DE2351167A1

DE2351167A1 - Ekg-geraet

Info

Publication number: DE2351167A1
Application number: DE19732351167
Authority: DE
Inventors: Guenter Fuhr; Heinz Reetz
Original assignee: FRITZ SCHWARZER GmbH
Current assignee: Picker International GmbH
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1973-10-11
Publication date: 1975-04-17
Also published as: GB1481075A; DE2351167B2; JPS5066090A; US3921147A; DE2351167C3; DD115848A1

Description

Anmelder; Firma Fritz Schwarzer GmbH., D-8000 München 60, Bärmannstraße 3 8

EKG-Gerät

Die Erfindung betrifft ein EKG-Gerät entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die zur EKG-Analyse notwendige Auswertung von EKG-Daten in datenverarbeitenden Anlagen erfordert eine computergerechte Umformung der Ausgangsgröße in Digitalwerte. Bekannte Geräte die-, ser Art enthalten eine zusätzliche Codiereinrichtung, um neben dem EKG die jeweilige Patientenidentifikation in den Rechner einzugeben. Bei einem bekannten, für einen Off-Line-Betrieb geeigneten Gerät dieser Art werden die vorverstärkten EKG-Signale zusammen mit der Patientenidentifikation mit einer Analogbandspeicher- ■ einrichtung gespeichert. Die Bänder werden in ein Rechenzentrum geschickt und dort weiterverarbeitet. Bei einem anderen, für einen On-Line-Betrieb geeigneten Gerätetyp werden die EKG-Signale über eine Standleitung oder über das Telefonnetz an den Rechner überspielt. Hierzu werden üblicherweise die Signale frequenzmoduliert. Auch hierbei erfolgt die computergerechte Signal-Vorverarbeitung (A/D) im Rechenzentrum*

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Bei dem für einen Off-Line-Betrieb geeigneten EKG-Gerät der zuerst genannten Art wird dagegen das EKG-Signal.über einen A/D-Wandler und einen Multiplexer auf einem Digitalband gespeichert. Gleichzeitig kann dabei das Analog-Signal nach Vorverstärkung zur Sichtkontrolle auf ein Sichtgerät gespielt werden. Dabei wird jedoch als nachteilig angesehen, daß durch die Sichtkontrolle nicht solche Fehler erkennbar sind, die in Verbindung mit der digitalen Speicherung vorhanden sein könnten.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein EKG-Gerät der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß es einerseits vielfältige Ausbaumöglichkeiten und unterschiedliche Anwendungsformen ermöglicht, insbesondere auch im On-Line-Betrieb oder im Off-Line-Betrieb eingesetzt werden kann, und daß andererseits bei möglichst einfacher Bedienung gewährleistet ist, daß möglichst keine Fehler hinsichtlich der digitalen Daten auftreten können, die im Rechenzentrum bearbeitet werden.

Diese Aufgabe wird bei einem EKG-Gerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei einem derartigen EKG-Gerät werden die EKG-Signale während einer begrenzten Zeitspanne (ca. 10 Sekunden) in digitaler Form im Digitalspeicher festgehalten und zusätzlich über ein Sichtgerät analog zur Darstellung gebracht, wobei jeder gewünschte Teil des Kurvenablaufs als Standbild beobachtet werden kann, bevor die Aufzeichnung zur Weitergabe an das Rechenzentrum oder zur Speicherung auf der Bandkassette freigegeben wird. Durch die Rückwandlung der Digitalsignale ist es deshalb möglich, die Datengesamtheit (Patientenidentifikation, Eichung, EKG), welche im Speicher zum Einlesen in den Rechner bereitsteht, noch einmal zu kontrollieren. Es kann also neben der Prüfung der EKG-Signale auf Artefakte (Muskelzittern, schlechter Elektrodensitz) die Güte der Digitalisierung kontrolliert werden, weil das durch die Rückwandlung gewonnene Analog-Signal genau die Datenmenge spiegelt, welche später vom Rechner ausgewertet wird. Eventuelle Fehler beim Multiplexen oder A/D-Wandeln (z„B. durch Ausfall von Bauelementen) sowie eine eventuelle Übersteuerung lassen sich damit einwandfrei

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erkennen. Da die alphanumerische Patxentenxdentifikation gleichzeitig auf dem Sichtgerät erscheint; lassen sich damit Tippfehler bei der Eingabe der Patientennummer kontrollieren.

Die Zwischenspeicherung der Daten in Festkörperspeichern bietet weiterhin die Möglichkeit, die Vektor-Schleife auf dem Sichtgerät als stehendes Bild darzustellen oder über einen XX"-Schreiber verlangsamt und in vergrößertem Maßstab auszuschreiben, was bei bekannten Geräten nur photographisch möglich ist.

Im Off-Line-Betrieb werden die Daten aus dem Festkörperspeicher auf Digitalkässetten gespeichert. Die Kassette ist preiswert und nimmt wenig Raum ein, kann also leicht versandt bzw. archiviert werden. Die Bandspeicherung in digitaler Form bietet den Vorteil, daß unvermeidbare Schwankungen der Bandgeschwindigkeit, welche bei Analog-Aufzeichnung zu SignalVerzerrungen führen, ohne Einfluß bleiben.

Bei den erwähnten bekannten EKG-Geräten, die einen On-Line-Betrieb ermöglichen, werden dagegen die Daten in analoger Form (z.B. FM-moduliert) in den Rechner übertragen. Dabei besteht die Schwierigkeit, daß die analoge Datenübertragung in der Qualität beschränkt und störanfällig ist. Ein digitalisiertes Signal läßt sich dagegen mit nahezu beliebiger Genauigkeit übertragen, weil eventuell auftretende Fehler durch gleichzeitige Übertragung von Prüf-Kennzeichen--erkannt werden können. Da die Geschwindigkeit der digitalen Datenübertragung, z.B. über Modem, auf das offentli^ ehe Telefonnetz beschränkt ist, lassen sich im Echtzeitbetrieb nicht drei Kanäle gleichzeitig mit der erforderlichen Qualität über eine Telefonleitung übertragen. Ein EKG-Gerät entsprechend dem Gegenstand der Erfindung bietet dagegen aufgrund des Festkörperzwischenspeichers die Möglichkeit, die Daten mit verlangsamter Geschwindigkeit auszulesen und sich an die Geschwindigkeit der jeweiligen Datenleitung anzupassen. Da das mit einem Sichtgerät versehene EKG-Gerät mit einer vollständigen Eingabe-Tastatur versehen werden kann, läßt sich im On-Line-Betrieb ein Dialogverkehr mit dem Rechner realisieren. So lassen sich z.B. Anamnesedaten vom Gerät aus abrufen und das Analyseergebnis kann auf das Sichtgerät

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zurückgespielt werden.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild eines EKG-Geräts gemäß der Erfindung.

Die vom Patienten abgegriffenen EKG-Potentiale gelangen zunächst auf einen 3-Kanal-Vorverstärker, der im Gegensatz zu bekannten EKG-Geräten mit einer Programm-Automatik ausgestattet ist. Der zu dieser Baugruppe gehörende Ableitungswähler/ der gleichfalls in die Programmautomatik einbezogen werden kann, erfaßt neben den üblichen Ableitungen nach Einthoven, Goldberger und Wilson auch die korrigierten orthogonalen Ableitungen nach Frank, wobei für sämtliche Eingänge Impedanzwandler vorgesehen sind, die einen sehr hochohmigen Eingangswiderstand sicherstellen.

Bevor jedoch das eigentliche Automatik-Programm gestartet wird, werden die auf diese Weise in 3 Kanälen gebildeten Ableitungen zunächst auf einem Sichtgerät dargestellt, so daß sich Brummstörungen, Bewegungsartefakte, Myo-Potentiale u.a. erkennen lassen, die unter Umständen die automatische Auswertung des EKG's durch den Computer stören könnten.

Nach dem Start des Automatik-Programms durchlaufen die gleichen Signale zunächst einen Multiplexer und gelangen von dort zu einem Analog-Digital-Wandler (A' -Wandler). Die hier gewonnenen Digitalwerte, die in numerischer Form den zeitlichen Ablauf der EKG-Potentialschwarikungen wiedergeben, laufen anschließend in einen als Pufferspeicher wirkenden Digital-Festkörperspeicher ein.

Nach Ablauf des Aufnahmeteils im Digitalprogramm werden die gespeicherten Digitalwerte zunächst einem Digital-Analog-Wandler (D/A-Wandler) zugeführt und hier in Analogwerte rückverwandelt, wobei über einen Multiplexer gleichzeitig auch die Aufteilung in die ursprünglichen 3 Ableitungen erfolgt. In dieser Phase des Automatik-Programms ist das Sichtgerät auf den Ausgang dieses letztgenannten Multiplexers geschaltet und gibt nun das

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rückgewandelte EKG wieder. Durch ein spezielles Leseprogramm für den Speicher wird erreicht, daß sich hierbei ein stehendes-Bild ergibt, wobei die Ge s'amtauf nähme durch einfaches kontinuierliches Verschieben der abgefragten Speicherplätze ausschnittsweise dargestellt werden kann. Auf diese Weise kann eindeutig kontrolliert werden, ob Aufnahme und auch Digitalisierung einwandfrei erfolgten, so daß erst jetzt die Freigabe zur eigentlichen automatischen Analyse erfolgen muß. Bei fehlerhafter Aufnahme bzw. Digitalisierung wird ein entsprechender Löschbefehl gegeben und die Aufnahme wiederholt.

Die beschriebene Anordnung bietet nun aber gleichzeitig die Möglichkeit, das rückgewandelte EKG nicht nur in skalarer Form darzustellen, sondern auch in vektorieller Form auf dem Sichtgerät sichtbar zu machen, so daß also unmittelbar nach der Aufnahme auch die Vektorschleifen als stehende Bilder dargestellt werden können.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß ein Kompensationsschreiber zuschaltbar ist, auf dem die rückgewandelten EKG-Signale, wenn gewünscht, auch mit vergrößerter Amplitude aufgezeichnet werden können. Gleichfalls können auf diesem als Χϊ-Schreiber ausgelegten Kompensationsschreiber die Vektorschleifen direkt aufgezeichnet werden, so wie sie vorher als stehendes Bild auf dem Sichtgerät zu sehen waren. Diese Zusatzeinrichtung ermöglicht also nicht nur, die unmittelbare Dokumentation für das Kennblatt auf der Station vorzunehmen, sondern darüberhinaus auch die Direktaufzeichnung von Vektorschleifen, was bisher praktisch nur über eine photographische Aufzeichnung möglich war. Die zur Direktaufzeichnung der Vektorschleifen erforderliche Frequenztransponierung erfolgt im Speicher, also re in digital.

Es besteht auch die Möglichkeit einer Direktaufzeichnung der Analogsignale am Ausgang des 3-Kanal-EKG-Vorverstärkers. Hier kann_t wenn dies für irgendwelche speziellen Fragen gewünscht wird, ein normales 3-fach Registriergerät angeschlossen werden,

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wobei dann keine besonderen EKG-Vorverstärker mehr in diesem Gerät benötigt werden.

Wie im Blockschaltbild dargestellt ist, kann die Verbindung zwischen dem Registriergerät und dem Rechner sowohl "Off-Line" als auch "On-Line" erfolgen.

Im Falle des Off-Line-Betriebs wird dem EKG-Gerät ein Kassetten-Recorder für digitale Aufzeichnungen nachgeschaltet, der aus dem Speicher die digitalisierten Daten übernimmt, wobei die Steuerung dieser Aufzeichnung durch den zentralen Steuerteil des EKG-Geräts erfolgt. Die bespielten Kassetten müssen bei dieser Betriebsart z.B. durch Boten oder aber auch durch Rohrpost zum Rechenzentrum gebracht werden, um dort über ein entsprechendes Interface in den Rechner eingelesen zu werden.

Beim On-Line-Betrieb dagegen besteht zwischen dem EKG-Gerät und dem Rechner eine direkte Drahtverbindung, wobei im Rechenzentrum, falls erforderlich, ein Interface eingesetzt wird. Bei Rechnern mit Zeitteilverfahren-Betrieb können zur gleichen Zeit mehrere derartiger EKG-Geräte auf den Rechner geschaltet werden und ihre Daten einlesen, was bei neu zu errichtenden Anlagen die anzustrebende Betriebsform darstellt.

Bei dieser letztgeschilderten Art des On-Line-Betriebs muß das EKG-Gerät auf den einzelnen Stationen, von denen EKG¹S aufgenommen und übertragen werden sollen, nicht jeweils an einen bestimmten Aufstellungsort gebunden sein. Man kann vielmehr die zwischen Station und Rechner bestehende Verbxndungsleitung auf der Station selbst in Form einer Ringleitung führen, so daß das mobile EKG-Gerät praktisch von jedem Bett aus durch Aufschalten auf die Ringleitung mittels einer einfachen Steckvorrichtung den On-Line-Betrieb mit dem Rechner aufnehmen kann.

Bei dieser Betriebsart ist ferner zu erwähnen, daß der zentrale Steuerteil des EKG-Geräts über eine gesonderte Steuerleitung mit dem Rechner in Verbindung steht, so daß die Datenübertragung auch hier voll unter Rechnerkontrolle erfolgt.

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Es gehört weiter zu den Ausbaumöglichkeiten des beschriebenen Geräts, wie auch im Blockschaltbild angedeutet, daß Daten zu Kontrollzwecken entweder vom Kassetten-Recorder (Off-Line-Betrieb) oder aber auch direkt vom Rechner (On-Line-Betrieb) zum Gerät zurückgegeben werden können. Für den On-Line-Betrieb bietet sich dann noch an, gegebenenfalls sogar Analyse-Ergebnisse vom Rechner in das EKG-Gerät zurückzugeben, wozu entweder ein weiteres ausgebautes Datensichtgerät oder der Anschluß eines Druckers vorgesehen werden können, wähend der XY-Schreiber auch für diese Zwecke als graphische Wiedergabevorrichtung zur Verfügung steht.

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Claims

Patentansprüche

1.1 EKG-Gerät mit einem Analog/Digital-Wandler, einem Multiplexer ~- und einer Digitalbandspeichereinrichtung sowie mit einem Vorverstärker und einem Sichtgerät für eine Sichtkontrolle aufgezeichneter EKG-Signale sowie einer Tastatur zur Eingabe alphanumerischer Daten, dadurch gekennze ichne t , daß an den Analog/Digital-Wandler ein Festkörperspeicher angeschlossen ist, der an die Digitalspeichereinrichtung und/oder an eine Übertragungsleitung zu einem Rechner und über einen Digital/ Analog-Wandler an das Sichtgerät und/oder einen XY-KompensationsschreiLer anschließbar ist.

2. EKG-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des D/A-Wandlers ein Sichtgerät zur Darstellung der Vektorschleife als stehendes Bild angeschlossen ist.

3. EKG-Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des D/A-Wandlers ein XY-Kompensationsschreiber zur Aufzeichnung der Vektorschleife und/ oder des stehenden EKG's in verlangsamter und vergrößerter Darstellung angeschlossen ist.

4. EKG-Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Vorverstärker eine Programmautomatik vorgesehen ist.

5. EKG-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet , daß das Gerät über eine Ringleitung an die Übertragungsleitung zum Rechner anschließbar ist.

6. KKG-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß im On-Line-Betrieb ein Dialogarkehr mit dem Rechner durchführbar ist.

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