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Vorrichtung zur Messung der vegetativen Reaktionslage von Patienten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der vegetativen Reaktionslage
von Patienten mit dem Nullabgleich einer von einer Energiequelle gespeisten Brückenschaltung,
Seit längerer Zeit besteht für die medizinische Behandlung von Patienten das Bedürfnis
nach einer Methode, Krankheiten und die Wirkung von Heilbehandlungen sowie therapeutische
Maßnahmen auf die vegetative Konstitution des Patienten Bu diagnostizieren. Lurch
medizinische Versuchte ist es bekannt, daß eine Korrelation zwischen der Polarisationskapazität
der Haut und der Erregungslage des sympathikonten Anteils sowie eine Korrelation
zwischen dem Polarisationswiderstand der Haut und der Erregungslage des parasympathikotonischen
(vagonotonen) Anteils bestehen. Die medizinischen Versuche haben ergeben, daß vagotonische
Krankheiten, wie z.B. Asthma, allergische Krankheiten, Ekzeme u. a. durch einen
erhöhten Widerstandswert R, gemessen in Kiloohm, des menschlichen Körpers und einen
verMinderten Kapazitätswert a, gemessen in Mikrofarad, gekennzeichnet sind und sympathikotonische
Krankheiten, wie z.B. Hypertonie, Diabetes und andere durch
einen
erniedrigten Widerstandswert und einen erhöhten Kapazitätswert gekennzeichnet sind.
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Es sind Meßgerate bekannt, die mit Hilfe einer Wheatstone' schen Brückenschaltung
gleichzeitig den Widerstand R und die Kapazität C des über Elektroden an. das Gerät
angeschlossenen Patienten messen. Bei einem bekannten Gerät wird der Nullabgleich
der Wheatstone'schen Brückenschaltung manuell eingestellt und die entsprechenden
Widerstands- und Kapazitätswerte an Drehknöpfen abgelesen. Durch mehrmaliges zeitlich
aufeinanderfolgendes Messen erhält man verschiedene Meßwerte, die in ein Diagramm
eingetragen werden müssen, so daß nach einer gewissen Zeit der Behandlungsverlauf
bzw. die Wirkung eines Behandlungsmittels an den steigenden bzw.
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fallenden.R- und C-Werten abgelesen werden kann. Aufgrund vieler Untersuchungen
ist bei gesunden Patienten ein Normbereich von R- und C-Wert festgestellt worden,
der durch die Behandlung und die Einnahme von Medikamenten bei den kranken Patienten
angestrebt wird.
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Es hat sich bei der Messung mit dem bekannten Gerät als nachteilig
erwiesen, daß während des Meßvorganges der Nullabgleich der Wheatstone'schen Brückenschaltung
manuell von der Bedigungsperson vorgenommen werden muß und außerdem Handgriffe und
Bedienungsanweisungen notwendig sind, die ein technisches Verständnis der Bedienungsperon
und eine zusätzliche Ausbildung notwendig machen. Ferner ist das bekannte Meßgerät
nicht für die ambulante Behandlung verwendbar, da es nur in Verbindung mit einer
fest installierten Stromquelle funktionsfähig ist. Ein weiterer Nacht besteht darin,
daß die R- und C-Werte an dem bekannten Gerät nicht direkt abgelesen werden können,
sondern sich erst durch mehrere Schaltvorgänge beim Nullabgleich der Wheatstone
schen Brückenschaltung ergeben, wonach die Meßwerte an -verschiede-: nen Skalen
abzulesen und in Diagramme zu übertragen sind.
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Hierbei ergeben sich jedoch unerwünschte Fehlerquellen, die das Meßergebnis
verfälschen und dem Arzt nicht den gewünschten Aufschluß über den Behandlungsverlauf
geben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Meßeinrichtung zu vermeiden und eine Vorrichtung zur Messung der vegetativen Reaktionslage
der Patienten zu schaffen, die vorwiegend zum Einsatz in Kliniken, größeren Praxen
und im Operationssaal sowie zur postoperativen Behandlung verwendbar ist und aufgrund
einer vorwiegend selbständigen Funktionsweise auch von.technisch nicht qualifiziertem
Personal bedient werden kann. Das Gerät soll aber auch in der Arzeinmittelforschung
zur Überwachung der Herstellung von Medikamenten Verwendung finden.
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Die Aufgabe- der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der.kapazitive
und der ohm'sche Widerstand eines an die Meßeinrichtung angeschlossenen Patienten
mittels eines in der Schaltung vorgesehenen, auf einem Norm-Wert einstellbaren Widerstands-und
Kapazitätsvergleichsnetzwerkes vergleichbar ist und die Spannun-gsdifferenz, , die
in Phase und Betrag abgeglichen sind, zur Betätigung eines Digital-Analoganzeigers
oder eines Schreibgerätes ausgenutzt wird. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn
zur Verstärkung der Spannungsdifferenz vorzugsweise zwei getrennt verstärkende Operationsverstärker
vor gesehen sind. Je einem Operationsverstärker können ein Phasen--detektor zum
Phasenabgleich und ein- Amplitudendet-ektor' zum Amplitudenabgleich nachgeschaltet
sein.
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In besonders vorteilhafter Ausgangstaltung des Erfindungsgegenstandes
können-die vom: Phasendetektor und Amplitudendetektor ausgegebenen Impulse als Eingabesignale
für die digitale Signalauswertung, insbesondere. zur Betätigung eines einer ansteuerbaren
Gatterschaltung nachgeschalteten Impulszählers Verwendung finden. Je nachdem, ob
ein positives oder negatives Eingabesignal abgegeben wird, zählt das über eine Flip-Flop-Schaltung
angeschlossene Gatter aufwärts oder abwärts, und der von, der Gatterschaltung gesteuerte
Impulszähler beginnt zu laufen und zeigt die analogen R-bzw. C-Werte direkt auf
den Ziffernröhren des Impuslzählers an.
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In einer anderen sehr vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
kann als Schreibgerät vorzugsweise ein Z-G-Diagraph vorgesehen sein, der durch die
von dem Phasendetektor und dem Amplitudendetektor abgegebenen Impulse gesteuert
wird und die abgeglichenen Meßwerte direkt in einer modifizierten Gaußschen Zahlenebene
graphisch darstellt. Diese Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes hat den besonderen
Vorteil, daß die R- und C-Werte direkt in ein Diagramm, z.B. in ein Karteiblatt,
eintragbar sind, so daß bei einer erneuten Messung nach einem bestimmten Behandlungsablauf
Unterschiede in dem Kurvenverlauf sofort festgestellt werden können. Eine sehr wesentliche
Fehlerquelle bei dem Ubertragen der Meßwerte durch das Bedienungspersonal in ein
Diagramm entfällt somit.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Meßeinrichtung in einem handlichen, transportablen,
isolierten Gehäuse eingebaut ist, das als Tischgehäuse und/oder als Einbaugehäuse
verwendbar ist und an welchem seitliche Zusatzgeräte montierbar sind. Das Gerät
kann daher sehr gut in die bekannten verfahrbaren Gestelle eingebaut werden und
rist stets von der Vorderseite bedienbar. Bei fest installierten Meßeinrichzungen
ist es zweckmäßig, wenn als Energiequelle der Netzstrom dient, an die die Vorrichtung
mittels eines Netzsteckers angeschlossen ist. Bei Geräten für die ambulante Behandlung
ist es zweckmäßig, daß'als Energiequelle eine Batterie dient, die im Gehäuse leicht
zugänglich angeordnet ist. Für diesen Zweck sind Klemmen vorgesehen, mit denen die
Vorrichtung an die Batterie-anschließbar ist. Ebenfalls ist ein Netz oder ein Batterieeinschub
vorhanden. Die Elektroden, mit denen der Patient an die Vorrichtung angeschlossen
wird, sind vorteilhaft als metallische Stäbe oder Platten ausgebildet, die mit der
Brückenschaltung über isolierte Leiter in Verbindung stehen.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem
Ausführungsbeispiel
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 das Blockschaltbild der Vorrichtung in einem AufUhrungobeispiel mit einem
Digital-Analoganzeiger, Pig.3 den Netzteil und die Konstantspannungsversorgung,
Fig.4 die Brückenvergleichsschaltungen für den kapazitiven Widerstand und den ohmschen
Widerstand, Pig.5 die Auswertung des Spannungsunterschiedes im Amplitudendetektor,
Fig. 6 die Auswertung des Spannungsunterschiedes im Phasendetektor, Fig.7 und Fig.8
ein Schaltungsschema des Analog-Digital-Anzeigegerätes für den R-Vert (Fig. 7) und
den C-Wert (Fig.8).
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Eine Prinzipschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der
Fig.1 schematisch dargestellt. Als Stromquelle dient der Generator 1. Der Patient,
der durch den gestrichelt angedeuteten Kasten 2 symbolhaft durch den Kondensator
3 und den ohm'schen Widerstand 4 wiedergegeben ist, ist mittels der Elektroden 5
an die Brückenschaltung angeschlossen.
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Mittels des Widerstands und Kapazitätsvergleichsnetzwerkes 6 wird
der Normwert, welcher duroh häufige Messungen an gesunden Patienten ermittelt worden
ist und mit etwa 8 bis 15 k# für den ohm'schen Widerstand und etwa 0,15 bis 0,25
µF für die Kapazität gemessen wurde, eingestellt. Dazu dient der verstellbare Vergleichskondensator
7 und der verstellbare ohm'sche Vergleichswiderstand 8. Weiterer Bestandteil der
Brückenschatung sind die Widerstände 9 und 10. Die sich
zwischen
den Punkten 11 und 12 aufgrund einer vom Normwert abweichenden Kapazität bzw. einem
abweichenden ohm'schen Widerstand ergebende Spannungsdifferenz wird jeweils in einem
Operationsverstärker 13, 14 verstärkt und in dem Phasendetektor 15 bzw. dem Amplitudendetektor
16 im Phasenwinkel auf und der Amplituden abgeglichen.
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Die von den Detektoren 15, 16 abgegebenen Ausgangsimpulse dienen als
Eingabesignale für das Anzeige- oder Schreibgerät 17, das ebenfalls in nicht dargestellter
Weise vom Netzteil gespeist wird.
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Die Fig.2 zeigt das schematische Blockschaltbild einer Vorrichtung
mit einem Digital-Analoganzeigegerät für die Anzeige der R-Werte und der C-Verte.
Die dem Prinzioschaltbild entsprechenden Schaltelemente sind mit gleichen arabischen
Ziffern bezeichnet. Der Netzteil 1 ist mittels einer sogenannten Buchsenleiste für
eine Steckkarte 18 an die Konstantspannungsversorgung 19 für den Betrieb der einzelnen
Geräte angeschlossen. Der Patient, der nicht dargestellt ist, ist mittels der Elektroden
5 an den Schaltkreis angeschlossen.
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Das Widerstands- und Kapazitätsvergleichsnetzwerk 6 besteht aus der
Kapazitätsvergleichsschaltung 7 und der Widerstandsvergleichsschaltung 8. Die Spannungsunterschiede
werden in der Auswertungsschaltung 13, 15 bzw. 14, 16 verstärkt und in dem Phasenwinkel
bzw. dem Amplitudenbetrag abgeglichen.
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Die Impulse dienen als Eingabesignale für den Zähler 20 für den C-Wert
und den Zähler 21 für den R-Wert. Jeder Zähler besitzt drei Zählanzeigeröhren, die
die kapazitiven und ohm'schen Meßwerte digital anzeigen (vergleiche Fig.?, 8).
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Beim Zähl-er 20 für die kapazitiven Meßwerte zeigt die Röhre 22 den
Wert Null µF an, die Röhre 23 0,1 - 0,9 µF und die Röhre 24 0,01 - 0,09mF . Beim
Zähler 21 zeigt die Röhre 25 10 bis 90 K#, die Röhre 26 1 bis 9 k# und die Röhre
27 0,1 bis 0,9 k# an. Das Komma in der Anzeige wird durch die Glimmlampen 28, 29
(Fig. 7, 8) angezeigt.
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In der Fig.3 ist im oberen Teil der Netzteil 1 im Schaltungsaufbau
dargestellt. Der untere Teil der Fig. 3 zeigt die Schaltung für die Kontaktspannungserzeugung.
Die Buchsenleiste für die Steckkarte 18 ist in vergrößertem Maßstab wiedergegeben.
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Die Fig. 4 zeigt das schematische Schaltbild des Widerstands-und Kapazitätsvergleichsnetzwerkes
6. Im oberen Teil der Fig. 4 ist der Widerstandsblock zur Widerstandsvergleichsmessung,
im unteren Teil der Kapazitätsblock zur kapazitiven Vergleichsmessung dargestellt.
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Die Fig. 5 zeigt die in der Fig. 2 mit 14, 16 bezeichnete Auswertungsschaltung
für den Widerstandswert und die Fig.6, die in der Fig. 2 mit 13, 15 bezeichnete
Auswertungsschaltung für den kapazitiven Widerstand, und schließlich ist in der
Fig. 7 das Schaltschema für den Zähler 21, der mittels der Röhren 25, 26, 27 den
Widerstandswert angibt, dargestellt, und in der Fig. 8 der Zähler 20, der mittels
der Röhren 22, 23, 24 den kapazitiven Widerstandswer des ai 'ie Schaltung angeschlossenen
Patienten anzeigt.
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Anstelle der Zähler 20, 21 kann an die Detektoren 15, 16 auch ein
bekannter Z-G-Diagraph angeschlossen werden, der den Widerstandswert und den Kapazitätswert
direkt in eine modifizierte Gaußsche Zahlenebene einträgt. Der Meßwert kann dabei
als sichtbarer Punkt auf einem transparenten Diagrammträger entlangwandern und nachgezeichnet
werden.
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Der Behandlungsverlauf läßt sich daher im Vergleich zu früheren Meßkurven
sofort anhand des Diagrammes ablesen.