eine genügende Anzahl von Differenzsignalen, die bei jedem Durchlaufen auftreten, erscheint. So entspricht das Bild auf dem Oszillographen 86 der F i g. 3 und besieht aus einer Reihe von im wesentlichen vertikalen Linien. Die Höhe jeder dieser Linien entspricht der Amplitude des Differenzsignals oder dem Betrag der ST-Abschnitteinsenkung im EKG-Signal.

Wenn man die Rechteckimpulse in der Multivibrator-Diiferenzierschaltung 58 so einstellt, daß sie zwischen der P- und Q-Welle enden, dann tastet die Abtasitorschaltung 60 das EKG-Signal während des isoelektrischen Bezugsteiles zwischen der P- und der ß-Welle ab. Demgemäß entspricht das Abtastsignal der Abtasttorschaltung 60 dem Potential des Bezugsteiles. Um dem Fachmann bei der Einstellung des Multivibrators 58 zu helfen und um sich zu vergewissern, daß zum gewünschten Zeitpunkt abgetastet wird, wird der Ausgang der Multivibrator-Differenzierschaltung 58 mit dem Kathodenstrahloszillographen 22 verbunden. So erzeugt der Taktpuls, der die Abtasitorschaltung 60 triggert, eine sichtbare Marke auf dem Bildschirm des Oszillographen. Diese Marke liegt in dem sichtbaren Teil der abgetasteten Welle. Obgleich die Marke jede beliebige Form annehmen kann, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Taktimpuls dem Oszillographen zuzuführen, um die Intensität des Bildes zu vergrößern. Dies erzeugt im Abtastpunkt einen hellen Fleck 90, den der Fachmann sicher sieht.

Durch entsprechende Einstellung der Multivibrator-Differenzierschaltung 74 enden die Rechteckimpulse während des ST-Abschnittes und die Abtasttorschaltung 78 tastet das EKG-Signal während des ST-Abschnittes ab. So entspricht das Signal am Ausgang 82 dem Potential während des ST-Abschnittes.

Um die Einstellung des Multivibrators 74 zu erleichtern und das Abtasten während des ausgewählten Abschnittes des ST-Segments zu überprüfen, kann der Ausgang der Differenzierschaltung 74 mit dem Oszillographen 22 verbunden werden, um die Taktmarke für die Abtasttorschaltung 78 dem Oszillographen zuzuführen. Dadurch wird eine zweite Marke, z. B. ein heller Fleck, erzeugt, der zu einem besonderen Teil der abgetasteten Welle gehört.

Folglich kann der Fachmann die Abtastzeit vollständig steuern, und er kennt immer zuverlässig die Abtastzeit.

Wie man sieht, wurden elektrokardiographische Geräte entwickelt, die eine Reihe von sichtbaren Anzeigen, entsprechend den Wellen eines EKG-Signals, erzeugen können, so daß ein Fachmann die EKG-Signale schnell beobachten und auswerten kann. Außerdem helfen die elektrokardiographischen Geräte dem Fachmann, die verschiedenen Eigenschaften

des EKG-Signals genauer aufzufinden und auszuwerten.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Elektrische Auswerteeinrichtung zum Analysieren einer Folge von aperiodischen Eingangssignalen mit ähnlicher Wellenform, z. B. Elektrokardiogrammen, hinsichtlich ihrer Wellenform, mit einer Vorrichtung, die Triggersignale von einem bestimmten Teil der Eingangssignale ableitet, und mit einer die Eingangssignale aufnehmenden Abtastvorrichtung, die eine auf die Triggersignale ansprechende Vorrichtung enthält, die die Amplitude der Eingangssignale genau dann, wenn die Triggersignale auftreten, abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß neben der einen Abtastvorrichtung (60) eine entsprechende weitere Abtastvorrichtung (78) vorgesehen ist, daß die Phasenlagen der Triggersignale für die beiden Abtastvorrichtungen (60, 78) relativ zu den abzutastenden Eingangssignalen derart verschieden sind, daß der Amplitudenverlauf jedes Eingangssignals während zweier voneinander getrennter Zeitintervalle abgetastet wird, und daß die von den Abtastvorrichtungen (60,78) abgegebenen Ausgangssignale einer Vergleichsvorrichtung (70) zum Vergleich der Amplituden der beiden Abtastsignale zugeführt werden.

2. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Ableitung der Triggersignale zwei Triggerkanäle (24, 26, 58 und 34, 73, 74) mit unterschiedliche Zeitverzögerungen herstellenden Verzögerungsgliedern (58, 74) enthält, in denen Paare gegeneinander verzögerter Triggersignale erzeugt werden, von denen je eins zusammen mit den Eingangssignalen den Abtastvorrichtungen (60, 78) zugeführt wird.

3. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerung in einem der Triggerkanäle einstellbar ist.

4. Auswerteeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung (70) ein der Differenz der Amplituden der Abtastsignale proportionales Ausgangssignal abgibt.

5. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung einen Differenzverstärker enthält.

6. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Differenz der Abtastsignale proportionalen Ausgangssignale auf den einen Koordinateneingang eines Wiedergabegerätes (86) gegeben werden, dessen anderem Koordinateneingang ein Ablenksignal (88) zugeführt wird, dessen Periodendauer im Vergleich zur mittleren Periode der Ausgangssignale groß ist.

7. Auswerteeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggersignale ferner einem Wiedergabegerät (22) zur Synchronisation der diesem Gerät verzögert zugeführten Eingangssignale zugeführt werden.

8. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerkanäle dem Wiedergabegerät im Moment der Abtastung Signale zuführen, die die Stelle im Eingangssignal anzeigen, an der die Abtastung stattfindet.

9. Auswerteeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der Triggerschaltung (34) eine Anzeigeschaltung (36, 38) verbunden ist, die anzeigt, wenn die Dauer eines der Zustände der Triggerschaltung eine vorbestimmte Dauer überschreitet.

10. Auswerteeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wiedergabegerät (18) vorgesehen ist, das die aufgezeichneten Eingangssignale· liefert.

.11. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale langsam aufgezeichnet und schnell wiedergegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 544/21