DE2351167C3

DE2351167C3 - EKG-Gerät

Info

Publication number: DE2351167C3
Application number: DE2351167A
Authority: DE
Inventors: Guenter 8034 Germering Fuhr; Heinz 8000 Muenchen Reetz
Original assignee: Fritz Schwarzer 8000 Muenchen GmbH
Current assignee: Picker International GmbH
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1973-10-11
Publication date: 1980-05-29
Also published as: JPS5066090A; GB1481075A; DD115848A1; US3921147A; DE2351167A1; DE2351167B2

Description

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

Die zur EKG-Analyse notwendige Auswertung von EKG-Daten in daten verarbeitenden Anlagen erfordert eine computergerechte Umformung der Ausgangsgröße in Digitalwerte. Bekannte Geräte dieser Art enthalten eine zusätzliche Codiereinrichtung, um neben dem EKG die jeweilige Patientenidentifikation in den Rechner einzugeben. Bei einem bekannten, für ein Off-Line-Betrieb geeigneten Gerät dieser Art werden die vorverstärkten EKG-Signale zusammen mit der Patientenidentifikation mit einer Analogbandspeichereinrichtung 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.

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 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

ίο 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 zn 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 erkennen. Da die alphanumerische Patientenidentifikation 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 X Y-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 Digitalkassetten 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

^Μ digitalen Datenübertragung, z. B. über Modem, auf das öffentliche Telefonnetz beschränkt ist, lassen sich im Echtzeitbetrieb nicht drei Kanäle gleichzeitig mit der erforderlichen Qualität über eine Telefonleitung über-

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tragen. 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 jeweilige·! 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 Ana^yseergbenis kann auf das Sichtgerät 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, Bewe^ungsartefakte, 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 einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler). Die hier gewonnenen Digitalwerte, die in numerischer Form den zeitlichen Ablauf der EKG-Potentialschwankeungen wiedergeben, laufen anschließend in einen als Pufferspeicher wirkenden Digital-Festkörperspeicher ein.

Nach Ablauf des Aufnahmeteils im Digitalprogramm werden die gespeicherten Digitalwerte zunächst einem Demultiplexer und Digital-Analog-Wandler (D/AWandler) zugeführt und hier in Analogwerte rückverwandelt, wobei über den Demultiplexer gleichzeitig auch die Aufteilung in die ursprünglichen 3 Abteilungen erfolgt. In dieser Phase des Automatik-Programms ist das Sichtgerät auf den Ausgang dieses letztgenannten D/A-Wandlers geschaltet und gibt nun das rückgewandelte EKG wieder. Durch ein spezielles Leseprogramm für den Speicher wird erreicht, daß sich hierbei ein stehendes Bild ergibt, wobei die Gesamtautnahme 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 b?w Digitalisierung wird ein entsprechender Löschbe.cm 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

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55 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 XY-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 rein digital.

Es besteht auch die Möglichkeit einer Direktaufzeichnung der Analogsignale am Ausgang des 3-Kanal-EKG-Vorverstärkers. Hier kann, wenn dies für irgendwelche speziellen Fragen gewünscht wird, ein normales 3-fach Registriergerät angeschlossen werden, 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-Betriebes wird dem EKG-Gerät ein Kassettenrecorder für digitale Aufzeichnungen nachgeschaltet, der aus dem Speicher die digitalisierten Daten übernimmt, wobei die Steuerung dieser Aufzeichnung durch den zentralen Steuerteil des EKG-Gerätes 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 geschal' " werden und ihre Daten einlesen, was bei neu , errichtenden Anlagen die anzustrebende Betriebsform darstellt.

Bei dieser letztgeschilderten Art des On-Line-Betriebs muß das EKG-Gerät auf den einzelnen Stationen, von denen EKG's aufgenommen und übertragen werden sollen, nicht jeweils an einen bestimmten Aufstellungsort gebunden sein. Man kann vielmehr die zwischen Station und Rechner bestehende Verbindungsleitung 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.

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, während der XY-Schreiber auch für diese Zwecke als graphische Wiedergabevorrichtung zur Verfügung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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 gekennzeichnet, 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-Kompensationsschreiber anschließbar ist

2. EKG-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des D/A-Wandlers ein Sichtgerät zur Darstellung der Vektorscbleife 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 gekennzeichnet, daß das Gerät über eine Ringleitung an die Übertragungsleitung zum Rechner anschließbar ist.

6. EKG-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß im On-Line-Betrieb ein Dialogverkehr mit dem Rechner durchführbar ist.