DE2316130B2

DE2316130B2 - Device for detecting movements on the human or animal body

Info

Publication number: DE2316130B2
Application number: DE19732316130
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. 8520 Erlangen Franetzki; Volker Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg Korn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1978-09-14
Also published as: DE2316130A1; DE2316130C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Erfassen von Bewegungen am menschlichen oder tierischen Körper, bestehend aus einem am Körper anordbaren mechanisch-elektrischen Wandler zur Umwandlung der mechanischen Körperbewegung in entsprechende elektrische Signale sowie Mitteln zur Anzeige und/oder elektronischen Weiterverarbeitung der Signale.The invention relates to a device for detecting movements on the human or animal body, consisting of a mechanical-electrical converter that can be arranged on the body for conversion the mechanical body movement into corresponding electrical signals and means for Display and / or electronic processing of the signals.

In der modernen Elektromedizin besteht die Tendenz, die Patientenüberwachung aller Art zu automatisieren und intensivieren. Die Patienten sind hierbei oftmals während längerer Zeit unbeobachtet und die überwachende Maschinerie kann durch Störungen Fehlinformationen erhalten. Viele dieser Störungen werden dabei durch Körperbewegungen des Patienten verursacht. Bei bisher üblichen Überwachungsgeräten konnten derartige, sich auf den Ablauf der Messung störend auswirkende Bewegungsartefakte entweder überhaupt nicht oder nur durch aufwendige Software identifiziert werden. Ferner besteht auch ganz allgemein bei der Überwachung von motorisch unruhigen Patienten,There is a tendency in modern electromedicine to automate all types of patient monitoring and intensify. In this case, the patients are often unobserved for a long period of time, and those who monitor them Machinery can receive misinformation from malfunctions. Many of these disorders are in the process caused by the patient's body movements. With previously common monitoring devices, such, movement artifacts that have a disruptive effect on the measurement process either at all cannot be identified or can only be identified by complex software. Furthermore, there is also very generally the Monitoring of restless motorized patients,

insbesondere auch von hirnverletzten Patienten sowie von psychisch abnormen Patienten, Bedarf an geeigneten Geräten zum Erfassen der gesteigerten Patientenmotilität oder Motorik, weil bestimmte Bewegungen bzw. Bewegungsmuster symptomatisch für bestimmte Krankheitsbilder sind. Die Registrierungsmöglichkeit dieser Bewegungen bzw. Bewegungsmuster würde eine wichtige zusätzliche Diagnosehilfe liefern und darüber hinaus unter Umständen bei ganz speziellen Krankheiten sogar andere aufwendige Methoden (z. B. EhG-Analysen) ersetzen. In vielen Fällen kann auch eine gesteigerte Motilität oder Motorik einen Hinweis auf einen kritischen Zustand des Patienten, der einen raschen ärztlichen Eingriff erfordert, geben (z. B. Schlafüberwachung von epileptischen Kindern und sonstigen Psychopathen, von Gehirnoperierten etc.). Ein Gerät, das eine derartige Motilität bzw. Motorik erfaßt, könnte ein entsprechendes Alarmsignal auslösen.in particular also from brain-injured patients as well as from mentally abnormal patients, need for suitable Devices to record the increased patient motility or motor skills because of certain movements or movement patterns are symptomatic of certain clinical pictures. The registration option these movements or movement patterns would provide an important additional diagnostic aid and beyond In addition, in the case of very special diseases, other complex methods (e.g. EhG analyzes) substitute. In many cases, increased motility or motor skills can also be an indication give the patient a critical condition that requires rapid medical intervention (e.g. Sleep monitoring of epileptic children and other psychopaths, brain operated on, etc.). A Device that detects such motility or motor skills could trigger a corresponding alarm signal.

Durch die DE-OS 21 06 275 ist ein Gerät zum Erfassen der Patientenmotorik vorbekannt, bei dem zur Umwandlung der mechanischen Körperbewegung in entsprechende elektrische Signale am Patienten anzuordnende lageabhängige Schaltmittel, insbesondere Quecksilberschalter, verwendet sind. Diese Schalter haben jedoch den Nachteil, daß sie aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus lediglich zur Anzeige von einigen wenigen speziell vorgewählten Patientenlagen geeignet sind. Die Aufzeichnung von typischen Körperbewegungen in beliebiger Raumrichtung, d. h. auch der Bewegungen zwischen den einzelnen möglichen Patientenlagen und Bewegungen ohne Winkeldrehung gegenüber der Vertikalen, z. B. auch von einzelnen Körper Seilen, ist mit diesen Geräten nicht möglich. Ausgeschlossen ist ferner auch die Erkennung bzw. Aufzeichnung der Bewegungsmuster von speziellen Körperteilen j5 ohne Lageänderung des Körperteils, z. B. Muskelzukkungen od. dgl., wie sie beispielsweise bei der Epilepsie sehr häufig auftreten. Auch die Anzeige von Bewegungsartefakten ist mit dem Gerät nach der DOS praktisch unmöglich.DE-OS 21 06 275 a device for detecting the patient's motor skills is previously known in which to Conversion of the mechanical body movement into corresponding electrical signals to be placed on the patient position-dependent switching means, in particular mercury switches, are used. These switches however, have the disadvantage that, due to their structural design, they are only used to display a few specially preselected patient positions are suitable. The recording of typical body movements in any spatial direction, d. H. also the movements between the individual possible patient positions and movements without angular rotation with respect to the vertical, e.g. B. also from single body ropes, is not possible with these devices. Recognition or recording is also excluded the movement pattern of specific body parts j5 without changing the position of the body part, e.g. B. Muscle twitching or the like, as they often occur, for example, in epilepsy. Also the display of motion artifacts is practically impossible with the device after the DOS.

Dasselbe gilt in diesem Sinne aber auch für den Gegenstand der DE-OS 21 37 054. Diese Druckschrift beschreibt ein System zur Messung des Armschwunges speziell eines Tennisspielers, das aus einer am Arm des Spielers zu befestigenden verbiegbaren Grundplatte besteht, auf der in einem Gehäuse u. a. zwei Dehnungsmesser angeordnet sind. Der erste der beiden Dehnungsmesser hat dabei seinen Sitz quer zur Längsrichtung des Armes; der zweite Dehnungsmesser ist hingegen in Längsrichtung des Armes angeordnet. Der quer angeordnete Dehnungsmesser erfaßt also nur Torsionen des Sportlerarmes, während der zweite Dehnungsmesser nur Biegungen erfaßt. Komplexere Bewegungsmuster, wie z. B. die schon erwähnten Muskelzuckungen bei der Epilepsie etc., sind mit einem solchen Gerät also wieder nicht erfaßbar.The same applies in this sense to the subject matter of DE-OS 21 37 054. This document describes a system for measuring the arm swing especially of a tennis player, which consists of an on the arm of the Player is to be fastened bendable base plate, on which u. two strain gauges are arranged. The first of the two strain gauges has its seat across the Longitudinal direction of the arm; the second strain gauge, however, is arranged in the longitudinal direction of the arm. The transversely arranged extensometer thus only records torsions of the athlete's arm, while the second one The strain gauge only detects bends. More complex movement patterns, such as B. those already mentioned Muscle twitching in epilepsy etc. cannot be detected with such a device.

Entsprechend verhält es sich auch mit dem Gegenstand der DE-OS 19 61 202. Diese DE-OS beschreibt lediglich in Allgemeinform einen elektrischen Schalter zum Übertragen und Verstärken der Signale eines piezoelektrischen Meßgebers, wobei dieser piezoelektrische Meßgeber nach Form und Wirkungsweise für Bewegungsmessungen in der erwünschten Art nicht geeignet ist.The same applies to the subject of DE-OS 19 61 202. This DE-OS describes only in general form an electrical switch for transmitting and amplifying the signals of a piezoelectric transducer, this piezoelectric transducer according to shape and mode of operation for Movement measurements in the desired way is not suitable.

Demgegenüber ist es also Aufgabe vorliegender 6> Erfindung, ein im technischen Aufbau einfaches Gerät anzugeben, welches auch sehr komplexe Bewegungsabläufe in praktisch beliebiger Richtung erkennt und die Anzeige dieser Bewegungsabläufe gestattet. Insbesondere soll mit dem Gerät auch das Erkennen von Bewegungsartefakten sowie epileptischer Anfälle möglich sein.In contrast, it is the task of the present invention to provide a device with a simple technical structure specify which also recognizes very complex motion sequences in practically any direction and which Display of these movements permitted. In particular, the device should also be used to detect Movement artifacts and epileptic seizures are possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Gerät der eingangs genannten Art der Wandler in an sich bekannter Weise zwei Stäbe aus einem bei mechanischer Verbiegung entsprechende elektrische Signale erzeugenden Material und mit je zwei einander gegenüberliegenden Kontaktflächen enthält, die, wie an sich ebenfalls bekannt, am einen Ende mit ihren Längskanten vorzugsweise parallel und ihren Kontaktflächen unter einem Winkel von ca. 90° zueinander an einem Träger gehaltert sind, wobei jedoch die Kontaktflächen beider Stäbe speziell an freien Enden mit je einer schweren Masse, vorzugsweise aus Metall, belastet sind.The object is achieved in that in a device of the type mentioned Converter in a manner known per se two rods from one corresponding to mechanical bending Material generating electrical signals and each with two opposing contact surfaces contains which, as is also known per se, at one end with their longitudinal edges are preferably parallel and their contact surfaces are held at an angle of about 90 ° to each other on a carrier, wherein however, the contact surfaces of both rods, especially at free ends, each with a heavy mass, preferably made of metal.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät bewirken Körperbewegungen eines Patienten eine Kraftausübung auf die an den freien Enden der Stäbe angebrachten Masse. Die dabei jeweils auftretenden Kräfte rufen je nach Betrag und Richtung an den Stäben eine mehr oder weniger starke Verbiegung (Drehmoment) in der einen oder anderen Richtung hervor. Als Resultat dieser Verbiegung stellt sich zwischen den Oberflächen des jeweiligen Stabes ein elektrisches Signal ein, das in seiner Amplitude betragsmäßig im wesentlichen von Größe und Richtung der Bewegungskraft abhängig ist, d. h. somit ein unmittelbares Maß für die Augenblicksbewegung eines Patientenkörpers nach Heftigkeit und Richtung abgibt. Mit dem erfindungsgemäßen Gerät lassen sich also wie erwünscht Körperbewegungen in einer beliebigen Raumrichtung als entsprechende elektrische Signale erfassen und registrieren. Die bezogen auf ein räumliches Korrdinatensystem maximal möglichen drei Beschleunigungskomponenten können dabei bei praktisch beliebig gerichteter Bewegung sämtliche zum Meßsignal beitragen, obgleich zum Erfassen der Einzelkomponenten lediglich insgesamt zwei Indikatoren, d. h. gemäß der Erfindung die mit ihren Flächen einen im wesentlichen rechten Winkel bildenden beiden Stäbe aus verbiegungsempfindlichem Material, verwendet sind. Bei geringstem technischen Aufwand sind somit in Erfüllung der der Erfindung zugrundeliegenden technischen Aufgabenstellung optimale Bewegungsmeßmöglichkeiten geschaffen.In the device according to the invention, body movements of a patient cause a force to be exerted on the patient mass attached to the free ends of the rods. The forces occurring in each case call depending on the amount and direction on the rods a more or less strong bending (torque) in one or the other other direction. As a result of this bending, the respective rod an electrical signal, the magnitude of which is essentially of Size and direction of the motive force is dependent, d. H. thus a direct measure of the momentary movement of a patient's body according to intensity and direction. With the device according to the invention Thus, as desired, body movements in any spatial direction can be taken as appropriate Acquire and register electrical signals. The maximum in relation to a spatial coordinate system possible three acceleration components can with practically any directional movement all contribute to the measurement signal, although only in total for the detection of the individual components two indicators, d. H. according to the invention which have a substantially right angle with their surfaces forming two rods made of deformation-sensitive material are used. With the least technical Effort is therefore optimal in fulfilling the technical problem on which the invention is based Movement measurement possibilities created.

Ein Wandlersystem, das zumindest aus zwei an einem Ende gehalterten biegeempfindlichen Stäben besteht, deren einander gegenüberliegenden Kontaktflächen unter einem Winkel von ca. 90° gegeneinander geneigt sind, ist an sich aus der DE-OS 16 48 750 vorbekannt. Es ist jedoch zu beachten, daß es sich bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Wandlersystem um einen Stereo-Tonabnehmer hoher Qualität handelt, dessen beide Auslegerstreifen mit einer Piezowiderstand-Oberflächen-Feldeffekt-Anordnung versehen sind. Um nun speziell die beiden Stereo-Kanäle fein trennen zu können, müssen die Enden der beiden stabförmigen Auslegerstreifen, die einer Halterung abgewandt sind, mit einem gemeinsamen Bügel versehen sein. Dieser Bügel dient einerseits zur Kräftezerlegung. Er hält andererseits die Abnehmernadel. Die Abnehmernadel darf den Anforderungen eines Stereo-Tonabnehmers entcprechend kaum mit reflektierender Masse belastet sein. Hierfür sorgt speziell der Verbindungsbügel, durch den die beiden stabförmigen Ausleger nur ungefähr um ¹ /10 der Nadelauslenkung ausgelenkt werden.A transducer system, which consists of at least two bend-sensitive rods held at one end, the opposing contact surfaces of which are inclined to one another at an angle of approximately 90 °, is known per se from DE-OS 16 48 750. It should be noted, however, that the transducer system described in this document is a high quality stereo pickup, the two cantilever strips of which are provided with a piezoresistor surface field effect arrangement. In order to be able to precisely separate the two stereo channels, the ends of the two rod-shaped cantilever strips facing away from a bracket must be provided with a common bracket. This bracket serves, on the one hand, for the decomposition of forces. On the other hand, he holds the doffing needle. According to the requirements of a stereo pickup, the pickup needle must hardly be loaded with reflective material. For this purpose, the connection bracket, the two beam-shaped cantilever be only about deflected by ^1/10 of the needle deflection by providing specially.

Genau das Gegenteil wird jedoch vom GegenstandExactly the opposite, however, becomes of the object

vorliegender Erfindung gefordert. Hier sollen Körperbewegungen, die sich in eine beliebige Raumrichtung erstrecken, möglichst rasch und sicher in allen möglichen drei Beschleunigungskomponenten erfaßt werden. Dies gelingt jedoch nur dann, wenn die Schwingung der einseitig gehalterten Stäbe des Wandlers an ihren Enden auf jeden Fall ungekoppelt, d. h. jede für sich frei nach beliebigen Richtungen, erfolgen kann. Bei vorliegender Erfindung wird das dadurch gelöst, daß diese Enden eben frei sind und die freien Enden an den Stabflächen mit einer Masse, vorzugsweise aus schwerem Metall, separat belastet sind.Required of the present invention. Here body movements are supposed to be in any spatial direction extend, detected as quickly and safely as possible in all possible three acceleration components will. However, this is only possible if the oscillation of the rods held on one side is the Converter is definitely uncoupled at its ends, d. H. each for itself freely in any direction, can be done. In the present invention this is achieved in that these ends are free and the free ends on the rod surfaces with a mass, preferably made of heavy metal, loaded separately are.

Die bei Bewegung des Patienten an den Stäben anfallenden elektrischen Signale können im Spezialfall je nach Weiterverarbeitung zur Anzeige von Bewegungsartefakten und/oder Anzeige des Vorliegens von epileptisch motorischen Entladeerscheinungen dienen. Hierzu werden zweckmäßig die Signale jedes Stabes über beidseitig an den Staboberflächen angebrachte elektrische Verbindungsleitungen, vorzugsweise nach Verstärkung in einem Signalverstärker und gegebenenfalls nach Frequenzbeschneidung (Tiefpaß mit vorzugsweise 20 bis 30 Hz Grenzfrequenz) sowie nach Gleichrichtung in einer Gleichrichteranordnung, in einem Addierglied, vorzugsweise in der Verstärkung regelbarer Addierverstärker, addiert und das Summensignal auf einen Schwellwertdiskriminator, z. B. Schmitt-Trigger, gegeben, der jeweils ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Summensignal einen einstellbaren Schwellwert überschreitet. Das Ausgangssignal des Schwellwertdiskriminators wird dann separat einerseits einer monostabilen Kippstufe und andererseits einer Aufsummiereinrichtung, vorzugsweise Integrator bzw. Mittelwertbildner, zur Signalaufsummierung während einer vorgebbaren Zeitdauer, z. B. zwischen 0 bis 20 see, mit nachgeschaltetem weiteren Schwellwertdiskriminator zugeleitet. Die monostabile Kippstufe dient hierbei im wesentlichen als Indikator für kurzzeitig und sporadisch auftretende Bewegungssignale, d. h. Bewegungsartefakte. Fallen die Bewegungssignale in einem gewissen Zeitabschnitt in sehr kurzen Zeitabständen an, so liegt im allgemeinen ein epileptischer Anfall vor. Dieser Anfall wird durch eine Schwellwertüberschreitung des Summensignals am weiteren Schwellwertdiskriminator und einer daraufhin erfolgenden Signalabgabe dieses Diskriminators registriert. Das Ausgangssignal des am Ausgang des Addiergliedes angeschalteten Schwellwertdiskriminators wird zweckmäßig unmittelbar zu einer Alarmauslösung, vorzugsweise akustischen Alarmauslösung, und/oder zum Einschalten einer Registriereinheit, z. B. bei gleichzeitiger EEG-Überwachung des Patienten, zur Einschaltung der EEG-Registriereinheit verwendet.In special cases, the electrical signals generated by the bars when the patient moves depending on further processing to display movement artifacts and / or display the presence of serve epileptic motor discharge phenomena. For this purpose, the signals of each rod are expedient Via electrical connection lines attached to both sides of the rod surfaces, preferably after Amplification in a signal amplifier and, if necessary, after frequency clipping (low pass with preferably 20 to 30 Hz cut-off frequency) as well as after rectification in a rectifier arrangement, in an adder, preferably adding amplifiers with adjustable gain, and the sum signal to a threshold discriminator, e.g. B. Schmitt trigger given, each of which has an output signal generated when the sum signal exceeds an adjustable threshold value. The output signal of the Threshold value discriminator is then separately on the one hand a monostable flip-flop and on the other hand a Summing device, preferably integrator or averaging device, for adding up signals during a predefinable period of time, e.g. B. between 0 to 20 seconds, with a downstream further threshold value discriminator forwarded. The monostable multivibrator serves here essentially as an indicator for short-term and sporadic movement signals, d. H. Motion artifacts. Fall the movement signals in one For a certain period of time at very short intervals, there is generally an epileptic attack. This occurrence is caused by the sum signal exceeding the threshold value at the further threshold value discriminator and a subsequent signal output from this discriminator is registered. The output signal the threshold value discriminator connected to the output of the adder is expediently immediate to trigger an alarm, preferably an acoustic alarm, and / or to switch on a Registration unit, e.g. B. with simultaneous EEG monitoring of the patient, to switch on the EEG registration unit used.

In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Gerätes sind die Stäbe des Wandlers auf einer am Patientenkörper zu befestigenden Trageplatte, die z. B. auch gleichzeitig die Grundplatte des Gerätegehäuses bilden kann, mit ihren Längskanten parallel zur Plattenoberfläche montiert. Zur Halterung der Stäbe an der Trageplatte ist hierbei zweckmäßig ein auf der Plattenoberfläche angeordnetes, z. B. angeklebtes, oder mit der Trageplatte ein Gußteil bildendes Tragestück, vorzugsweise aus Kunststoff, verwendet. Die zu den Seitenkanten der Trageplatte parallelen Seitenflächen des Tragestücks sind dabei vorzugsweise um einen Winkel von 90° gegeneinander geschrägt und bilden die Halterungsflächen für die Stäbe. Zur Befestigung der Stäbe am Tragestück ist zweckmäßig ein über die den Stabanlageflächen am Tragestück gegenüberliegenden Stabflächen greifendes Winkelstück, welches z. B. am Tragestück festschraubbar ist, verwendet. Das Winkelstück sollte hierbei aus Metall gefertigt sein und vorzugsweise als gemeinsame Bezugselektrode für die an den Stäben abzugreifenden elektrischen Signale dienen.In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the rods of the transducer are on a to be attached to the patient's body support plate, the z. B. also at the same time the base plate of the device housing can form, mounted with their longitudinal edges parallel to the panel surface. To hold the rods on the support plate is expediently arranged on the plate surface, for. B. glued, or with the support plate, a cast part-forming support piece, preferably made of plastic, is used. The to the Side edges of the support plate parallel side surfaces of the support piece are preferably around one Angle of 90 ° to each other and form the mounting surfaces for the rods. To attach the Rods on the support piece is expediently one on the opposite of the rod contact surfaces on the support piece Bar surfaces engaging elbow, which z. B. can be screwed to the support piece is used. The contra-angle should be made of metal and preferably as a common reference electrode for the Serve electrical signals to be tapped on the rods.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung desIn a further advantageous embodiment of the

ίο erfindungsgemäßen Gerätes kann das Tragestück für die Stäbe auch zwei unter einem Winkel von 90° gegeneinander geschrägte Aufnahmeschlitze oder eine entsprechende Aufnahmebohrung für das jeweilige eine Ende der Stäbe aufweisen. Bei dieser Ausführungsform werden die Stabenden zweckmäßig in den Schlitzen bzw. in der Aufnahmebohrung mit dem Tragstück vergossen. Das Vergußmaterial ist vorzugsweise elastisch. ίο device according to the invention can be the carrying piece for the rods also have two receiving slots or one inclined at an angle of 90 ° to one another have corresponding receiving bore for the respective one end of the rods. In this embodiment the rod ends are expediently in the slots or in the receiving bore with the support piece shed. The potting material is preferably elastic.

Anhand von zwei Figuren wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und seine Wirkungsweise erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described below with the aid of two figures explains its mode of operation. It shows

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des beim Gerät nach der Erfindung verwendeten elektromechanischen Wandlers,Fig. 1 shows an embodiment of the electromechanical used in the device according to the invention Converter,

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gerätes im Prinzipschaltbild.Fig.2 shows an embodiment of the invention Device in block diagram.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine am Patientenkörper zu befestigende Trageplatte (z. B. aus Plexiglas), die beispielsweise auch die Grundplatte eines Gehäuses für den Wandler nach der F i g. 1 darstellen kann bezeichnet. Auf der Trageplatte 1 ist ein Tragestück 2 (z. B. ebenfalls aus Plexiglas) aufgeklebt, dessen zu den Seitenkanten der Trageplatten 1 parallelen Seitenflächen im oberen Teil um 90° gegeneinander geschrägi sind. Die geschrägten Flächen 3, 4 des Trageteils bilder die Anlageflächen für das eine Ende von zwei flachen piezoelektrischen Kristallstäben 5, 6. Die Kristallstäbe sind so polarisiert, daß sie bei Biegelast ein Signal abgeben, dessen Polarität von der Belastungsrichtung abhängt (bimorph). Die Länge der Stäbe beträgt ca 16 mm, ihre Breite liegt vorzugsweise bei ca. 1,2 mm und ihre Dicke bei ca. 0,6 mm.In Fig. 1, 1 is a to be attached to the patient's body support plate (z. B. made of Plexiglas), the for example, the base plate of a housing for the converter according to FIG. 1 can represent designated. On the support plate 1, a support piece 2 (z. B. also made of Plexiglas) is glued to the Side edges of the support plates 1 parallel side surfaces in the upper part by 90 ° against each other obliquely are. The inclined surfaces 3, 4 of the support part form the contact surfaces for one end of two flat ones piezoelectric crystal rods 5, 6. The crystal rods are polarized in such a way that they generate a signal when a bending load is applied output, the polarity of which depends on the direction of loading (bimorph). The length of the bars is approx 16 mm, their width is preferably approx. 1.2 mm and their thickness approx. 0.6 mm.

Die Stäbe 5 und 6 sind ferner an ihren freien Ender mit je einem zylindrischen Massekörper 7 bzw. 8 aus Silber (exzentrisch) belastet. Die Silberzylinder 7,8 sind dabei auf den Kristallstäben 5, 6 angelötet und weiser eine Masse in der Größenanordnung von 1 g auf.The rods 5 and 6 are also made of a cylindrical mass body 7 and 8 at their free end Silver (eccentric) loaded. The silver cylinders 7, 8 are soldered to the crystal rods 5, 6 and wiser a mass on the order of 1 g.

Zur Halterung der Stäbe 5 bzw. 6 an den Schrägflächen 3 bzw. 4 des Trageteils 2 ist eir Winkelstück 9 vorgesehen, welches beidseitig die der Anlageflächen der Stäbe an das Trageteil gegenüberliegenden Staboberflächen übergreift und mittels einei Schraube 10 am Trageteil 2 festgeschraubt ist. Das Winkelstück 9 besteht aus Metall, z. B. Messing, unc dient als gemeinsame Bezugselektrode für die be Verbiegung der Stäbe 5 bzw. 6 zwischen derer Oberflächen auftretenden elektrischen Signale. Das Winkelstück 9 ist bei Inbetriebnahme des Wandler; nach der F i g. 1 über eine an der Lötfahne 11 angelötet«To hold the rods 5 and 6 on the inclined surfaces 3 and 4 of the support part 2 is eir Angle piece 9 is provided, which is opposite on both sides of the contact surfaces of the rods on the support part Engages over rod surfaces and is screwed to the support part 2 by means of a screw 10. That Elbow 9 is made of metal, e.g. B. brass, unc serves as a common reference electrode for the be Bending of the rods 5 or 6 between their surfaces occurring electrical signals. That Elbow 9 is when the converter is put into operation; according to FIG. 1 soldered to the soldering lug 11 via a «

bo Verbindungsleitung 12 mit Massepotential verbunden Zwei weitere Lötfahnen 13 und 14 mit den entsprechen angelöteten Verbindungsleitung 15 bzw. 16 dienen zui Abnahme der elektrischen Potentiale an den Unterflä· chen der Kristallstäbe 5 bzw. 6.bo connecting line 12 connected to ground potential Two further soldering lugs 13 and 14 with the corresponding soldered connecting lines 15 and 16 are used for this purpose Decrease in the electrical potentials at the lower surfaces of the crystal rods 5 and 6.

b5 In der F i g. 2 sind die Kristallstäbe 5 bzw. 6 dei Wandlers nach der Fig. 1 schematisch in einen· Gerätegehäuse 17 (z. B. aus Plexiglas) dargestellt. Die Grundfläche des Gerätegehäuses 17 dient herbei ahb5 In the fig. 2 the crystal rods 5 and 6 are dei The transducer according to FIG. 1 is shown schematically in a device housing 17 (e.g. made of Plexiglas). the The base area of the device housing 17 is used here ah

Trageplatte 1.Carrying plate 1.

Die elektrische Verbindungsleitung 12 für das gemeinsame Bezugspotential ist jeweils mit den invertierenden Eingängen zweier nachfolgender Signalverstärker 18 bzw. 19 verbunden. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 18 liegt über die Verbindungsleitung 15 am Kristallstab 5 und der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 19 über die Verbindungsleitung entsprechend am Kristallstab 6. Die von den Stäben 5 bzw. 6 resultierenden Ausgangssignale der Verstärker 18 bzw. 19 werden über Tiefpässe 20 bzw. 21 mit einer oberen Grenzfrequenz von ca. 30 Hz (RC-Glieder) auf weitere Verstärker 22 bzw. 23 gegeben. Die Ausgangssignale dieser Verstärker werden über Zweiweggleichrichter 24 bzw. 25 einem Addierverstärker 26 mit Empfindlichkeitsregler 27 zugeleitet.The electrical connection line 12 for the common reference potential is in each case with the inverting inputs of two subsequent signal amplifiers 18 and 19, respectively. The non-inverting one The input of the amplifier 18 is via the connecting line 15 on the crystal rod 5 and not inverting input of the amplifier 19 via the connecting line corresponding to the crystal rod 6. The The output signals of the amplifiers 18 and 19 resulting from the rods 5 and 6 are passed through low-pass filters 20 or 21 with an upper limit frequency of approx. 30 Hz (RC elements) to further amplifiers 22 and 23, respectively given. The output signals of these amplifiers are via full-wave rectifiers 24 and 25, respectively Adding amplifier 26 with sensitivity regulator 27 is supplied.

Das Summensignal des Addierverstärkers 26 kann unmittelbar auf einen Analogspannungsanzeiger 28, z. B. Registriergerät, zur Aufzeichnung des jeweils vorliegenden Bewegungsmusters gegeben werden. Es wird ferner auch einem Schmitt-Trigger 29 zugeführt, welcher ein Ausgangssignal abgibt, wenn das Summensignal des Addierverstärkers 26 einen vorgegebenen Grenzwert (z. B. 8 V) überschreitet.The sum signal of the adding amplifier 26 can be sent directly to an analog voltage indicator 28, z. B. recorder, are given to record the particular movement pattern present. It is also fed to a Schmitt trigger 29, which emits an output signal when the sum signal of the adding amplifier 26 exceeds a predetermined limit value (e.g. 8 V).

Auf den Schmitt-Trigger 29 folgen in Parallelformation eine monostabile Kippstufe 30 mit nachgeschaltetem Impulsanzeigegerät 31 einerseits sowie ein Integrator (RC-Glied) mit nachgeschaltetem weiteren Schmitt-Trigger 33 andererseits. Die monostabile Kippstufe 30 dient hierbei zum Erfassen von kurzzeitig und sporadisch auftretenden Ausgangssignalen des Schmitt-Triggers 29. Der Integrator 32 hingegen summiert sämtliche auch sehr kurzzeitig hintereinander auftretenden Ausgangssignale des Schmitt-Triggers 29 über eine vorgegebene Zeitdauer, z. B. zwischen 0 und 20 see (einstellbar), auf und führt das jeweilige Aufsummiersignal dem Schmitt-Trigger 33 zu, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn dieses Aufsummiersignal des Integrators 32 einen vorgegebenen Schwellwert (z.B. 4V) überschreitet. Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers 33 aktiviert hierbei über eine bistabile Kippstufe 34 eine akustische und optische Alarmanzeige 35 bzw. 36. Der Alarm läßt sich mittels einer von Hand zu bedienenden Rückstelltaste 37 der bistabilen Kippstufe 34 löschen.The Schmitt trigger 29 is followed in parallel by a monostable flip-flop 30 with a downstream Pulse display device 31 on the one hand and an integrator (RC element) with another connected downstream Schmitt trigger 33 on the other hand. The monostable flip-flop 30 is used to record briefly and sporadically occurring output signals of the Schmitt trigger 29. The integrator 32, however sums up all output signals of the Schmitt trigger 29 that also occur very briefly one after the other over a predetermined period of time, e.g. B. between 0 and 20 see (adjustable), and performs the respective Summation signal to the Schmitt trigger 33, which generates an output signal when this summation signal of the integrator 32 exceeds a predetermined threshold value (e.g. 4V). The output signal of the Schmitt trigger 33 activates an acoustic and optical alarm display via a bistable flip-flop 34 35 or 36. The alarm can be activated by means of a manually operated reset button 37 of the bistable Delete tilting level 34.

Der Impuls der bistabilen Kippstufe 34 dient ferner auch zur gleichzeitigen Einschaltung eines Registriergerätes 38, z.B. EEG-Registriergerät zur Registrierung des Patienten-EEG's. Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels der Erfindung nach den F i g. 1 und 2 ergibt sich somit wie folgt:The pulse of the bistable multivibrator 34 is also used to switch on a recording device at the same time 38, e.g. EEG registration device for registering the patient's EEG. The mode of operation of the exemplary embodiment of the invention according to FIGS. 1 and 2 result as follows:

Der Wandler nach der F i g. 1 wird mit der Trageplatte 1 am Patientenkörper befestigt. BewegtThe converter according to FIG. 1 is attached to the patient's body with the support plate 1. Emotional

ίο sich nun der Patient, so ergeben sich Beschleunigungskräfte an den Massen 7 und 8 der Stäbe 5 bzw. 6, die zu einer Verbiegung dieser Stäbe führen. Die dabei auftretenden elektrischen Signale werden nach Verstärkung in den Verstärkern 18 bzw. 19 sowie nachίο now the patient, there are acceleration forces on the masses 7 and 8 of the rods 5 and 6, which to lead to bending of these rods. The resulting electrical signals are amplified in the amplifiers 18 and 19 as well as after

Frequenzbeschneidung in den Tiefpässen 20 bzw. 21 (Unterdrückung von auf nicht physiologischen Bewegungen, z. B. Stoßen od. dgl., beruhenden relativ hochfrequenten Signalanteilen) und nach weiterer Verstärkung in den Verstärkern 22 und 23 sowieFrequency clipping in the low passes 20 and 21 (suppression of non-physiological movements, z. B. bump od. Like., Based relatively high-frequency signal components) and after further Gain in amplifiers 22 and 23 as well

Gleichrichtung in den Gleichrichtern 24 und 25 in dem Addierverstärker addiert. Sobald das Summensignal des Verstärkers 26 die Schwelle des Schmitt-Triggers 29 überschreitet, erzeugt der Schmitt-Trigger 29 ein Ausgangssignal, welches über die monostabile Kippstu-Rectification in rectifiers 24 and 25 are added in the adding amplifier. As soon as the sum signal of the Amplifier 26 exceeds the threshold of Schmitt trigger 29, Schmitt trigger 29 generates a Output signal, which is generated via the monostable

fe 30 als Bewegungsimpuls an der Anzeigevorrichtung 31 angezeigt wird. Treten hierbei die Ausgangssignale des Schmitt-Triggers in relativ großen Zeitabständen auf, so dient die Anzeige der Bewegungsimpulse an der Impulsanzeigevorrichtung 31 als Hinweis auf dasfe 30 is displayed as a movement impulse on the display device 31. The output signals occur here of the Schmitt trigger at relatively long time intervals, the motion impulses are displayed on the Pulse indicator 31 as an indication of the

Vorliegen normaler Bewegungsartefakte. Treten hingegen die Ausgangssignale des Schmitt-Triggers 29 in sehr kurzen Zeitabständen auf, so wird das Ausgangssignal des Integrators 32 die Schwelle des Diskriminators 33 überschreiten. Der Diskriminator 33 erzeugt dann über die bistabile Kippstufe 34 den akustischen bzw. optischen Alarm. Dieser Alarm dient als Hinweis z. B.Presence of normal movement artifacts. If, on the other hand, the output signals of the Schmitt trigger 29 occur very much short time intervals, the output signal of the integrator 32 becomes the threshold of the discriminator 33 exceed. The discriminator 33 then generates the acoustic or acoustic signal via the bistable multivibrator 34. optical alarm. This alarm serves as an indication e.g. B.

auf das Vorliegen einer epileptisch motorischen Entladung im Patientenkörper.for the presence of an epileptic motor discharge in the patient's body.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen dieIn the present embodiment, there are

Stäbe vorzugsweise aus piezoelektrischem Material Selbstverständlich kann der jeweilige Stab auch andersartig ausgebildet sein, z. B. als auf Federmateria aufgebrachter Dehnungsmeßstreifen oder als magneto· striktiver Schwinger. Diese Möglichkeiten sollen ebenfalls mit unter die Erfindung fallen.Rods, preferably made of piezoelectric material, of course, the respective rod can also be designed differently, z. B. as a strain gauge applied to spring material or as a magneto strict oscillator. These possibilities should also fall under the invention.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for detecting movements on the human or animal body, consisting of a mechanical-electrical one that can be arranged on the body Converter for converting the mechanical body movement into corresponding electrical ones Signals as well as means for displaying and / or electronic further processing of the signals, characterized in that the transducer has two rods (5, 6) from one in a manner known per se mechanical bending corresponding electrical signals generating material and each with two Contains opposing contact surfaces, which, as is also known per se, on one End with their longitudinal edges preferably parallel and their contact surfaces at an angle of about 90 ° to each other are held on a carrier (1, 2), but the contact surfaces of both rods (5, 6) especially at their free ends with a heavy mass (7 or 8), preferably made of metal, are burdened.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rods (5, 6) on one on the patient's body to be attached support plate (1), the z. B. also at the same time the base plate of the device housing (17) can form, are mounted with their longitudinal edges parallel to the plate surface.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that for holding the rods (5, 6) on the Support plate (1) arranged on the plate surface, for. B. glued, or with the Carrying plate a cast part forming carrying piece (2), preferably made of plastic, is present.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the to the side edges of the support plate (1) parallel side surfaces of the support piece (2) are inclined at an angle of 90 ° to each other and form the support surfaces for the rods.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the rods (5, 6) on the support piece (2) by means one on the rod surfaces opposite the rod contact surfaces (3, 4) on the support piece (2) gripping elbow (9) are attached.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the angle piece (9) on the support piece (2) is screwed tight.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the angle piece (9) made of metal and preferably as a common reference electrode for the rods (5, 6) to be tapped electrical signals is used.

8. Apparatus according to claim 3, characterized in that the support piece (2) is two at an angle 90 ° inclined mounting slots or a corresponding mounting hole for the respective one end of the rods (5,6).

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the rod ends in the slots or the The receiving hole is cast with the support piece, preferably with elastic potting material are.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that each rod (5 or 6) via electrical connection lines (12, 15 or 12, 16), preferably via at least one signal amplifier (18 or 19) each, on a rectifier arrangement (24,25) are switched on to rectify the electrical signals taken from the rods is, and that the rectifier arrangement (24, 25) on the output side with an Addiei element (26), in particular Adding amplifier with adjustable gain, for adding the rectified signals connected is.

11. Apparatus according to claim 10, characterized in that the rectifier arrangement (24,25) each a low-pass filter (20 or 21) with a cut-off frequency preferably at 20 to 30 Hz is connected upstream is.

12. Apparatus according to claim 10 or 11, characterized characterized in that the adder (26) has a threshold value discriminator (29), e.g. B. Schmitt trigger, is connected downstream for generating an electrical signal when the output signals of the adder (26) exceed an adjustable threshold.

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that the output signals of the threshold value discriminator (29) a monostable multivibrator

(30) with downstream pulse display device

(31) are forwarded.

ΙΑ-. Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the output signals of the threshold value discriminator (29) of a summing device (32), preferably an integrator or average converter, for signal summing during a predeterminable period of time, e.g. B. between 0 to 20 seconds, and that the summing device (32) is followed by a further threshold value discriminator (33) which emits an electrical signal when the output signal of the summing device (32) exceeds a predeterminable threshold value.

15. Apparatus according to claim 14, characterized in that the output signal is further Threshold value discriminator (33) via a bistable flip-flop (34) an alarm transmitter (35 or 36), preferably acoustic alarm generator, activated and / or as a switch-on signal for a display or Registration device (ζ. Β. 38) is used.