DE2328468C3 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer dem Rhytmus der fötalen Herzschläge entsprechenden Impulsfolge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer dem Rhythmus der fötalen Herzschläge entsprechenden Impulsfolge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus AT-PS 2 58 462 sowie IEEE-Transactions on Bio-Medical Engineering Band B ME 13, Nr. 4, Oktober 1966, Seiten 175 bis 182 ist es bekannt, durch getrennte Elektroden einerseits direkte EKG-Signale der Schwangeren über die Handgelenke und andererseits EKG-Signale des Föten von der Bauchdecke der Schwangeren aufzunehmen, welche durch EKG-Signale von der Schwangeren überlagert sein können und mittels der

to direkt von der Schwangeren abgeleiteten Signale die von der Schwangeren stammenden Signale in der fötalen Signalfolge auszublenden. Diese Maßnahmen haben den Nachteil, daß verschiedene Elektroden bei der Schwangeren angelegt werden müssen und daß beim Ausblenden mittels Rechteckimpulsen störende Schaltspannungen entstehen.

Aus DE-OS 14 66 904 und DE-OS 22 03 180 ist es ebenfalls bekannt, die fötalen, durch Signale von der Schwangeren gestörten Signale aufzunehmen und aus

so diesem die von der Schwangeren stammenden Störsignale mittels getrennt und direkt von dieser abgenommener Signale auszublenden.

Zusätzlich werden fehlende fötale Signale, die durch Überlagerung mit gleichzeitig auftretenden Signalen von der Schwangeren ausgeblendet worden sind, durch von einem Pulsgenerator künstlich eingefügte Hilfsimpulse substituiert. Bei der Austastung der Störsignale in der fötalen Signalfolge wird jeweils der Hauptspeicher in der fötalen Spitzenwertdetektorschaltung völlig entladen, so daß nachfolgende Störspitzenwertsignale geringer Ampliiude zu einer fehlerhaften Triggerung führen können. Aufgrund der Signalverarbeitung ergeben sich wiederum die gleichen Nachteile wie bei den vorgenannten Schaltungen, insbesondere entstehen

^ Stör- oder Schaltspannungen, und der Schwangeren müssen verschiedene Elektroden angelegt werden.

Aus IEEE-Transactions on Bio-Medical Engineering, Band B ME-13, Nr. 1, Januar 1976, Seite 37 bis 42 ist es

bekannt, ein Autkorrelationsverfahren zur Auswertung fötaler EKG-Signale unter Einsatz eines Computers zu verwenden. Abgesehen von dem erheblichen apparativen Aufwand ergibt sich bei diesem Verfahren die Schwierigkeit, daß das fötale Herzschldgsignal nicht hinreichend periodisch ist, weshalb das verwendete Verfahren nach Angaben der Autoren zu keinem praktischen Erfolg führt (vgL Abschnitt »Conclusions«).

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gegenüber der DE-OS 22 63 180 die Aufgabe gelöst, daß bei lediglich abdominaler Abnahme der Elektrokardiogrammsignale von der Schwangeren das Signal/Rauschverhältnis der fötalen Herzschlagsignale bezüglich der Störsignale von der Schwangeren wesentlich verbessert wird. Während nach der bekannten Austastung eines von der Schwangeren stammenden Störsignales in der fötalen Signalfolge der Hauptspeicher in der Spitzenwertdetektorschaltung völlig entladen wurde und somit durch Rauschsignale beeinflußbar war, erfolgt erfindungsgemäß im Endeffekt keine Entladung des Hauptspeichers auf Null nach dem Abklinken des von der Schwangeren stammenden Verriegelungssignales. Vielmehr wird im Hauptspeicher derjenige vom Hilfsspeicher entnommene Wert zurückgespeichert, den der Hauptspeicher ohne das Störsignal von der Schwangeren hätte. Da kein Abschnitt in der fötalen Signalfolge ausgeblendet, sondern lediglich die Anzeige von fötalen Triggersignalen unterdrückt wird, solange Störsignale von der Schwangeren auftreten, werden auch küine störenden Schaltimpulse erzeugt, sondern der Hauptspeicher wird nach einem Störsignal von der Schwangeren wieder auf einen definierten, dem ungestörten Zustand entsprechenden Wert gesetzt

Zweckmäßigerweise können Hauptspeicher und Hilfsspeicher gemäß dem Anspruch 2 durch Trennverstärker entkoppelt werden. Auch kann gemäß Anspruch 4 vorgesehen werden, daß eine retriggerbare monostabile Kippstufe die Eingangssignale verzögert und jeweils durch den letzten der innerhalb eines verzögerten Erwartungszeitraumes eintreffenden Signale im fötalen Kanal getriggert wird. Diese Maßnahme dient dazu, daß die Triggerschaltung nur durch das jeweils größte nicht von der Schwangeren stammenden Spitzenwertsignal betätigt wird.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen dargestellt; es stellt dar

F i g. 1 ein Blockschaltdiagramm zur Erläuterung der Gesamtfunktion der Schaltungsanordnung nach der Erfindung;

F i g. 2 einen Schaltkreis, durch den alle mütterlichen Signale eine vorbestimmte Polarität erhalten und von diesen Triggersignale abgeleitet werden;

F i g. 3 einen Schaltkreis zum Erkennen der Polarität der fötalen Signale;

Fig.4 einen Schaltkreis, durch den alle fötalen Signale eine vorbestimmte Polarität erhalten und von diesen Triggersignale abgeleitet werden.

Anhand von Fig. 1 wird > v^rhst die Gesamtfunktion der Schaltungsanordnung beschrieben. Die Elektrokardiogramme des Föten und der Mutter werden von zwei an die Bauchdecke der Schwangeren angelegten Signalelektroden abgenommen, welche mit einem Vorverstärker 1 verbunden sind, dessen Verstärkung automatisch auf einen konstanten Wert des mütterlichen Signalanteils geregelt wird. Das aus fötalen und mütterlichen Anteilen und Störsignalen bestehende Signalgemisch wird einem Sperrfilter 2 zugeführt, dessen Mittenfrequenz selbsttätig in einem Bereich von 48 bis 62 Hz der Netzfrequenzkomponente folgt, die in der Regel im Signal enthalten ist Das von der NeUifrequenzkomponente befreite Signalgemisch wird einem ersten Kanal zur Verarbeitung der mütterlichen Signale und einem zweiten Kanal zur Verarbeitung der fötalen Signale zugeführt

ίο In dem ersten Kanal ist ein Bandpaß 3 mit einer Mittenfrequenz von 18 Hz vorgesehen, welche auf die niedrigeren Frequenzen des mütterlichen QRS-Komplexes abgestimmt ist, so daß diese relativ zu den fötalen QRS-Komplexen angehoben werden. Das Signalgemisch am Ausgang des Bandpasses 3 mit den gegenüber deiä fötalen Signalen verstärkten mütterlichen Signalen wird dann einer Umpoleinrichtung 4 zugeführt, welche sicherstellt daß die dominierende Komponente des mütterlichen Signales eine vorgegebene Polarität aufweist. Vom Ausgang der Umpoleinrichtung gelangt das Signalgemisch vorgegebener Polarität mit den verstärkten mütterlichen Signalanteilen zu einer Triggereinrichtung 5, welche eine Impulsfolge nach Maßgabe der mütterlichen Signale ableitet

In dem zweiten Kanal gelangt das von der Netzfrequenz befreite Signalgemisch von dem Sperrfilter 2 zunächst in einen Bandpaß 6 mit einer Mittenfrequenz von 36 Hz, wodurch die mütterlichen QRS-Komplexe gegenüber den fötalen QRS-Komplexen geschwächt werden. Das Signalgemisch am Ausgang des Bandpasses 6 wird einer zweiten Umpoleinrichtung 7 zugeführt, welche sicherstellt, daß die jeweils dominierende Komponente des fötalen QRS-Komplexes eine vorgegebene Polarität hat bzw. erhält Hierzu ist eine Verriegelungsverbindung zwischen der Triggereinrichtung 5 im ersten Kanal und der Umpoleinrichtung 7 im zweiten Kanal vorgesehen, um zu verhindern, daß mütterliche Signale zur Polaritätserkennung im zweiten Kanal beitragen.

Das Signalgemisch am Ausgang der Umpoleinrichtung 7 hat also eine vorgegebene Polarität der fötalen Signale und hervorgehobenen fötalen Signalanteile und wird einer Triggereinrichtung 8 zugeführt, welche eine Impulsfolge nach Maßgabe der fötalen Signale im zweiten Kanal ableitet. Hierzu ist wiederum eine ■ Verriegelungsverbindung von der Triggereinrichtung 5 im ersten Kanal zu der Triggereinrichtung 8 im zweiten Kanal vorgesehen, um ein Triggern im zweiten Kanal zu verhindern, während im ersten Kanal ein mütterliches Signal erkannt wird. Weiterhin ist eine Signalverbindung von der Triggereinrichtung 8 zu der Umpoleinrichtung 7 im zweiten Kanal vorgesehen, um die Umpoleinrichtung nur in Koinzidenz mit dem Auftreten fötaler Signale zu betreiben. Am Ausgang der Triggereinrichtung 8 wird eine den fötalen Signalen entsprechende Impulsfolge 9 abgegeben, bei welcher einzelne Impulse fehlen können, da sie durch gleichzeitig auftretende mütterliche Signale ausgeblendet wurden. Das Fehlen von Impulsen in der den fötalen Herzschlägen entsprechenden Impulsfolge wird von einem Fehlerdetektor erkannt.

Im folgenden werden die Schaltungskomponenten erläutert, soweit sie nicht in gleicher oder ähnlicher Fom in der Literatur beschrieben sind.

Der bezüglich der Amplitude regelbare EKG-Vorverstärker 1 kann in seinem Aufbau im wesentlichen dem EKG-Verstärker entsprechen, welcher in dem Hewlett-Packard Manual 8020. ADril 1971. Schaltbild A2-I9.

beschrieben ist. Anstelle eines regelbaren Verstärkers kann auch ein anderer Schaltkreis zur Einengung des Dynamikbereiches verwendet werden.

Das Sperrfilter 2 kann vorzugsweise derart aufgebaut sein, wie es in der DE-OS 21 43 560 beschrieben ist. In diesem Fall braucht die Netzspannung, und damit die Information über die jeweilige Netzfrequenz, der Schaltungsanordnung nicht direkt zugeführt zu werden, da das Filter sich die Netzfrequenzkomponente automatisch aus dem Signalgemisch heraussucht. Die Triggerfolge kann daher auch aus Signalen abgeleitet werden, die dem Gerät in gespeicherter Form, beispielsweise auf einem Magnetband, zugeführt werden.

Auch kann ein Oberwellenkammfilter verwendet werden, weiches nichi nur die Siörkomponenie mit Netzfrequenz sondern auch deren Oberwellen unterdrückt.

Der Bandpaß 3 im ersten Kanal kann in seinem Aufbau dem Bandpaß entsprechen, welcher in dem Buch »Halbleiter-Schaltungstechnik, 2. Auflage, U. Tietze, Ch. Schenk, Springer Verlag, Seite 276 beschrieben ist Er ist mit zwei Polstellen ausgelegt, hat eine Mittenfrequenz von 18 Hz und einen Gütefaktor von 1.

In Fig.2 sind die erste Umpoleinrichtung 4 und die erste Triggereinrichtung 5 dargestellt. Das vom Bandpaß 3 stammende Signalgemisch mit den hervorgehobenen mütterlichen Signalkomponenten wird der Umpoleinrichtung 4 zugeführt, welche als Doppelweg-Gleichrichter ausgebildet ist. Dieser enthält einen Verstärker Vl, in dessen invertierendem Eingang eine Diode D1 und ein Widerstand R1 und in dessen nicht-invertierendem Eingang eine Diode D 2 und ein mit einem Ende an Masse liegender Widerstand R 2 verbunden ist. Das durch Doppelweggleichrichtung erhaltene Signalgemisch wird dann einem Spitzenwertgleichrichter SA zugeführt.

Der Spitzenwertgleichrichter 5A enthält eine Diode D 3, einen Kondensator Cl und einen Entlade-Widerstand R 3. Er ist mit einem Spannungsfolger SB verbunden (Spannungsverstärkung 1), welcher einen gegengekoppelten Verstärker V2 und einen Widerstand R 4 aufweist und auf den invertierenden Eingang des Verstärkers Vl zurückgekoppelt ist. Vom Ausgang des Spannungsfolgers SB wird eine Regelspannung abgeleitet und dem Vorverstärker 1 zugeführt, um den Pegel der mütterlichen Signale auf einem konstanten Wert zu halten.

Durch die Schaltkreise SA und SB wird sichergestellt, daß der Kondensator Ci sich genau auf die Spannung am Eingang des Verstärkers Vl auflädt Falls nämlich die Diode D 3 leitet, bildet der Spar.nur.gsfclgcr SB mit dem Widerstand R 4 eine Gegenkopplung für den Verstärker Vl, so daß die Spannung am Kondensator Ci exakt der Spannung hinter einer der Dioden Di oder D 2 und Masse folgt Wenn dagegen das Eingangssignal betragsmäßig kleiner wird als die Spannung am Kondensator Cl, wird die Diode D3 gesperrt und die Gegenkopplung des Verstärkers Vl wird unterbrochen, so daß der Verstärker Vl in die Sättigung geht und die Spannung am Verstärkerausgang sprungartig auf das positive Sättigungspotential springt Die dabei entstehende steile Spannungsflanke entsteht genau im Zeitpunkt des Maximums der Signalspannung und öffnet einen elektronischen Schalter 5C

Der Schalter 5C enthält einen Transistor Ti, einen Transistor TZ Widerstände RS. Rb. Rl. RS, R9, eine Schutzdiode D 4, eine Klemmdiode DS und eine Schaltdiode D 6. Beim öffnen des elektronischen Schalters wird die Diode D6 gesperrt und die Haltezeit einer monoslabilen Kippstufe SD eingeleitet
Die monostabile Kippstufe enthält einen Verstärker V3, einen Kondensator C2 und einen Entladewiderstand R10 in dessen invertierendem Eingang. Nach Ablauf der Haltezeit wird am Ausgang des Verstärkers V3, welcher auch den Ausgang der Triggereinrichtung 5

ίο bildet, eine steile negative Impulsflanke abgegeben. Der elektronische Schalter SC wird geschlossen, wenn die Diode D 3 leitet, d. h. während sich der Kondensator C1 bis auf den Maximalwert der Signalspannung auflädt Das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe SD wird entsprechend positiv, wenn der elektronische Schalter SC geschlossen wird, und er wird ir. der beschriebenen Weise negativ, wenn nach dem öffnen des elektronischen Schalters eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist Diese Zeitspanne ist derart bemessen, daß auch breite mütterliche Signale noch überdeckt werden. Im Ergebnis wird von der Triggereinrichtung 5 bzw. deren monostabiler Kippstufe SD über Verriegelungsleitungen an die Umpoleinrichtung 7 und an die Triggereinrichtung 8 eine Folge von Rechteckimpulsen abgeleitet

Im folgenden werden die wesentlichen Schaltungskomponenten des zweiten Kanales erläutert

Der Bandpaß 6 entspricht im Aufbau der Schaltung, die in dem Buch »Halbleiterschaltungstechnik«, U.

Tietze, Ch. Schenk, Springer-Verlag, 2. Auflage, Seite 276 beschrieben ist Er ist als zweipoliger Bandpaß mit einer Mittenfrequenz von 35 Hz und einem Gütefaktor von 1 ausgelegt

In Fig.3 und dem linken Teil von Fig.4 ist ein Schaltkreis TA—I zur Polaritätserkennung und -umschaltung dargestellt Das Signalgemisch am Ausgang des Bandpasses 6 wird zwei gleichartig aufgebauten Spitzenwertgleichrichtern TA, B zugeführt, welche die Spitzenwerte der positiven und der negativen Halbwel-Ie des fötalen Signales getrennt speichern.

Der Spitzenwertgleichrichter TA für die positive Halbwelle weist einen Verstärker V4 auf, dessen Ausgang über eine Diode DT auf den invertierenden Eingang des Verstärkers gegengekoppelt ist Durch

Ί5 diese Schaltung wird die Charakteristik einer idealisierten Diode erhalten. Die Kathode der Diode D T ist mit einem Speicherkondensator C 3 verbunden, dessen anderes Ende an Masse liegt

Der Spitzenwertgleichrichter TB für die Signale mit negativer Polarität ist entsprechend aufgebaut und weist einen Verstärker V5, eine Diode D 8 und einen Speicherkcndsnsator C^ auf; die nicht-invertierenden Eingänge beider Verstärker V4 und VS sind mit dem Bandpaß 3 und über einen gemeinsamen Widerstand RH mit Masse verbunden. Beide Speicherkondensatoren C3 und C4 sind mit einem Komparator 7C verbunden, der gleiche Summierungswiderstände R 12 und R 13 im invertierenden Eingang eines Verstärkers V6 aufweist Der Komparator 7C gibt am Ausgang entweder eine positive oder eine negative Sättigungsspannung ab, je nachdem ob der Betrag des Spitzenwertes der negativen oder der positiven Halbwelle größer ist Um zu verhindern, daß mütterliche Signale die Polaritätserkennung stören, werden die Speicher C3 und C4 während der Dauer des mütterlichen Rechtecksignales kurzgeschlossen. Hierzu sind zwischen der monostabilen Kippstufe SD und dem Kondensator C3 und dem Kondensator C4 jeweils

elektronische Schalter TD bzw. TE vorgesehen. Der Schalter TD weist einen Feldeffekttransistor Γ3, einen Widerstand R 14 und eine Diode D9 auf. Der Schalter TE weist einen Feldeffekttransistor Γ4, einen Widerstand R 15 und eine Diode D10 auf.

Der Ausgang des Komparators TC wird kurzzeitig über einen elektronischen Schalter TF abgetastet, der einen Transistor Γ5 und Widerstände R 16 bis R 18 und eine Diode DIl aufweist. Beim Durchschalten des Transistorschalters wird die Ausgangsspannung des !Comparators TC einem Tiefpaß TG zugeführt, der aus einem Widerstand R19 und einem Kondensator C5 besteht. Der Transistorschalter wird jeweils durch Rechteckimpulse von der Triggereinrichtung 8 durchgeschaltet, deren Erzeugung noch beschrieben wird. Die durch die fötalen Signale abgeleiteten Rechteckimpulse sind kurz im Vergleich zu der Zeitkonstante des Tiefpasses, so daß die volle Spannung am Ausgang des Komparators TC erst nach mehreren Abtastperioden am Kondensator C5 des Tiefpasses anliegt. Dieser Spannungswert, welcher je nach der Polarität der dominierenden Komponente des fötalen Signales positiv oder negativ sein kann, wird einem mit einer Hysterese versehenen weiteren Komparator TH zugeführt, der einen Verstärker VT, einen Widerstand R 20 im nicht-invertierenden Eingang und einem Mitkopplungswiderstand R 21 aufweist. Dabei bestimmt das Verhältnis der Widerstände R 21 und R 20 die Hysteresebreite des Komparators. Der zweite Komparator TH ändert seine Ausgangsspannung nur, wenn er so viele Impulse der gleichen Polarität erhalten hat, daß sich der Speicherkondensator C5 über den Wert der Hysteresespannung hinaus aufgeladen hat. Mit dem Ausgangssignal dieses Komparators TH wird nunmehr die Polaritätsumschaltung ausgelöst, wie im linken Teil von F i g. 4 dargestellt ist.

Das Ausgangssignal vom Komparator TH steuert einen elektronischen Schalter TI, der durch einen Feldeffekttransistor T6, eine Diode D12 und einen Widerstand R 22 gebildet ist. Mittels dieses Schalters wird eine Umpoleinrichtung TK geschaltet, indem das Vorzeichen der Verstärkung eines Verstärkers VS bestimmt wird, dessen invertierender Eingang einen Widerstand R 23 aufweist, dessen Wert gleich demjenigen eines Rückkopplungswiderstandes R24 ist. Der nicht-invertierende Eingang des Verstärkers ist über einen Widerstand R 25 mit Masse verbunden und wird über den Schalter mit dem Eingang des Verstärkers, d. h. mit dem Ausgang des Bandpasses 6 verbunden. Wenn der Transistorschalter 7/geöffnet ist, hat der Verstärker VS die Gesamtverstärkung — 1, wenn der Schalter geschlossen ist so hat er die Verstärkung -I-1. Am Ausgang des Verstärkers V8 ist die dominierende Komponente jeweils positiv, unabhängig davon, ob sie im ursprünglichen fötalen Signal positiv oder negativ war. Eine manuelle Umschaltung zur Umpolung des Signales wird also überflüssig.

Die im folgenden beschriebene Schaltungsanordnung dient dazu, aus dem Signalgemisch am Ausgang des Umpolverstärkers eine Impulsfolge herzuleiten, die lediglich den fötalen EKG-Signalen entspricht wobei in geeigneter Weise die mütterlichen EKG-Signale ausgeblendet werden.

Der Ausgang des Umpolverstärkers VS ist mit einem Spitzenwertdetektor 8Λ verbunden, der eine Diode D13, einen als Hauptspeicher dienenden Kondensator C6 und einen Entladewiderstand R 26 aufweist der sich auf den Maximalwert der Ausgangsspannung auflädt sofern nicht über eine Verriegelungsverbindung von der monostabilen Kippstufe 5D ein Verriegelungssignal abgegeben wird. Die Verriegelungsverbindung weist Widerstände Λ 27 und R2S und eine Diode D14 im invertierenden Eingang des Umpolverstärkers V8 auf.

Weiterhin sind vorgesehen: Ein mit der Schaltdiode D13 verbundener als Impedanzwandler SB geschalteter Spannungsfolger V9, der über den Widerstand R 24 auf den Umpolverstärker zurückgekoppelt ist; eine Hilfsspeichereinrichtung SC mit einem als Hilfsspeicher dienenden Kondensator CT und einem Entladewiderstand R 29, ein zwischen beiden Speichern verbundener elektronischer Schalter SD mit einem Feldeffekttransistor TT, einem Widerstand R 30 für die Arbeitspunkteinstellung des Transistors und Verriegelungsdioden D15 und D16; ein mit dem Ausgang des HilfsSpeichers verbundener Impedanzwandler SE mit einem rückgekoppelten Verstärker VlO zur Entkoppelung des Ausgangssignales des Hilfsspeichers von einem nachfolgenden elektronischen Schalter SF, der einen Feldeffekttransistor TS und einen Widerstand R 31 zur Arbeitspunkteinstellung aufweist und seriell mit dem Eingang des Hauptspeichers über die Umpoleinrichtung TK verbunden ist.

Der Ausgang der Umpoleinrichtung TK ist über einen Widerstand R 32 mit einem weiteren elektronischen Schalter SG verbunden, der Transistoren 79 und 710, Widerstände R 33, R 34 und R 35 sowie eine Diode D17 aufweist. Dieser elektronische Schalter steuert den elektronischen Schalter SD am Eingang des Hilfsspeichers CT über ein Verzögerungsglied SH, das durch einen Verstärker VIl, einen Widerstand R 36 und einen Kondensator CS gebildet ist.
Mit dem Ausgang des Verzögerungsgliedes SH ist kapazitiv eine Umkehrstufe 8/ verbunden, die einen Transistor Γ11 mit Vorspannungswiderständen Λ 37 und R3S, einen Lastwiderstand /?39 und eine Diode D18 aufweist. Mit dieser Umkehrstufe ist über einen Kopplungswiderstand R 40 ein UND-Gatter 8/verbun-

AO den, das einen Transistor Γ12 und Widerstände 41, R 42 und R 43 aufweist und nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Umkehrstufe ein Signal liefert und kein Verriegelungssignal von dem ersten Kanal abgegeben wird.

Mit dem UND-Gatter ist kapazitiv ein elektronischer Schalter SK verbunden, der einen Transistor Γ13, einen Widerstand R 44 und eine Schutzdiode D 19 aufweist. Dieser Schalter betätigt eine monostabile Kippstufe SL, die einen Verstärker V12, einen Widerstand R 45 und

so einen Kondensator C9 aufweist

Die vorbeschriebene Schaltung gemäß Fig.4 zur Ableitung der fötalen Signale arbeitet folgendermaßen: Zunächst wird zur Vereinfachtung davon ausgegangen, daß ein fötales Signal auftritt und keine mütterlichen Signale vorhanden sind. In diesem Fall wird die Diode D13 leitend und der als Hauptspeicher dienende Kondensator C6 lädt sich auf den Maximalwert des Signales auf. Beim Erreichen des Maximalwertes wird die Diode gesperrt da die Eingangsspannung kleiner wird als die am Kondensator anliegende Spannung. Während die Diode D13 leitend war, war auch der elektronische Schalter SG zwischen dem Ausgang der Umpolschaltung TK und dem Verzögerungsglied 8//leitend, während beim Sperren der Diode ein Verzögerungsimpuls ausgelöst wird, der nach dem Sperren der Diode D13 und damit des Schalters SG um die Haltezeit des Verzögerungsgliedes verlängert wird. Während der Dauer des Verzögerungsimpulses ist der

elektronische Schalter SD geöffnet, so daß der HilfsSpeicher Cl vom Hauptspeicher C6 getrennt ist. Der Hilfsspeicher Cl entlädt sich daher von demjenigen Spannungswert, der im Zeitpunkt des Einschaltens des elektronischen Schalters SD am Hauptspeicher CS angelegen hat. Er entlädt sich mit der gleichen Zeitkonstante wie der Hauptspeicher C6. Wenn die Verzögerungszeit abgelaufen ist, wird der elektronische Schalter SD wieder geschlossen und der Hilfsspeicher 8Cwieder mit dem Hauptspeicher C6 verbunden. Diese Schaltvorgänge des Hilfsspeichers haben zunächst noch keine Bedeutung, solange nur fötale Signale auftreten.

Im folgenden wird angenommen, daß ein mütterliches Signal auftritt.

Zunächst lädt sich der Hauptspeicher C6 entsprechend dem Momentanwert des mütterlichen Signales auf, bis er ein Verriegelungssignal über die Diode D14 und den Umpolverstärker VS erhält. Dieses Verriegelungssignal ist der Rechteckimpuls, der am Ausgang des Verstärkers V3 geliefert wird und das Auftreten eines mütterlichen Signales angibt.

Ein Verriegelungssignal von der Triggereinrichtung 5D im ersten Kanal wird immer dann abgegeben, wenn ein mütterliches Signal vorliegt, und der elektronische Schalter 8Fist immer beim Auftreten eines mütterlichen Signales geschlossen. Der elektronische Schalter SD ist immer geöffnet, wenn entweder ein mütterliches Signal oder ein Impuls vom Verzögerungsglied vorliegt. Beim Auftreten des Verriegelungssignales wird die Diode D13 gesperrt und damit der Kondensator C6 abgetrennt. Der Hilfsspeicher Cl war während des Entladevorganges des Hauptspeichers C6 mit diesem verbunden und hat denjenigen Endwert der Spannung übernommen, der am Hauptspeicher beim Übergang in den Ladezustand anlag. Der Hauptspeicher C6 lädt sich also nach dem Abschalten des Hilfsspeichers Cl bis auf den Wert auf, den das Eingangssignal in dem Zeitpunkt hat, bei dem das Verriegelungssignal von der Triggereinrichtung 5D abgegeben wird. In diesem Zeitpunkt wird der Hauptspeicher vom Eingangssignal abgetrennt und über den elektronischen Schalter SD mit dem Hilfsspeicher 8Cverbunden, so daß er dessen Spannung übernimmt. Damit ist der Hauptspeicher auf denjenigen

ίο Spannungswert zurückgesetzt, den er hätte, wenn kein mütterliches Signal aufgetreten wäre. Dabei ist zu beachten, daß Haupt- und Hilfsspeicher die gleiche Entladezeitkonstante haben. Haupt- und Hilfsspeicher entladen sich also jetzt gleichförmig so lange, wie das Verriegelungssignal anliegt. Am Ende des Verzögerungssignales am Ausgang des Verzögerungsgliedes SH wird die Umkehrstufe 8/ betätigt, welche wiederum einen invertierten Impuls abgibt. Dieser Impuls, welcher an sich das Vorliegen eines fötalen Signales besagen würde, wird nun durch das UND-Gatter 8/ gesperrt, da dessen anderer Eingang gleichzeitig das mütterliche Verriegelungssignal erhält, nachdem dieses eine weitere Umkehrstufe SM durchlaufen hat. Somit wird die Anzeige eines fötalen Signales beim Vorliegen eines mütterlichen Signales verhindert.

Beim Ende des mütterlichen Verriegelungssignales wird der Hauptspeicher C6 wieder mit dem Ausgang des Umpolverstärkers VS verbunden, so daß der Kondensator CS wieder dem Augenblickswert des Eingangssignales folgt. Gleichzeitig wird der elektronische Schalter SD durchgeschaltet und der Schalter SF geöffnet, so daß der Eingang des Hilfsspeichers Cl wieder mit dem Ausgang des Hauptspeichers C6 verbunden ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer dem Rhythmus der fötalen Herschlagfrequen2 entsprechenden Impulsfolge aus Elektrokardiogrammsignalen, welche über Elektroden auf der Bauchdecke der Schwangeren abgenommen werden, wobei die Elektrokardiogrammsignale neben den zu messenden fötalen Signalen auch von der Schwangeren stammende Signale enthalten, mit einem ersten Kanal, der ein Bandpaßfilter enthält, dessen Durchlaßbereich auf die Frequenzen der von der Schwangeren stammenden Herzschlagsignale abgestimmt ist, welcher niedriger als diejenigen der fötalen Herzschlagsignale sind, und mit einer ersten Triggerschaltung in dem ersten Kanal, welche eine dem Rhythmus der von der Schwangeren stammenden Signale entsprechende Impulsfolge erzeugt, und einem zweiten Kanal, der ein zweites Bandpaßfilter mit einem auf die Frequenzen der fötalen Herzichlagsignale abgestimmten Durchlaßbereich sowie eine zweite Triggerschaltung aufweist, die einen Spitzenwertgleichrichter mit einem Hauptspeicher enthält und zur Erzeugung der dem Rhythmus der fötalen Herzschlagsignale entsprechenden Signalfolge dient und mit einer Schaltverbindung vom ersten zum zweiten Kanal, durch welche Verriegelungssignale beim Auftreten von Elektrokardiogrammsignalen von der Schwangeren abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Signalkanäle zur Aufnahme der abdominal von einer Schwangeren abgenommenen EKG-Signale verbunden sind, daß ein erster elektronischer Schalter (SD) zwischen dem Ausgang des Hauptspeichers (C6) und dem Eingang eines HilfsSpeichers (C7) verbunden ist, ein zweiter elektronischer Schalter (SF) zwischen dem Ausgang des Hilfsspeichers und dem Eingang des Hauptspeichers verbunden ist, die erste 1 riggereinrichtung (5) Schaltverbindungen zu dem Hauptspeicher und zu den beiden elektronischen Schaltern zur Abgabe von Verriegelungssignalen beim Auftreten von Elektrokardiogrammsignalen von der Schwangeren aufweist, der erste elektronische Schalter (8D) geschlossen und der zweite elektronische Schalter (SF) geöffnet ist, wenn kein Verriegelungssignal anliegt und kein Spitzenwertsignal auftritt, der erste elektronische Schalter (8D^ geöffnet wird, wenn der Hauptspeicher (C6) durch ein neues Spitzenwertsignal aufgeladen ist, der erste elektronische Schalter (SD) eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Speicherung des Maximalwertes des Spitzenwertlignales durch den Hauptspeicher (C6) in Abwesenheit eines neuen Spitzenwertsignales geschlossen wird, beim Auftreten eines Verriegelungssignales vom ersten Kanal und eines entsprechenden Spitzenwertsignales vom zweiten Kanal der Hauptspeicher vom Signalfluß abgetrennt, der erste elektronische Schalter (8D^ geöffnet und der zweite elektronische Schalter (8F) geschlossen wird und dadurch der im Hilfsspeicher (8C) enthaltene Wert auf den Hauptspeicher (C6) übertragen wird und am Ende des Verriegelungssignales der Hauptspeicher wieder den Signalfluß aufnimmt und der erste elektronische Schalter (SB) wieder geschlossen und der zweite elektronische Schalter (8F) wieder geöffnet wird.

2.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch

gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Hauptspeichers (C6) und dem Eingang des Hilfsspeichers (Cl) ein erster Trennverstärker (SS) und zwischen dem Ausgang des Hilfsspeichers (C7) und dem Eingang des Hauptspeichers (C6) ein zweiter Trennverstärker (8E)verbunden ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptspeicher und der Hilfsspeicher jeweils einen Speicherkondensator (CS; C7) und einen zu diesem parallelen Entladewiderstand (R 26; .R 29) aufweisen und diese ÄC-Glieder gleiche Entladezeitkonstanten ergeben.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine retriggerbare monostabile Kippstufe (8G, SH) zur Aufnahme der fötalen Triggersignale des zweiten Kanales vorgesehen ist, welche ein Verzögerungssignal abgibt, das um ein festes Zeitintervall gegenüber einem auslösenden fötalen Triggersignal verzögert ist, und ein UND-Glied (8J) mit dieser Kippstufe verbunden ist und die Abgabe eines Ausgangssignales nur dann zuläßt, wenn kein Verriegelungssignal von der ersten Triggerschaltung des ersten Kanales anliegt.