DE1812816A1 - Arrangement for monitoring the pulse - Google Patents

Arrangement for monitoring the pulse

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DE1812816A1
DE1812816A1 DE19681812816 DE1812816A DE1812816A1 DE 1812816 A1 DE1812816 A1 DE 1812816A1 DE 19681812816 DE19681812816 DE 19681812816 DE 1812816 A DE1812816 A DE 1812816A DE 1812816 A1 DE1812816 A1 DE 1812816A1
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Axel Fischer
Taaks Dr-Ing Hermann
Bullinger Dr-Ing Theo
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BBC Brown Boveri France SA
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate

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Description

BROWN, BOVERI & CIE · AKTIENGESELLSCHAFTBROWN, BOVERI & CIE · AKTIENGESELLSCHAFT

MANNHEIM 1 Q 1 9 R 1 R BR°WN B°VERI MANNHEIM 1 Q 1 9 R 1 R BR ° WN B ° VERI

Mp.-Nr. 688/68Mp. No. 688/68

Mannheim, den 28.11.68 Pat.Schi/MiMannheim, 11/28/68 Pat.Schi / Wed

Anordnung zur Überwachung des PulsesArrangement for monitoring the pulse

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung des Pulses in peripheren Blutgefäßen unter Verwendung eines Pulsaufnehmers, der die pulssynchronen Schwankungen der Blutfülle oder des Blutdruckes in eine entsprechende Signalspannung umwandelt.The invention relates to an arrangement for monitoring the pulse in peripheral blood vessels using a pulse sensor, which converts the pulse-synchronous fluctuations in blood volume or blood pressure into a corresponding signal voltage.

Herztätigkeit und Kreislauf gehören zu den wichtigsten Körperfunktionen, deren Tätigkeit in vielen Fällen ohne Unterbrechung überwacht werden muß. Die Herzaktionsspannung gibt Auskunft über die elektrische Erregung des Herzens. Oft wird jedoch der Herzmuskel zwar erregt, die Förderleistung der Herzpumpe · reicht aber nicht aus, um den Blutkreislauf in dem notwendigen Umfang aufrechtzuerhalten. Es hat sich deshalb als zweckmäßig erwiesen, die durch Systole und Diastole hervorgerufenen Druck- und Volumenschwankungen der peripheren Blutgefäße zu kontrollieren. Zum Beispiel kann eine durch Gefäßkonstriktion verursachte Verringerung der pulBsynchronen Volumenschwankungen frühzeitig auf eine Störung der Blutversorgung hinweisen.Cardiac activity and circulation are among the most important functions of the body, whose activity must in many cases be monitored without interruption. The heart action voltage provides information about the electrical excitation of the heart. Often, however, the heart muscle is stimulated, the delivery rate of the heart pump but is not sufficient to maintain the blood circulation to the extent necessary. It has therefore proven to be useful proven to control the pressure and volume fluctuations of the peripheral blood vessels caused by systole and diastole. For example, a reduction in the pulse-synchronous volume fluctuations caused by vascular constriction can occur at an early stage indicate a disturbance in the blood supply.

Es ist bereits bekannt, diese Druck- oder Volumenschwankungen durch besonders ausgebildete, meist an den Extremitäten oder an der Ohrmuschel angebrachte Pulsaufnehmer in elektrische Signale umzuwandeln und zu erfassen (vergl. DGbm 1 961 186). Dabei wird wie bei der Überwachung der quasiperiodischen Herzaktionsspannung die Anzahl der Signalamplituden, beispielsweise die Anzahl der Kammerkomplexe, innerhalb eines vorgegebenen Zeitabschnittes auegezählt. Das Auszählen der Signalamplituden geschieht in der Weise, daß ein bestimmter Schwellenwert festgelegt wird, bei dessen Überschreitung ein Impuls entsteht, der eine Zählvorrichtung od.dgl. betätigt. Der Naohteil dieses It is already known that these pressure or volume fluctuations can be converted into electrical signals and recorded using specially designed pulse sensors, usually attached to the extremities or the auricle (cf. DGbm 1 961 186). As with the monitoring of the quasi-periodic cardiac action voltage, the number of signal amplitudes, for example the number of ventricular complexes, is counted within a predetermined time segment. The counting of the signal amplitudes is done in such a way that a certain threshold value is established, and when it is exceeded, a pulse is generated which a counting device or the like. actuated. The naoh part of this

009826/0975009826/0975

- 2 - 688/68- 2 - 688/68

•Verfahrens "besteht Jedoch darin, daß bei zu hoch gewählter .Schwelle eine SignalampIitude von etwas geringerer Höhe nicht mehr erfaßt wird. Ist die Schwelle dagegen zu niedrig eingestellt, so werden auch Störsignale und Nebenmaxiraa, die nur geringfügig kleiner als die Signalamplitude sind, registriert. In beiden Fällen unterscheidet sich die Zahl der gezählten Impulse von der Zahl der zu zählenden Signalamplituden, das heißt, das Meßgerät zeigt eine falsche Pulsfrequenz an. Ist das Meßinstrument mit Einrichtungen zur automatischen Überwachung der Pulsfrequenz verbunden, wird falscher Alarm ausgelöst. TJm die Häufigkeit der Fehlalarme zu verringern, muß die bestmögliche Schwelle für jeden Patien.ten aufs neue experimentell bestimmt werden. Diese experimentelle Bestimmung ist jedoch bei den bekannten Geräten zur Pulsüberwachung schwierig und zeitraubend, da die eingestellte Schwelle nicht erkenn· bar ist.• Procedure "is, however, that if too high is selected .Do not threshold a signal amplitude of slightly lower height more is captured. If, on the other hand, the threshold is set too low, this way, interference signals and secondary maxima, which are only slightly smaller than the signal amplitude, are registered. In both cases, the number of pulses counted differs from the number of signal amplitudes to be counted means the meter is showing an incorrect pulse rate. Is the measuring instrument with devices for automatic monitoring connected to the pulse rate, a false alarm is triggered. In order to reduce the frequency of false alarms, the best possible threshold must be experimentally determined for each patient to be determined. However, this experimental determination is difficult with the known devices for pulse monitoring and time-consuming, since the set threshold cannot be recognized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den peripheren Puls so zu überwachen, daß Fehlalarm infolge von Störungen, die beispielsweise durch unkontrollierte Bewegungen des Patienten verursacht werden, weitgehend ausgeschaltet sind.The invention is based on the object of monitoring the peripheral pulse so that false alarms as a result of disturbances that caused for example by uncontrolled movements of the patient are largely switched off.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Signalspannung zusammen mit Schwellenwertspannungen, bei deren Unterschreitung durch die Signalspannung Alarmfunktionen ausgelöst werden und/oder bei deren Überschreitung durch die Signalspannung Impulse erzeugt werden, auf einem Anzeigegerät dargestellt ist.This object is achieved according to the invention in that the signal voltage together with threshold voltages at their If the signal voltage falls below this, alarm functions are triggered and / or if they are exceeded by the Signal voltage pulses are generated, shown on a display device.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zwei Sohwellwertspannungen vorgesehen sind, von denen die Schwellwertspannung1die Mindestamplitude der Signalapannung anzeigt und die Sohwellwertspannung^die Spannung ist, die zur Messung der Pulsfrequenz herangezogen wird. An advantageous embodiment of the invention consists in that two threshold value voltages are provided, of which threshold value voltage 1 indicates the minimum amplitude of the signal voltage and threshold value voltage ^ is the voltage that is used to measure the pulse frequency.

009826/0975009826/0975

688/68688/68

Ein Ausführungsbeispiel der1 Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention 1 is shown in the drawing and will be described in more detail below. Show it

Pig. 1 eine Schaltungsanordnung zur peripheren Pulsüberwachung Fig. 2 einen Teil der vom Puls abgeleiteten Spannung U überPig. 1 shows a circuit arrangement for peripheral pulse monitoring. FIG. 2 shows part of the voltage U derived from the pulse

der Zeit,
Fig. 3 den Zeitverlauf der Spannung U zusammen mit dem Zeit-currently,
Fig. 3 shows the time course of the voltage U together with the time

JvJv

verhalten einiger elektronischer Bauelemente.behavior of some electronic components.

In Fig. 1 liegt an dem Verstärker 1 und an dem Oszilloskop 2 die von Druck- oder Volumenschwankungen abgeleitete Spannung U . Der Verstärker 1 ist an die beiden Trigger 3 und 4 angeschlossen, von denen der Trigger 3 mit einem astabilen Multivibrator 5 und dem Eingang S eines bistabilen Kippschalters 6 verbunden ist, während der Trigger 4 an einer RC-Kombination 7 und an einem Impulsgeber 8 liegt. Der astabile Multivibrator 5 steuert das Oszilloskop 2 an. An den zweiten Eingang R des bistabilen Multivibrators 6 ist ein Verzögerungsglied 9 angeschlossen, das mit dem Ausgang des Impulsgebers 8 verbunden ist. Der Ausgang des Impulsgebers 8 liegt an dem nichtnegierten Eingang eines UND-Gliedes 10, dessen zweiter, negierter Eingang an den Ausgang des astabilen Multivibrators 5 angeschlossen ist. Das UND-Glied 10 eteuert einen weiteren Trigger 11 an, der über eine Diode 12 mit einem Alarmgeber 13 verbunden ist. Ebenfalls mit dem Alarmgeber 13 ist die RC-Konbination 7 über einen Trigger 14 und eine Diode 15 verbunden.In FIG. 1, the amplifier 1 and the oscilloscope 2 are connected the voltage U derived from pressure or volume fluctuations. The amplifier 1 is connected to the two triggers 3 and 4, of which the trigger 3 with an astable multivibrator 5 and the input S of a bistable toggle switch 6 is connected, while trigger 4 is connected to an RC combination 7 and on a pulse generator 8 is located. The astable multivibrator 5 controls the oscilloscope 2. At the second input R. of the bistable multivibrator 6, a delay element 9 is connected, which is connected to the output of the pulse generator 8 is. The output of the pulse generator 8 is at the non-negated input of an AND element 10, the second, negated Input is connected to the output of the astable multivibrator 5. The AND gate 10 controls a further trigger 11, which is connected to an alarm transmitter 13 via a diode 12 is. The RC combination 7 is also connected to the alarm transmitter 13 via a trigger 14 and a diode 15.

Die über Pulsaufnehmer gewonnene Spannung U wird über den Verstärker 1 den Triggern 3 und 4 zugeführt. Der Trigger 3 ist auf den Schwellwert S2 (Fig. 2) und der Trigger 4 auf den Schwellwert S1 eingestellt. Überschreitet nun die Spannung U = U9 (Fig. 2) den Wert S9, so gibt der Trigger 3 einen Impuls auf den astabilen Multivibrator 5 und den bistabilen Kippschalter 6. Während der bistabile Kippschalter 6 dadurch in seine zweite stabile Lage gesetzt wird, tastet der astabileThe voltage U obtained via the pulse pick-up is fed to the triggers 3 and 4 via the amplifier 1. The trigger 3 is set to the threshold value S 2 (FIG. 2) and the trigger 4 is set to the threshold value S 1 . If the voltage U = U 9 (Fig. 2) now exceeds the value S 9 , the trigger 3 sends a pulse to the astable multivibrator 5 and the bistable toggle switch 6. While the bistable toggle switch 6 is thereby placed in its second stable position, the astable gropes

009825/0975009825/0975

688/68688/68

Multivibrator den Elektronenstrahl des Oszilloskops 2 hell und dunkel, so daß die Spannung U ~ IT0 oberhalb dee Schwellwertes S« gestrichelt dargestellt wird. Es ist für den Arzt oder die betreuende Krankenschwester damit sofort erkennbar, daß die Pulsamplitude den eingestellten Schwellwert überschritten hat.Multivibrator the electron beam of the oscilloscope 2 light and dark, so that the voltage U ~ IT is shown in phantom above 0 dee threshold value S '. The doctor or the attending nurse can immediately see that the pulse amplitude has exceeded the set threshold value.

Überschreitet die Spannung U, den niedrigen Schwellwert S1, so steht am Ausgang des Triggers 4 solange ein I-Signal an, wie der Schwellwert S1 überschritten bleibt (Pig. 3,b), während dei Trigger 3 überhaupt nicht anspricht. Wird die Schwelle S.. daraufhin unterschritten, so gibt der Impulsgenerator 8 im Augenblick des Unterschreitens einen Impuls ab. Dieser Impuls (Fig. 3,d) wird auf das Verzögerungsglied 9 und den nichtnegierten Eingang des UND-Gliedes 10 gegeben. Steht an dem negierten Eingang des UND-Gliedes 10 ein O-Signal an, so wird der Zähler 11 mit einem Zählimpuls beaufschalgt. Dieser Zähler 11 kann nach dem ersten eintreffenden Zählimpuls den Alarmgeber 13 ansteuern oder aber erst nach einer vorgegebenen Zahl von Zählimpulsen. Wurde jedoch nicht nur die Schwelle S- sondern auch die Schwelle S? überschritten, so steht am Ausgang des bistabilen Schalters 6 ein L-Signal (Fig. 3»c) an und das UND-Glied 10 gehaltet nicht durch«, Der von dem Impulsgenerator 8 ausgehende Impuls gelangt nach einer durch das Verzögerungsglied 9 vorbestimmten Zeit (Fig» 3se) auf den bistabilen Schalter 6 und setzt diesen zurück, so daß er für die nächste Impulsmessung aktiviert wird« Ein Alarm wird also auch dann gegeben, wenn die Spannung U, die interne SchwelIf the voltage U exceeds the low threshold value S 1 , an I signal is present at the output of the trigger 4 as long as the threshold value S 1 remains exceeded (Pig. 3, b), while the trigger 3 does not respond at all. If the threshold S. This pulse (Fig. 3, d) is applied to the delay element 9 and the non-negated input of the AND element 10. If there is an 0 signal at the negated input of the AND element 10, then the counter 11 receives a counting pulse. This counter 11 can trigger the alarm generator 13 after the first incoming counting pulse or only after a predetermined number of counting pulses. However, was not only the threshold S- but also the threshold S ? exceeded, an L signal (Fig. 3 "c) is present at the output of the bistable switch 6 and the AND element 10 is not held through". The pulse emanating from the pulse generator 8 arrives after a time predetermined by the delay element 9 ( Fig "3 s e) on the bistable switch 6 and resets it so that it is activated for the next pulse measurement." An alarm is also given if the voltage U, the internal threshold

mehrmals erreicht, jedoch nicht die Schwellereached several times, but not the threshold

Die erfindungsgemäße Anordnung soll außer el sr.-, immer dann einen Alarm auslösen, wenn die Schwelle S1 innerhalb einer einstellbaren Zeit nicht erreicht wird. Um disser Anforderung au genii« gea, wird der Ausgangsimpuls eis® Triggers 4 auf die RC=Kombination 7 gegeben, deren Zeitkoiiistanta so bemessen iat9 daß bei In addition to el sr.-, the arrangement according to the invention should always trigger an alarm if the threshold S 1 is not reached within an adjustable time. To disser request au genii "gea, the output pulse is given Eis® trigger 4 on the RC combination = 7 whose Zeitkoiiistanta so dimensioned that when iat 9

00 9-3 2E/097500 9-3 2E / 0975

- 5 - 688/68- 5 - 688/68

Ausbleiben einer bestimmten Anzahl von Impulsen über den Trigger 14 ein Alarm ausgelöst wird.If a certain number of impulses are missing via the trigger 14, an alarm is triggered.

Die bei den Triggern 3 und 4 eingestellten Schwellen S1 und S, können ohne besondere Schwierigkeiten zusammen mit der Spannung Ux auf dem Oszilloskop dargestellt werden. Es genügt aber auch, wenn wie in dem vorbeschriebenen Beispiel eine über die Schwelle Sp tretende Spannung gestrichelt dargestellt wird. The thresholds S 1 and S set for triggers 3 and 4 can be displayed on the oscilloscope together with the voltage U x without any particular difficulty. However, it is also sufficient if, as in the example described above, a voltage crossing the threshold Sp is shown in dashed lines.

Eine weitere Variation des Erfiridungsgedankens besteht darin, daß dem Teil der Spannung U , der über der Schwelle S0 liegt, eine Wechselspannung überlagert wird, so daß er sich deutlich von dem übrigen Kurvenzug abhebt. Die Schwellen S1 und S0 können außerdem automatisch eingestellt werden, indem beispielsweise die mittlere Amplitude der mit Hilfe eines Pulsaufnehmers gewonnenen Signale zur Ansteuerung der Schwellen herangezogen wdrd.Another variation of the concept of the invention consists in that an alternating voltage is superimposed on the part of the voltage U which is above the threshold S 0 , so that it clearly stands out from the rest of the curve. The thresholds S 1 and S 0 can also be set automatically by using, for example, the mean amplitude of the signals obtained with the aid of a pulse pick-up to control the thresholds.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zur Überwachung der Herztätigkeit von Patienten der periphere Pule herangezogen wird, und zwar in der Welpe, daß die bestmögliche Ansprechschwelle nicht bei jedem Patienten experimentell bestimmt werden muß und die Einflüsse von Störgrößen weitgehend eliminiert werden.The advantages achieved by the invention are in particular that for monitoring the cardiac activity of patients the peripheral coil is used, namely in the puppy, that the best possible response threshold is not for every patient must be determined experimentally and the influences of Disturbance variables are largely eliminated.

Claims (7)

Patentansprüche: 688/68Claims: 688/68 1. Anordnimg zur Überwachung des Pulses in peripheren Blutgefäßen unter Verwendung eines Pulsaufnehmers, der die pulssynchronen Schwankungen der Blutfülle oder des Blutdruckes in eine entsprechende 'Signalspannung umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalspannung zusammen mit Schwellwertspannungen, bei deren Unterschreitung durch die Signalspannung Alarmfunktionen ausgelöst werden und/oder bei deren Überschreitung durch die Signalspannung Impulse erzeugt werden, auf einem Anzeigegerät dargestellt ist.1. Arrangement for monitoring the pulse in peripheral blood vessels using a pulse pick-up that generates the pulse-synchronous Converts fluctuations in blood volume or blood pressure into a corresponding signal voltage, thereby characterized in that the signal voltage together with threshold voltages, when the signal voltage falls below these, alarm functions are triggered and / or when they Exceeding through the signal voltage pulses are generated, is shown on a display device. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schwellwertspannungen (Sp, S-.) vorgesehen sind, von denen die Schwellwertspannung (S.) die Mindestamplitude der Signalepannung anzeigt und die Schwellwertspannung (Sp) die Spannung ist, die zur Messung der Pulsfrequenz herangezogen wird.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that two Threshold voltages (Sp, S-.) Are provided, of which the threshold voltage (S.) the minimum amplitude of the signal voltage and the threshold voltage (Sp) is the voltage that is used to measure the pulse frequency. 3. Anordnung nach den Ansprüchen' 1 oder 2, dadurch gekennzeichne daß die Schwellwertspannungen (S,,Sp) als horizontale Geraden auf dem Anzeigegerät dargestellt aind.3. Arrangement according to claims 1 or 2, characterized thereby that the threshold voltages (S ,, Sp) as horizontal straight lines shown on the display device. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über der Schwellwertspannung (S2) liegende Signalspannung gestrichelt dargestellt ist.4. Arrangement according to claims 1 or 2, characterized in that the signal voltage lying above the threshold voltage (S 2 ) is shown in dashed lines. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegeräte Oszilloskope oder Kurvenschreiber vorgesehen sind.5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that oscilloscopes or chart recorders are provided as display devices are. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die im Falle des ein-mehrmaligen Auftretens von Signalspannungen, die zwar die Schwellwertspannung (S*) Überschreite^ nicht jedoch die Schwellwertspannung (S2), ein Alarmsignal auslb'ean.6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided which, in the event of the one-time occurrence of signal voltages which exceed the threshold voltage (S *), but not the threshold voltage (S 2 ), trigger an alarm signal 'ean. 009825/0975009825/0975 688/6Θ688 / 6Θ 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die im Falle des NichtÜberschreitens der Schwellwertspannung (S-) durch die Signalspannung für eine vorgegebene Zeit ein Alarmsignal auslösen,6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided in the case if the signal voltage does not exceed the threshold voltage (S-) for a specified time, an alarm signal is generated trigger, 7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalspannung (U ) einem Anzeige-7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the signal voltage (U) corresponds to a display JLJL gerät (2) und über einen Verstärker (1) den Triggern (3»4) zugeführt ist, von denen der eine Trigger (3) an einem astabilen Multivibrator (6) liegt und der andere Trigger (4) mit einem Zeitglied (7) und einem Impulsgenerator (8) verbunden ist, daß ferner der Impulsgenerator (8) an ein den bistabilen Kippschalter (6) steuerndes Zeitglied (9) und einen nicht-negierten Eingang eines UND-Gliedes (10) angeschlossen ist, dessen negierter Eingang an dem Ausgang des bistabilen Kippschalters (6) liegt und daß das UND-Glied (10). über einen Zähler "(11) und das Zeitglied (7) über einen weiteren Trigger (14) mit einem Alarmgeber verbunden ist.device (2) and via an amplifier (1) the triggers (3 »4) is fed, of which one trigger (3) is on an astable multivibrator (6) and the other trigger (4) with a timing element (7) and a pulse generator (8) is connected, that further the pulse generator (8) to a bistable Toggle switch (6) controlling timing element (9) and a non-negated input of an AND element (10) are connected is, whose negated input is at the output of the bistable toggle switch (6) and that the AND gate (10). above a counter ″ (11) and the timer (7) is connected to an alarm transmitter via a further trigger (14). HO 9825/0975HO 9825/0975
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2135739A1 (en) * 1970-07-17 1972-03-23 Survival Technology Device for diagnosing certain aspects of the patient's heart condition
DE2142095A1 (en) * 1970-09-29 1972-03-30 Orr T Heart rate monitor

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