DE2352692B2

DE2352692B2 - Gerät zur Untersuchung der Herzimpulsfrequenz

Info

Publication number: DE2352692B2
Application number: DE19732352692
Authority: DE
Inventors: Guenther Prof. Dr.Rer.Nat. 7501 Forchheim Laukien
Original assignee: Bruker Biospin GmbH
Current assignee: Bruker Biospin GmbH
Priority date: 1973-10-20
Filing date: 1973-10-20
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2352692A1

Description

Quadrierung, so besteht die Möglichkeit, daß sich positive und negative Differenzwcrte bei der Mittelwertbildung dieser Differenzwerte gegenseitig kompensieren und daher trotz eines Flattcrns kein l^:latterwert ermittelt wird. Wie später noch erläutert wird, liegt der Mittelwert, mit dem die augenblickliche Herzfrequenz für die Feststellung des Flatterwertcs verglichen wird, erst zu einem späteren Zeitpunkt vor als diese augenblickliche Herzimpulsfrequenz; daher muß streng genommen der Wert der augenblicklichen Herzimpulsfrequenz /.wischengespeichert werden und darf erst später mit dem Mittelwert verglichen werden. Man kann jedoch, um die ganze Anordnung zu vereinfachen, einen Flatlcrwcrt durch Vergleich der augenblicklichen Herzimpulsfrequenz mit dem gerade vorliegenden Mittelwert, der zu einem etwas früheren Zeitpunkt gehört, ermitteln; hier besteht jedoch die Möglichkeit, daß eine langsame Änderung des Mittelwertes das Meßergebnis des Flatterwertes beeinflußt. Deshalb kann vorgesehen sein, daß der Einfluß einer langsamen Änderung des Mittelwertes der Herzimpulsfrequenzen auf die Anzeige des Flatterwertes berücksichtigt wird; dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß sowohl eine Anzeige für den Flatterwert, der in der oben geschilderten Weise aus den Beträgen der Differenzen zwischen der augenblicklichen Herzimpulsfrequenz und dem kurzzeitigen Mittelwert abgeleitet wurde, vorgesehen wird, als auch eine Anzeige, bei der die genannten Differenzen vorzeichenrichtig, d. h. ohne Bctragsbildung, über einen bestimmten Zeitraum gemittelt werden. Ein Vergleich der beiden Anzeigen gestattet dann festzustellen, ob die Anzeige des Flatterwertcs durch eine Änderung des Mittelwertes der Herzimpulsfrequenz vorgetäuscht oder zumindest beeinflußt wird: Liegt nämlich kein Flattern vor, sondern beispielsweise eine ständige Erhöhung der augenblicklichen Herzimpulsfrequenz, so wird die zweitgenannte Anzeige einen Wert liefern, der genauso groß ist wie der vom Flatterwertmesser angezeigte Wert; liegt dagegen reines Flattern vor, bei dem sich also der Mittelwert der Herzimpulsfrequenz nicht verändert, so liefert die zweite Anzeigevorrichtung den Wert Null. Liefert die zweite Anzeige einen Wert, der von Null verschieden ist, jedoch kleiper ist als der vom Flatterwertmesser angezeigte Weft, so kann daraus ersehen werden, daß sowohl Flattlrn als auch eine Veränderung des Mittelwertes der Herzimpulsfrequenz vorliegt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß der Flatterwert hinsichtlich des Einflusses von Änderungen des Mittelwertes der Herzimpulsfrequenz bereinigt wird. Dies kann gemäß Anspruch 6 geschehen. Hier ist also eine Verfälschung des vom Flatterwertmesser angezeigten Wertes von vornherein ausgeschlossen.

Der Zeitmesser der erfindungsgemäßen Anordung kann in verschiedener Weise aufgebaut sein; der Zeitmesser kann beispielsweise eine Schaltungsanordnung aufweisen, die innerhalb der zu messenden Zeit, beispielsweise zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzimpulsen, eine linear ansteigende Spannung erzeugt, deren Endwert dann ein Maß für die zu messende Zeit ist. Eine andere Möglichkeit zeigt die Ausführungsform nach Anspruch 7, die auch ohne die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 verwirklicht werden kann; diese Ausführungsform löst ebenfalls die eingangs genannte Aufgabe. Der Vorteil besteht darin, daß die zu messende Zeit mit großer Genauigkeit ermittelt werden kann, wenn man nur die Frequenz f\

groß genug macht. Der Zählerstand Tkann unmitielbai zur Eingabe in einen digitalen Rechner vcrwendei werden, der sehr schnell und mit der gewünschter Genauigkeit aus den einzelnen ihm übermittelter Zählerständen die augenblicklichen Herzimpulsfrequenzen und bei Verwirklichung aller Merkmale des Anspruchs I auch die davon abgeleiteten, oben und weiter unten geschilderten Werte, insbesondere auch den Flatterwcrt, errechnet. Vorzugsweise ist das Tor während einer einzigen Herzimpulsperiode leitend gesteuert.

Bei einer Weiterbildung nach Anspruch 9 liegt der Vorteil darin, daß diese Anordnung auf einfache Weise eine Reziprokwertbildung vornimmt. Die Impulsfolge mit der Frequenz (2 stellt hierbei den Dividenden dar und die Zahl T ist der Divisor. Die am Ausgang de; einstellbaren Teilers erscheinende Impulsfolge weisi eine Frequenz /V auf, die um den Faktor (21 f\ = /; größer ist als die Herzimpulsfrequenz; es erfolgt mil dieser Anordnung also eine Multiplikation der Herzimpulsfrequenz um einen bestimmten Faktor; als Vortei ergibt sich hierdurch, daß die Frequenz fr so grol: gemacht werden kann, daß sie innerhalb einer kurzer Meßzeit hinreichend genau mit der üblichen Methode der Frequenzmessung, d. h. der Messung der Anzahl vor Impulsen innerhalb eines vorbestimmten Zeitraumes festgestellt werden kann. Diese Frequenzmessung erfolgt durch den nachgeschalteten Frequenzmesser Dieser Frequenzmesser ist vorteilhafterweisc so geeicht, daß er nicht die Frequenz /V anzeigt, sondern die dieser entsprechende Herzimpulsfrequenz. Der Frequenzmesser kann die Frequenz als digitalen Wen ermitteln; es ist jedoch auch möglich, daß er se aufgebaut ist, daß er eine der Frequenz /rund daher dei Herzimpulsfrequenz proportionale Spannung abgibt diese Spannung kann dann leicht durch analoge Rechenelemente weiterverarbeitet werden.

Bei einer Weiterbildung gemäß Anspruch 12 ist vor Vorteil, daß ein derartiges Integrierglied sehr einfach aufgebaut sein kann. Falls erforderlich, können die vorr einstellbaren Teiler kommenden Impulse über einen Impulsformer geleitet werden, um das erste Integrierglied mit Impulsen konstanter Zeit-Spannungs-Fläche zu speisen.

Eine bevorzugte Weiterbildung zeigt Anspruch 13 Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Spannung am Ausgang des ersten Integriergliedes, die ein Maß für die augenblickliche Herzimpulsfrequenz ist, sich sehr schnell auf ihren endgültigen Wert einstellt. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Frequenz /Vsehr viel größer als die Herzimpulsfrequenz gewählt wird. Die Zeitkonstante τ 1 kann beispielsweise 0,1 Sekunden betragen.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 14 ergibt sich eine einfache Möglichkeit zur Ableitung des Mittelwertes der Herzimpulsfrequenz.

Bei einer Weiterbildung gemäß Anspruch 15 ergibi sich der Vorteil, daß beim Einschalten des Gerätes Hie Zeitkonstante r 2 verkleinert werden kann, wodurch sich das zweite Integrierglied sehr schnell einsteller kann; anschließend wird dann die Integrationszeitkonstante τ 2 wieder auf ihren normalen Wert gebracht, se daß die Anordnung nun den dieser Zeitkonstanter entsprechenden Mittelwert liefert.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Anspruch 16 ist der Flatterwertmessi:r sehr einfach im Aufbau, die Signale, die er benötigt, können als Spannungen auf einfache Weise erzeugt werden; in der Regel liegen diese Spannungen in der Anordnung zur

Untersuchung der Herzimpulsfrequenz bereits vor.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist gemäß Anspruch 17 ausgebildet. Der differentielle Flauerwert hat die Dimension einer Änderungsgeschwindigkeit der augenblicklichen Herzimpulsfrequenz. Auch hier kann ^r> es, wie beim Flatterwertmcsser, zweckmäßig sein, die Beträge der Änderungsgeschwindigkeit zu ermitteln und anzuzeigen. Wie dieser differentielle Flatterwert ermittelt wird, wird später noch genauer erläutert.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 18 lassen ι ο sich in vorteilhafter Weise längerfristige Änderungen der Herzimpulsfrequenz, die beispielsweise bei körperlicher Tätigkeit auftreten, feststellen. Es ist möglich, die Drift innerhalb verschieden langer Zeiten festzustellen. Es ist auch möglich, die jeweilige Drift unterschiedlicher Mittelwerte, d. h. über verschieden lange Zeiten gemittelter Werte, festzustellen.

Die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Anspruch 19 gestattet es, auf sehr einfache Weise die Drift zu messen. Eine Weiterbildung gemäß Anspruch 20 ist dann von Vorteil, wenn die Anzeigeeinrichtung nicht in der Lage ist, einen ihr zugeführten Wert dauernd zu speichern, wie dies beispielsweise bei Zeigerinstrumenten der Fall ist; durch den Abtast- und Haltekreis der Anzeigeeinrichtung wird dann sichergestellt, daß die Anzeigeeinrichtung nicht nur im Augenblick des Anschaltens an den Differenzverstärker eine Anzeige liefert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der F i g. 1 bis 7 erläutert. Es zeigt jo

Fig. 1 eine Darstellung des Herzimpulsverlaufes einer Versuchsperson in Abhängigkeit von der Zeit,

F i g. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine digitale Rechenanordnung aufweist,

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ü mit einer analogen Auswerlungs-Einheit,

Fig. 4 eine Anordnung zur Ermittlung des Flatterwertes,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Kurzzeitdrift-Messers,

F i g. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Langzeitdrift-Messers und

F i g. 7 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der in F i g. 5 und 6 dargestellten Anordnungen.

In dem in Fig. 1 gezeigten beispielhaften Verlauf der Herzimpulsfrequenz einer bestimmten Person über einen längeren Zeitraum sind die einzelnen gemessenen Momentanwerte mit kleinen Kreisen angezeigt. Die niedrigsten in Fig. 1 angezeigten Herzimpulsfrequenzen betragen etwa 70 Schläge pro Minute, die höchsten ^r>o etwa 75 Schläge pro Minute.

Die einzelnen gemessenen Momentanwerte schwanken um einen Kurzzeitmittelwert, und dieser wiederum schwankt um einen Langzeitmittelwert.

Eine anerkannte Namensgebung für die einzelnen charakteristischen Größen des zeitlichen Verlaufs der Herzimpulsfrequenz (Herzrhythmus-Kurve) liegt zur Zeit noch nicht vor, hier werden die folgenden Bezeichnungen verwendet:

Der »Momentanwert« der Herzfrequenz ist derjeni- mi ge Wert der Herzfrequenz, der sich aus der Messung zweier aufeinanderfolgender Herzschläge ergibt; die Meßzeit hierfür beträgt je nach der Herzfrequenz etwa 0,5 bis 1 Sekunde.

Der »Kurzzeitmittelwert« der Herzfrequenz zu M einem Zeitpunkt a (F i g. 1) kann definiert werden durch eine Mittelwertbildung über ungefähr.5 bis 15 der vorangegangenen und ungefähr 5 bis 15 der nachfolgenden Momentanwertmessungen der Herzfrequenz. Der Kurzzeitmittelwert würde sich somit aus einer Mittelwertbildung von ungefähr 10 bis 30 Momentanwertmessungen der Herzfrequenz ergeben; die Meßzeil hierfür beträgt etwa 5 bis 30 Sekunden. In F i g. 1 ist angedeutet, daß der Kurzzeitmitlelwert zum Zeitpunkt <■; (70 Sekunden auf der Zeitskala) aus dem Mittelwert der Momentanwerte gebildet wird, die beispielsweise in einem Zeitraum A von je 5 Sekunden beiderseits des Zeitpunktes a anfallen.

Der »Langzeitmittelwert« der Herzfrequenz zu einem Zeitpunkt ökann analog dem Kurzzeitmittelwert definiert werden, wobei jedoch die Mittelwertbildung in diesem Fall über ungefähr 300 bis 1000 Momentanwertmessungen der Herzfrequenz erfolgt; die Meßzeit hierfür beträgt etwa 3 bis 15 Minuten. In Fig. 1 ist angedeutet, daß beispielsweise der Langzeitmitlelwert zum Zeitpunkt i>(100 Sekunden auf der Zeitskala) sich aus den Momentanwerten ergibt, die innerhalb eines Zeitraumes B von 90 Sekunden vor und nach dem Zeitpunkt b auftreten.

Sowohl der Kurzzeitmittelwert als auch der Langzeitmittelwert kann demnach für einen bestimmten Zeitpunkt erst dann ermittelt werden, wenn nach diesem Zeitpunkt eine gewisse Zeit verstrichen ist. Ist daher beispielsweise beabsichtigt, den Momentanwert der Herzfrequenz, der zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegt, mit dem Kurzzeitmittelwert oder dem Langzeitmittelwert des gleichen Zeitpunktes zu vergleichen, so kann dieser Vergleich erst zu einem späteren Zeitpunkt vorgenommen werden, wenn der entsprechende Mittelwert vorliegt. Es ist daher gegebenenfalls erforderlich, den Momentanwert bis zum Vorliegen des Mittelwertes zu speichern.

Dies kann dann, wenn die Anordnung zur Untersuchung der Herzfrequenz eine digitale Rechenanordnung mit einem Speicher aufweist, leicht dadurch geschehen, daß die Momentanwerte in dem Speicher der Rechenanordnung abgespeichert werden. Weist die Anordnung zur Untersuchung der Herzfrequenz eine analoge Rechenanordnung auf, so kann die erforderliche Zwischenspeicherung von Werten beispielsweise durch Abtast- und Haltekreise erfolgen.

Der »Flatterwert« zu einem bestimmten Zeitpunkt kann definiert werden durch eine Mittelwertbildung über ungefähr 5 bis 15 der vorangegangenen und der ungefähr 5 bis 15 folgenden Messungen der Absolutwerte der Abweichungen des Momentanwertes gegenüber dem jeweiligen dazugehörenden Kurzzeitmittclwert; da die Ermittlung des Kurzzeitmittelwertes etwa die gleiche Zeit erfordert, beträgt die Meßzeit demnach etwa 10 bis 60 Sekunden. Der Flatterwert gibt ein Maß für die Kurzzeitkonstanz der Herzfrequenz an. Anstelle der Absolutwerte der Abweichungen könnten auch die Quadratwerte der Abweichungen für die Definition herangezogen werden.

Die jeweiligen Kurzzeitmittelwerle können, vie Fig. 1 zeigt, auf verschiedene Art ermittelt werden. Es ist möglich, den Kurzzeitmittelwert zu Zeitpunkten a, a 2, a 4 usw. zu ermitteln, so daß die Zeitspannen A, die zu diesen Zeitpunkten gehören, lückenlos aneinander anschließen. Es ist jedoch auch möglich, die Kurzzeitmittelwerte zu Zeitpunkten a, a 1, a 2, a 3, a 4 usw. zu ermitteln, wobei diese Zeitpunkte so gelegt sind, daß die zugehörigen Zeitspannen A sich gegenseitig überlappen, z. B. jeweils halb überlappen, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist. Dieser letztgenannten Art der Ermittlung der Kurzzeitmittelwerte wird wegen der feinen

d/U)
ci Γ

d Γ 1/(0]
di

Der Mittelwert über den Zeilbereich '/"beträgt:

TJ₁ dt

dt = m +

1 TdL I

tJ, el

/O]

~ dt

= »1 f „.

dt

zeitlichen Rasterung, die für eine sichere Bestimmung des Flatterwertes wünschenswert ist, der Vorzug gegeben.

Der »differentielle Flatterwert« zu einem bestimmten Zeitpunkt kann definiert werden durch Differenzbildungen von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Momentanwertmessungen in einem Meßbereich, der sich ungefähr 5 bis 15 der vorangegangenen und 5 bis 15 der nachfolgenden Momentanwertmessungen erstreckt. Von den so erhaltenen Differenzwerten wird deren Mittelwert abgezogen, eine Absolutwertbildung vorgenommen und anschließend der Mittelwert dieser Absolutwerte bestimmt, der den gewünschten differentiellen Flatterwert ergibt; die Meßzeit beträgt demnach etwa 5 bis 30 Sekunden. Anstelle der Absolutwerte könnten auch hier die Quadratwerte für die Definition herangezogen werden.

Der differentielle Flatterwert gibt ebenfalls ein Maß für die Kurzzeitkonstanz der Herzfrequenz und ist besonders empfindlich auf schnelle Änderungen der Herzfrequenz. Der differentielle Flatterwert ist die Änderungsgeschwindigkeit der momentanen Herzimpulsfrequenz.

Um ein besseres Verständnis für den differentiellen Flatterwert zu erhalten, kann die nun folgende mathematische Ableitung herangezogen werden.

Der Momentanwert f(t) der Herzfrequenz sei gegeben durch einen sich linear ändernden Kurzzeitmittelwert /n + m ■ t, auf dein die Kurzzeitschwankungen Δ f(t)überlagert sind:

Entsprechend den Differenzbildungen von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Momentanwert-Messiingen η bilden wir nun den Differentialquotienten df(t)/dt der Herzfrequenz, wobei wir die Herzfrequenz als eine kontinuierliche Kurve betrachten, die alle gemessenen Momentanwerte durch Geraden miteinander verbindet.

der Herzfrequenz ist demnach identisch mit dem Differentialquotienten der Kurzzeitschwankungen Af(t)

d./(f) Λ fit)

dt * dt

I ΓΪ

~ TJ

1/(0
dt

dl -

di

Der Mittelwert des Absolutbetrages des Differentialquotienten der Kurzzeitschwankungen, gemessen über den Zeitbereich T, bezeichnen wir als differentiellen Flatterwert

Diff. Flatlerwerl =

J.

dl I/O]
di

■dt

_>o Aus dem Differentialquotienten df(t)/dt der Herzfrequenz läßt sich auch der einfache Flatterwert bestimmen. Man geht dabei wie folgt vor:

Bestimmung des Diffcrcntialquolicntcn der Kur/-/eitsehwankimgen !/(/)

d [ 1/(0]
dt

df U)
di

I Γ d/(()
TJ , dt

■- Integration dieses DiiTercntiulquolicnlcn

/^drJ

{^u)J

d,-

C — liitegralionskonstante

— Mittelwertbildung dieses Integrals
/ ι

ft, / I ,

Τ J¹ ' ^/(" ^{f Γ}1 ^d' " Γ /

— Das Integral minus den Mittelwert ergibt somit die Kiirz/eitschwankung IfU)

--■■ Der Mittelwert des Absolutwertes dieser Ktirz-/citschwankungen ergibt dciinilionsgemäü den Klatterwerl:

Si"

Für einen genügend Iu.igen Zeitbereich Tstrebt der zweite Summand gegen Null, und man erhält

■ dt - in

Der Mittelwert des Differentialquotienten der Heizfrequenz ist somit identisch mit der Steigerung m des b^r> Kurzzeitmittelwertes oder, wie wir sehen werden, mit der Kurzzeitdrift der Herzfrequenz.

Der vom Driftwert m bereinigte Differentialquotient Flauerwert ^₇-I 1/(0 |· Jf

Die »Kurzzeitdrift« ist gegeben durch die Steigung der Kurzzeitmittelwert-Kurve (vgl. Fig. 1). Sie künn bestimmt werden durch die Differenzbildung zweier Kurzzeitmittelwerte der Herzfrequenz in einem zeitlichen Abstand von etwa 5 bis 30 Sekunden und durch anschließende Division dieser Differenz durch den zeitlichen zeitlichen Abstand. Die Kurzzeitdrift gibt an, ob die Herzfrequenz, beobachtet über eine Zeit von 5 bis 30 Sekunden, gerade im Begriff ist, zu- oder abzunehmen. Ihr Vorzeichen kann positiv und negativ sein.

Die »Langzeitdrift« ist gegeben durch die Steigung der Langzeitmittelwert-Kurve (vgl. Fig. I). Sie kann bestimmt werden durch Differenzbildung zweier Langzeitmittelwerte der Herzfrequenz im zeitlichen Absland von etwa 3 bis 15 Minuten und anschließende Division dieser Differenz durch den zeitlichen Abstand. Die Langzeitdrift gibt an, ob die Herzfrequenz, beobachtet über eine Zeit von ungefähr 3 bis 15 Minuten, die Tendenz hat, anzusteigen oder abzunehmen. Ihr ^vorzeichen kann positiv und negativ sein.

Bei den genannten Definitionen gelten die angegebenen Meßzeiten und die Anzahl der Herzschläge, über die gemittelt wird, lediglich als Anhaltspunkt. Je nach den praktischen Erfordernissen kann von den vorgeschlagenen Werten abgewichen werden.

Das in Fig. 2 als schematisches Blockschallbild gezeigte erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung weist zur Auswertung der von einem Zeitmesser t ermittelten Zeiten eine digitale Rechenanordnung auf. Das von einer geeigneten Sonde gelieferte elektrische Herzimpulssignal, dessen einzelne Impulse den zeitlichen Abstand Ix = I /fx haben, wird über einen Impulsformer 2, der die einzelnen Herzimpulse in eine für die weitere Verarbeitung geeignete Form bringt, dem Eingang einer Teileranordnung 3 zugeführt. Die Teileranordnung wird nur dann benötigt, wenn der Momentanwert der Herzfrequenz nicht aus zwei aufeinanderfolgenden Herzimpulsen, also einer einzigen Herzimpulsperiode, sondern aus mehreren Herzimpulsperioden abgeleitet werden soll. Da der Schwerpunkt der Erfindung darauf liegt, daß der Momentanwert der Herzfrequenz aus zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Herzimpulsen abgeleitet wird, wird im folgenden davon ausgegangen, daß die Teileranordnung 3 keine Frequenzteilung vornimmt, daß also die Impulsfrequenz am Ausgang der Teilcranordnung 3 genauso groß ist wie die Pulsfolgefrequenz am Eingang der Teileranordnung 3, d. h. diese Frequenz ist fx. Vom Ausgang der Teileranordnung 3 gelangt die Impulsfolge mit der zu messenden Frequenz fx zum Eingang einer ersten Steuereinheit 4, die mit dem Steuereingang eines Tores 5 verbunden ist und dieses Tor jeweils in der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzimpulsen leitend steuert. Ein Impulsgenerator 6 liefert eine Impulsfolge mit der festen Folgefrequenz /"2, die dem Eingang einer zweiten Teileranordnung 7 zugeführt wird, die diese Impulsfolge so umwandelt, daß die am Ausgang der zweiten Teileranordnung 7 erscheinende Impulsfolgefrequenz f\ den Wert f2lb hat. Die Frequenz f\ wird dem Signaleingang des Tores 5 zugeleitet und von dessen Signalausgang dem Zähleingang eines Zählers 8, der innerhalb der Meßzeit tmcss = \lfx die Impulse der Impulsfolgefrequenz f\ aufsummiert. Die zweite Teileranordnung mit dem Teilungsfaktor 6 hat den Zweck, den Periodenzeitwert so abzuändern, daß nach der Reziprokwertbildung eine Anzeige vorliegt, die nur noch um einen Faktor 10 korrigiert werden muß, um die direkte Anzeige in Herzschlägen pro Minute zu erhalten. Dieser Umrchnungsfaktor 60 könnte auch direkt in der Rechenanordnung berücksichtigt werden.

Ein Steuereingang des Zählers 8 ist mit einem Ausgang der ersten Steuereinheit 4 verbunden, die den Zähler 8 so steuert, daß er nach dem Sperren des Tores 5 seinen Zählstand, der ein Maß für die Periodenzeit \lfx ist, an einen Zwischenspeicher 9 übergibt.

Der Zeitmesser 1 ist in nicht dargestellter Weise so ausgebildet, daß er die Zeiten unmittelbar aufeinanderfolgender Perioden der zu messenden Frequenz fx messen kann; dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß anstelle eines Zählers 8 zwei Zähler vorgesehen sind, die abwechselnd die Zeiten aufeinanderfolgender Perioden messen.

Die Rechenanordnung 10 weist eine zweite Steuereinheit 11 auf, in welcher alle Programme zur Berechnung der charakteristischen Größen des Herzrhythmus gespeichert sind. Die zweite Steuereinheit 11 steuert sowohl ein Rechenwerk 12, das die einzelnen arithmetischen Operationen durchführt, als auch ein Schaltwerk 13, das die für die einzelnen Rechenvorgänge erforderliche Verbindung zwischen den Teilen der Rechenaordnung 10 und die Ausgabe der ermittelten Werte an eine Anzeigeeinheit 14 veranlaßt. Die zweite Steuereinheit 11 erhält Taktsignale aus dem Zeitmesser 1, hierbei kann sowohl die Herzfrequenz (ausgezogene Verbindung von der ersten Steuereinheit 4 zu der zweiten Steuereinheit 11) als auch die Frequenz /2 (gestrichelte Verbindung vom Impulsgenerator 6 zur zweiten Steuereinheit 11) als Takt benutzt werden.

Der Ausgang des Zwischenspeichers 9 ist mit dem Schaltwerk 13 verbunden, das die im Zwischenspeicher 9 enthaltenen Zählerstände abruft. Zwischen das Schaltwerk 13 und die Anzeigeeinheit 14 ist ein Speicherwerk 15 eingeschaltet, das für jede der im Ausführungsbeispiel vorgesehene Anzeigen, nämlich Momentanwert, Kurzzeitmittelwert, Langzeitmittelwert, Flatterwert, differentieller Flatterweri, Kurzzeitdrift und Langzeitdrift, einen eigenen Speicher 16, 17, 18, 19, 20, 21 bzw. 22 aufweist. Die einzelnen Speicher dienen sowohl zur Zwischenspeicherung der von der Anzeigeeinheit 14 anzuzeigenden Werte als auch insbesondere dazu, mehrere zu verschiedenen Zeiten ermittelte Werte, z. B. Momentanwerte, eine gewisse Zeit zu speichern, um diese Werte dann mit einem anderen Wert, der erst später ermittelt werden konnte, z. B. dem Kurzzeitmittelwert, vergleichen zu können. Wie weiter oben schon erläutert, wird beispielsweise zur Ermittlung des Flatterwertes ein Vergleich des Momentanwertes mit dem Kurzzeitmittelwert des gleichen Zeitpunktes benötigt. In gleicher Weise werden Kurzzeitmittelwerte verschiedener Zeitpunkte und Langzeitmittelwerte verschiedener Zeitpunkte im Speicher 17 bzw. 18 gespeichert, um hieraus die Kurzzeitdrift und die Langzeitdrift ermitteln zu können.

Bei dem in F i g. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem analoge Rechenelemente Verwendung finden, wird das elektrische Herzsignal mit der zu messenden Frequenz fx dem Eingang eines Zeitmessers 29 zugeführt, in dem, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, ein Impulsformer 30 eine für die weitere Verarbeitung geeignete Impulsform erzeugt. Vom Ausgang des Impulsformers 30 gelangt die Impulsfolge mit der Frequenz fx, deren Impulse beispielsweise Rechteckform haben, zum Eingang einer Steuereinheit 31, die ein Tor 32 während der Meßzeit fm™, die der Periodenzeit Mfx entspricht, leitend steuert. Falls gewünscht, kann, ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispie!, zwischen den Impulsformer .10 und die Steuereinheit 31 eine Teileranordnung eingeschaltet werden, die es ermöglicht, die Zeitdauer mehrerer unmittelbar aufeinanderfolgender Perioden zu messen.

Dem Signaleingang des Tores 32 wird eine Impulsfolge der Frequenz /"3 zugeführt, die vom .Signalausgang des Tores 32 zum Zähleingang eines Zählers 33 gelangt. Nach dem Sperren des Tores i2 gibt der Zähler ii seinen Zählstand T, der ein Maß für die Pcriodcndauer

ist, an einen Sp( tcher 34 ab. Ein Frequenzteiler 35, dessen Teilungsverhältnis durch die jeweils im Speicher 34 zwischengespeichertc Zahl T auf den Wert MT einstellbar ist, ist mit seinem Signaleingang mit dem Ausgang eines Impulsgenerators 36 verbunden, der eine Impulsfolge mit der Folgefrequenz /4= 10MHz Meiert. Diese Frequenz (A wird auch dem Eingang eines weiteren Teilers 37 zugeführt, der im Ausführungsbeispiel ein Teilungsverhältnis 1/3000 aufweist, so daß die am Ausgang des weiteren Teilers 37 erscheinende Frequenz f3, die dem Signaleingang des Tores 32 zugeführt wird, gegeben ist durch /3 = /"4/3000.

Die dem Signaleingang des einstellbaren Teilers 35 zugeführte Frequenz A4 wird um den Faktor T heruntergeteilt, so daß am Ausgang 38 des einstellbaren Teilers 35 eine Impulsfolge mit der Folgefrequenz /V= /4/Γ erscheint. Da das Tor 32 während der Meßzeit imcss = Mfx leitend gesteuert ist, hat der vom Zähler 33 ermittelte Zählstand T, der für die Periodendauer charakteristisch ist, den Wert T = f3/fx. Da jedoch/"3 = f4/m\su ergibt sich somit

7" =

/4 m -Jx

Hieraus folgt, daß die am Ausgang 38 des einstellbaren Teilers 35 erscheinende Frequenz fr den Wert m ■ fx hat. Die bis hierher geschilderte Anordnung bewirkt also eine Multiplikation der am Eingang des Impulsformers 30 auftretenden zu messenden Herzfrequenz ix. Diese Multiplikation erfolgt deswegen, weil die Frequenz /3 kleiner ist als die Frequenz f4.

Die Zahl m, um die der Teiler 37 die Frequenz fA teilt, darf nicht zu groß gewählt werden, da sonst die Genauigkeit der durch die bis hierher beschriebene Anordnung erfolgenden Multiplikation zu klein wird. Wählt man z. B. m = 3000, /4 = 10 MHz, wie dies im Ausführungsbeispiel der Fall ist, und nimmt man für die Herzfrequenz einen Wert fx = 1 ... 2 Hz an, so beträgt die relative Genauigkeit der Vervielfachung

¹ '" ' fx , f

ΙΟ-

was für den hier interessierenden Anwendungsfall meistens genügen dürfte.

Die am Ausgang 38 des einstellbaren Frequenzteilers 35 erscheinende Impulsfolge mit der Folgefrequenz fr = m ■ fx, die etwa die Werte zwischen 3 und 6 kHz (entsprechend einer Herzfrequenz fx von 1 bis 2 Hz) aufweist, ist durch übliche Frequenzmesser sehr viel leichter zu messen als die tatsächliche niedrige Herzfrequenz. Da der Faktor m bekannt ist, läßt sich daher aus der Anzeige eines dem Ausgang 38 des einstellbaren Teilers 35 nachgeschalteten Frequenzmessers die Herzfrequenz leicht ermitteln.

Die die Steuereinheit 31, das Tor 32 und den Zähler 33 aufweisende Anordnung zur Messung der Periodenzeit Mfx ist in nicht dargestellter Weise so ausgebildet, daß sie es gestattet, die jeweilige Zeitdauer von Herzimpulsperioden zu ermitteln, die unmittelbar aufeinanderfolgen, d. h., die nur durch einen einzigen Herzimpuls getrennt sind.

Um sicherzustellen, daß die vom einstellbaren Teiler 35 gelieferte Frequenz m ■ fx jeweils genauso lange vorliegt, wie die zugehörige Herzfrequenz fx. d. h. für die gleiche Zeitdauer, die zwischen den entsprechenden Herzimpulsen liegt, ist ein weiterer Zähler 39 vorgesehen, dessen Zählcingang mit dem Ausgang 38 des einstellbaren Teilers 35 verbunden ist, und der einer Steuerausgang 40 aufweist, der mit einem Steuerein gang 4! des einstellbaren Teilers 35 verbunden ist unc bewirkt, daß eine Änderung des Teilungsfaktors de!

-, einstellbaren Teilers 35 jeweils nur dann möglich ist wenn der einstellbare Teiler 35 eine vorgegebene Anzahl von Impulsen, nämlich genau m Impulse abgegeben hat. Weisen beispielsweise zwei aufeinan derfolgende Herzschläge einen Abstand von 1 Sekunde

in auf, so entspricht dies einer Frequenz Fx = 1 Hz, und die dieser Herzfrequenz entsprechende Frequenz /Vhat der Wert 3 kHz; diese Frequenz wird 3000 Impulse lang d. h. genau eine Sekunde lang, beibehalten. Weiser dagegen zwei aufeinanderfolgende Herzimpulse einer Abstand von 0,5 Sekunden auf, so entspricht dies einei Herzfrequenz fx von 2 Hz, die Frequenz /V betrag dementsprechend 6 kHz, und diese Frequenz wird voi einer Neueinstellung des einstellbaren Teilers 3f ebenfalls 0,5 Sekunden aufrechterhalten, es werder

2(i nämlich bei der Frequenz von 6 kHz ebenfalls vor einei Neueinstellung des einstellbaren Teilers 35 genau 300C Impulse abgegeben. Durch den weiteren Zähler 39 wird gewährleistet, άεΰ die im Ausführungsbeispiel verwendete Mittelwertbildung, die später beschrieben wird > nicht zu falschen Ergebnissen führen kann.

Da eine erneute Einstellung des einstellbaren Teilers 35 auf einen vom Zähler 33 ermittelten Wert T, der vom vorher ermittelten Wert Γ abweichen kann, erst danr möglich ist, wenn der weitere Zähler 39 den Teiler 35

«ι zur Einstellung freigibt, muß der Speicher 34 se ausgebildet sein, daß er mehrere vom Zähler 33 nacheinander ermittelte Zählstände speichern kann Wenn der Teiler 35 für eine Neueinstellung freigegeber ist, gibt der Speicher 34 jeweils denjenigen Wert ab, der

r> am längsten in ihm gespeichert ist.

Vom Ausgang 38 des einstellbaren Frequenzteilers 35 wird die Frequenz fr = m ■ fx dem Eingang eine; weiteren Impulsformers 42 zugeführt, der die einzelner Impulse, falls dies erforderlich ist, in Impulse jeweils

4Ii gleicher Form und Spannungs-Zeit-Fläche umwandelt Zwischen den Ausgang des weiteren Impulsformers 4i und Masse ist die Serienschaltung eines Widerstände; Ri und einen Kondensators Ci eingeschaltet, die eir erstes Integrierglied mit der Zeitkonstanten τ i = RC

·»> von etwa 0,1 Sekunden bildet. Durch dieses erste Integrierglied wird die vom Ausgang des weiterer Impulsformers 42 mit der jeweiligen Folgefrequenz in ■ fx gelieferte Impulsfolge integriert, so daß die arr Kondensator Ci auftretende Spannung, die dei

ίο Mittelwert der vom weiteren Impulsformer 42 gelieferten Impulsfolge ist, der Frequenz /> und daher dei Herzfrequenz proportional ist. Da die Frequenz f verhältnismäßig hoch liegt, kann die Mittelwertbildung verhältnismäßig schnell erfolgen, so daß hierfür eine

V) Zeitkonstante r 1 von etwa 0,1 Sekunden ausreicht. Die am Kondensator Ci wirksame Spannung entsprich dann mit einer relativen Genauigkeit von etwa 10-dem mathematischen Mittelwert, und die Dynamik is> bei einem Wert r 1 von 0,1 Sekunde doch noch so groß

wi daß der Mittelwert jedem Herzschlag folgen kann. Die; bedeutet aber, daß die so erhaltene Spannung direk proportional dem Momentanwert der Herzfrequenz ist.

Dieser Momentanwert kann durch einen Schreiber ir

Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet werden, ei

i'"> kann auch durch ein Anzeigeinstrument direkt ange zeigt werden. Außerdem werden aus dem Momentan wert die übrigen charakteristischen Größen mit Hilfe einer analogen Auswertungs-Einheit 43 ermittelt.

Am Verbindungspunkt des Widerstandes R 1 mil dem Kondensator Ci ist der nichtinvertierende Eingang eines Rechenverstärkers VI angeschlossen, dessen Ausgang auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist. Wie bekannt, wirkt der Rechenverstärker in dieser ·■> Schaltung als Impedanzwandler mit einem sehr hohen Eingangswiderstand, der die Zeitkonstante des ersten Integriergliedcs nicht beeinflußt, und mit einem sehr kleinen Ausgangswiderstand, der es gestattet, zahlreiche weitere elektrische Schaltungen anzuschließen. Wie in in F i g. 3 gezeigt, sind am Ausgang des Rechenverstärkers Vl der in einer Anzeigeeinheit 44 untergebrachte, bereits erwähnte Schreiber 45 und das Anzeigeinstrument 46 für den Momentanwert der Herzfrequenz angeschlossen. Die Anzeigeeinheit 44 weist weitere r> Anzeigeinstrumente 47 bis 51 auf, die den Flatterwert, den Kurzzeitmittelwert, die Kurzzeitdrift, den Langzeitmittelwert und die Langzeitdrift anzeigen.

Am Ausgang des Rechenverstärkers Vl ist weiterhin ein Flatterwertmcsser 55 angeschlossen, der im >n einzelnen anhand der Fig.4 später erläutert wird, und dessen Ausgang mit dem Anzeigeinstrument 47 für den Flatterwert verbunden ist. Ferner ist am Ausgang des Rechenverstärkers .Vl ein zweites Integrierglied angeschlossen, das aus einem Widerstand R 2 und einem Kondensator C2 besteht und eine Zeitkonstante τ 2 aufweist, die etwa dreihundertmal so groß ist wie τ 1. Das zweite Integrierglied bildet den Kurzzeitmittelwert der Herzfrequenz. Der Widerstand /?2 ist mit Hilfe eines Schalters K i durch einen verhältnismäßig kleinen «1 Wiederstand R2' überbrückbar, um die Zeitkonstante bei Inbetriebnahme des Gerätes herabzusetzen, wodurch ein schnelles Aufladen des Kondensators C2 ermöglicht wird. Anschließend wird der Schalter K 1 wieder geöffnet. r>

Dem zweiten Integrierglied ist in gleicher Weise, wie dies beim ersten Integrierglied beschrieben wurde, ein als Impedanzwandler geschalteter Rechenverstärker V2 nachgeschaltet; der Ausgang des Rechenverstärkers V2 ist mit dem Anzeigegerät 48 für den Kurzzeitmittelwert verbunden, ferner mit dem Eingang eines Kurzzeitdriflmessers 60, der anhand der F i g. 5 näher erläutert wird, und mit dem Eingang eines dritten Integriergliedes, das aus einem Widerstand R 3 und einem Kondensator C3 besteht, und eine Zeitkonstante « τ 3 aufweist, die etwa einen Wert von 10 000 vi aufweist. Auch beim dritten Integrierglied ist diese Zeitkonstante wieder durch Schließen eines Schalters K 2, der dem Widerstand R 3 einen kleineren Widerstand R 3' parallel schaltet, verkleinerbar. Am Kondensator C3 ist eine Spannung wirksam, die dem Langzeitmittelwert der Herzimpulsfrequenz entspricht. Dem Ausgang des dritten Integriergliedes ist wiederum ein Impedanzwandler nachgeschaltet, der einen Rechenverstärker V3 aufweist, dessen Ausgang einerseits mit dem Anzeigeinstrument 50 zur Anzeige des Langzeitmittelwertes und andererseits mit dem Eingang eines Langzeitdriftmessers 65 verbunden ist, der anhand der Fig.6 näher erläutert wird. Sowohl der Kurzzeitdriftmesser 60 als auch der Langzeitdriftmesser 65 sind m> mit einer Steuerung 70 verbunden, die an die genannten Anordnungen der Steuersignale 51, 52 und SV, 52' liefert, deren Bedeutung später erläutert wird.

Der Kurzzeitdriftmesser 60 ist mit dem Anzeigegerät 49 für die Kurzzeitdrift verbunden, und der Langzeit- μ driftmesser 65 ist mit dem Anzeigegerät 51 für die Langzeitdrift verbunden.

In Fig.4 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Flatterwertmessers 55 der in Fig.3 gezeigten Anordnung dargestellt. Die einzelnen Widerstände sind nicht mit jeweils unterschiedlichen Bezugszeichen bezeichnet, sondern mit ihren Werten, so daß also bei gleich großen Widerständen die gleiche Bezeichnung verwendet ist. Vom Ausgang des Rechenverstärkers Vl in F i g. 3 wird dem Eingang des in Fig.4 gezeigten Flatlerwertmessers eine für den Momentanwert der Herzfrequenz charakteristische Spannung u 1 zugeführt. Diese Spannung setzt sich zusammen aus einem Kurzzcitmittelwert Ϊ7Ί und der Differenzspannung Au 1 zwischen dem Momentanwert u 1 und dem Kurzzeitmittelwcrt (71. Zur Ermittlung des Flatterwertes ist es erforderlich, den Kurzzeilmittelwert üT zu eliminieren. Hierzu dient ein unter Verwendung eines Rechenverstärkers V4 aufgebauter Differenzverstärker, der so ausgelegt ist, daß er lediglich die Differenzspannung Au 1 verstärkt. Hierzu ist der invertierende Eingang des Verstärkers V4 einerseits über einen Widerstand R 5 mit dem Ausgang verbunden, andererseits über einen Widerstand R 4 mit dem Eingang 56 des Flatterwerlmessers. Am Eingang56 ist ein auf den Wert k · R 4 einstellbarer Widerstand R 4' mit einem Ende angeschlossen und mit seinem anderen Ende einerseits über einen Widersland R 8 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers V4 verbunden, andererseits über einen Widerstand R 5', dessen Wert k ■ R5 ist, mit Masse verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers V4 ist über einen Kondensator CS mit Masse verbunden. Der Widerstand R 8 und der Kondensator CS bilden ein Integrationsglied mit einer Zeitkonstante, deren Wen etwa 300 rl beträgt. Ein Schalter K3, der den Widerstand RS überbrückt, wird bei Inbetriebsetzung der Anlage für einige Zeit geschlossen, damit der Kondensator CS möglichst schnell auf eine Spannung aufgeladen wird, die dem Mittelwert /TT weitgehend entspricht, so daß nach dem öffnen des Schalters K 3 der Kondensator CS dann sehr schnell die dem genauen Mittelwert Ϊ7Τ entsprechende Spannung annimmt. Wie in Fig.4 eingezeichnet ist, ist im eingeschwungenen Zustand am Kondensator CS eine Spannung

R5 _,

R4 + RS "'

wirksam, also eine dem Mittelwert proportionale Spannung. Dadurch ist es möglich, daß am Ausgang des Verstärkers V4 eine Spannung erhalten wird, die lediglich der Differenzspannung Au 1 proportional ist. Der Wert des Faktors k wird so gewählt, daß eine optimale Gleichtaktunterdrückung, d. h. eine optimale Eliminierung des Mittelwertes ül erfolgt. Die am Ausgang 57 des Verstärkers V4 wirksame Spannung hat dann einen Wert — Au\ ■ R5IR4 und gibt die augenblickliche Abweichung der Spannung ΰΤ vom Mittelwert Ί7Τ wieder. Durch die dem Ausgang 57 des Verstärkers V4 nachgeschaltete Schaltungsanordnung erfolgt eine Betragsbildung und eine Mittelwertbildung mit einer Zeitkonstanten, die etwa den Wert 300 τ 1 hat. Diese Schaltungsanordnung weist einen Rechenverstärker V5 auf, dessen nichtinvertierender Eingang mit Masse verbunden ist und dessen invertierender Eingang mit dem Ausgang 57 des Rechenverstärkers V 4 verbunden ist. Am Ausgang des Verstärkers V5 ist eine Diode D1 mit ihrer Anode angeschlossen, deren Kathode mit dem invertierenden Eingang verbunden ist, weiterhin ist am Ausgang des Verstärkers V5 eine weitere Diode D2 mit ihrer Kathode angeschlossen,

deren Anode über einen Widerstand R6 mit dem invertierenden Eingang verbunden ist. Der invertierende Eingang eines Rechenverstärkers K6 ist einerseits über einen Widerstand vom Wert R 6/2 mit der Anode der weiteren Diode D 2 verbunden, andererseits über -. einen Widerstand /?6 mit dem Ausgang 57 des Rechenverstärkers K4. Der nichtinvertierende Eingang des Rechenverstärkers K6 ist mit Masse verbunden, sein Ausgang 58 ist über die Parallelschaltung eines Widerstandes R 7 mit einem Kondensator C7 mit dem in invertierenden Eingang verbunden. Wenn der Kondensator C7 nicht vorhanden vorhanden ist, erscheint am Ausgang 58 ein elektrisches Signal, das dem Betrag desjenigen Signals proportional ist, welches am Ausgang 57 des Rechenverstärkers K4 wirksam ist. Der ι -> Kondensator C7 ist so gewählt, daß er gemeinsam mit dem Widerstand R 7 eine Mittelwertbildung mit einer Zeitkonstanten bewirkt, deren Wert etwa 300 τ i ist. Hierdurch werden also Schwankungen des Betrages der Differenzspannung ausgeglichen. Am Ausgang 58 des jii Rechenverstärkers V6 steht demnach eine Spannung zur Verfügung, die den Wert

R5RJ ,—r,
R4 Rf, ' '

Der Ausgang 58 des Rechenverstärkers K6 ist mit dem Anzeigegerät 47 für den Flatterwert, das in F i g. 3 gezeigt ist, verbunden. Durch geeignete Wahl der Widerstände R 4, R 5, R 6 und R 7 kann erreicht werden, in daß das Ausgangssignal am Schaltungspunkt 58 der gewünschte, mit einer Zeitkonstanten von 300 τ i gemittelte Flatterwert ist; falls gewünscht, kann der Proportionalitf.tsfaktor

RS-Rl R 4 R 6

auch in dem Anzeigegerät 47 berücksichtigt werden.

Bei der Messung der Driflwerte sucht man im Grunde m genommen die erste zeitliche Ableitung des Kurzzeitbzw. Langzeitmittelwertes. Da jedoch diese Mittelwerte nur langsame Schwankungen aufweisen, läßt sich aus Stabilitätsgründen die bekannte Differenzierschaltung, bestehend aus einem Operationsverstärker mit ohm- ti scher Gegenkopplung und kapazitiver Einkopplung in den invertierenden Eingang, nicht verwenden. Daher werden in einer bevorzugten Ausführungsform für die Ermittlung der Driftwerte Abtast- und Halteschaltungen verwendet. ">n

In Fig.5 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Kurzzeitdriftmessers 60 dargewtellt; in Fig.6 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Langzeitdriftmessers 65 dargestellt. Da die Funktionsweise der beiden in Fig.5 und 6 dargestellten Anordnungen weitgehend v·, übereinstimmt, sind in beiden Figuren, soweit möglich, gleiche Bezeichnungen verwendet, auch für die Spannungen, obwohl die Eingangsspannung u 1 der in F i g. 5 dargestellten Anordnung die Ausgangsspannung des Verstärkers K2 der in Fig. 3 gezeigten Anordnung ist wi und die Eingangsspannung ui der in Fig.6 dargestellten Anordnung die Ausgangsspannung des Rechenverstärkers K3 der in F i g. 3 gezeigten Anordnung ist. Die in Fig. 5 und 6 gezeigten Widerstände Ri und R2 stimmen in ihren Werten nicht unbedingt mit den an b^r> früherer Stelle genannten Widerständen Ri und R 2 überein. Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung weist zwei Rechenverstärker Kl und K2 auf. Der Rechenverstärker Vi ist in der in Fig. 5 näher gezeigten Weise als Differenzverstärker geschaltet, und zwar ist dieser Differenzverstärker dem in Fig.4 gezeigten Differenzverstärker sehr ähnlich. Er unterscheidet sich lediglich dadurch, daß der in F i g. 4 vorgesehene Widerstand R 8 fehlt. Der in F i g. 4 mit K 3 bezeichnete Schalter führt in Fig. 5 die Bezeichnung Sl. Am Ausgang 62 des Verstärkers Vl ist eine Spannung wirksam, die der Differenz zwischen der Eingangsspannung u 1, die am Eingang 61 zugeführt wird, und der am Kondensator C1 wirksamen Spannung entspricht. Wenn der Schalter 5 1 gesperrt ist, bleibt die am Kondensator Ci wirksame Spannung unverändert; wenn der Schalter 51 leitet, kann sich die am Kondensator Cl wirksame Spannung auf den Wert einstellen, der am Verbindungspunkt der Widerstände k ■ Ri und k ■ R 2 vorliegt. Der Schalter

51 und der Kondensator Cl bilden also eine Abtast- und Halteschaltung. Über einen Schalter S2 ist an den Ausgang 62 ein Abtaut- und Haltekreis anschließbar, der unter Verwendung eines Verstärkers V2 in der in F i g. 5 gezeigten Weise aufgebaut ist. 1st der Schalter

52 leitend, so wird die am Ausgang 62 wirksame Spannung durch den aus dem Verstärker V2 gebildeten Haltekreis gespeichert, so daß nach dem Sperren des Schalters S2 am Ausgang 63 des Verstärkers V2 eine Spannung wirksam ist, die derjenigen Spannung entspricht, die während des leitenden Zustandes des Schalters S2 am Schaltungspunkt 62 vorlag. Wird der Schalter Sl leitend gesteuert, so ändert sich die am Kondensator Cl wirksame Spannung u2 und nimmt einen der Spannung u 1 proportionalen Wert an. Nachdem der Schalter S1 wieder gesperrt ist, verstärkt demnach der Differenzverstärker nunmehr eine Differenz, die sich aus dem Unterschied der Eingangsspannung u 1 und der neuen, nunmehr am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers Vl wirksamen Spannung u 2 ergibt. Die Steuerung der Schalter Sl und S2 wird gemeinsam für die in Fig.5 und 6 gezeigten Anordnungen weiter unten anhand der F i g. 7 erläutert.

Da für die Messung der Langzeitdrift die erforderlichen Haltezeiten sehr lang sind, werden in der in F i g. 6 gezeigten Anordnung, die zur Messung der Langzeitdrift verwendet wird, als Speicherelemente Servo-Potentiometer verwendet, die einen Motor aufweisen, der ein Potentiometer in Abhängigkeit von der am Motor wirksamen Spannung so einstellt, daß die am Motor wirksame Spannung den Wert Null annimmt. Der Eingang 66 der in F i g. 6 gezeigten Anordnung, der mit dem Ausgang des Rechenverstärkers V3 der in F i g. 3 gezeigten Anordnung in Verbindung steht, ist über einen Widerstand R 1 mit dem invertierenden Eingang eines Rechenverstärkers Kl verbunden, und der Ausgang des Rechenverstärkers ist über einen Widerstand R 2 mit dem invertierenden Eingang verbunden. Der Schleifer eines aus einem Potentiometer Pi und einem Motor Mi gebildeten Servo-Potentiometers ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers Vi verbunden; das Potentiometer Pi liegt zwischen einer positiven Spannung Un und Masse. Die Ankerwicklung des Motors Mi liegt einerseits an Masse, andererseits ist sie über einen Schalter Sl' mit dem Ausgang des Rechenverstärkers Kl verbunden. Dann, wenn der Schalter Sl' gesperrt ist, oder dann, wenn die Spannung υ3 am Ausgang des Rechenverstärkers Kl den Wert Null hat, steht der Motor M 1 still; ist an der Ankerwicklung eine Spannung wirksam, so verstellt der Motor Mi den Schleifer des Potentiometers Pl so lange, bis die Spannung u 3 den Wert Null erreicht hat.

Der Schallungspunkt 67 ist über einen weiteren Schalter 52' mit der Ankerwicklung eines Motors M2 verbunden, der zu einem zweiten Servo-Potcntiomctrr gehört. Der andere Ankeranschluß der Ankerwicklung des Motors /V/2 ist einerseits mit dem invertierenden Eingang eines Rechenverstärkers V2, andererseits mit dessen Ausgang verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Rechenverstärkers V2 ist mit dem durch den Motor M 2 angetriebenen Schleifer des Potentiometers P2 verbunden, dessen andere Anschlüsse zwischen eine positive und eine negative Betriebsspannung eingeschaltet sind. Der Motor M 2 steht still, wenn der Schalter 52' gesperrt ist oder wenn die an der Ankerwicklung des Motors M 2 wirksame Spannung den Wert Null hat. Hat diese Spannung nicht den Wert Null, so wird der Schleifer des Potentiometers P2 so verstellt, bis diese Spannung den Wert Null annimmt.

Anhand der F i g. 7 wird nun die Wirkungsweise der in Fig. 5 und 6 beschriebenen Anordnungen erläutert. In F i g. 7 ist oben dargestellt, zu welchen Zeitpunkten die Schalter 51 und 52 der in Fig. 5 uargestellten Anordnung leitend und gesperrt sind. Die Zeil, während der der Schalter 51 und der Schalter 52 jeweils gesperrt sind, beträgt beispielsweise etwa 5 bis 30 Sekunden, die Zeiten, während denen die Schalter 5 1 und 52 leitend sind, sind sehr kurz. Die in Fig. 7 gezeigten Spannungsverläufe und öffnungs- und Sperrzeiten sind auch für die in Fig. 6 gezeigte Anordnung gültig, hier ist allerdings eine andere Zeitskala zu verwenden, und zwar betragen die Zeiten, in denen die Schalter SV und 52' gesperrt sind, jeweils, je nach Wunsch, 3 bis 15 Minuten.

Die Tatsache, daß die in F i g. 7 gezeigten Kurven für zwei verschiedene Zeitmaßstäbe gelten, ist dadurch angedeutet, daß die Zeitachse mit »t(t')<< bezeichnet ist.

Für einen beispielhaft angenommenen Verlauf der Eingangsspannung t/1, der selbst in Fig. 7 nicht eingezeichnet ist, wurde als gestrichelte Linie die Kurve für die Spannung

»20 =

«2-1/1
R\ +Rl

eingetragen. Die Spannung u20 ist diejenige Spannung, die am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers V 1 der in Fig. 5 und in Fig. 6 gezeigten Anordnung anliegen muß, damit bei einer bestimmten Spannung ο 1 die Spannung t/3 am Ausgang 62 (Fig. 5) bzw. 67 (Fig.6) des Verstärkers Vl den Wert Null hat. Die Spannung u 2 hat bei einer sich ändernden Spannung u 1 jedoch meist nicht den Wert u20, da der Schalter 51 (Fig. 5) meistens sperrt, so daß die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers Vl der Spannung u20 nicht folgen kann, und auch der Schalter Si' (Fig.6) ist die meiste Zeit gesperrt, so daß der Motor Mi das Potentiometer PX nicht so nachstellen kann, daß die Spannung u 2 den Wert u 20 annimmt. Hat die Spannung ü2 nicht den Wert u20, so ist die Spannung υ3 von Null verschieden.

Zu einem Zeitpunkt iO hat die Spannung u2 gemäß dem in Fig. 7 eingezeichneten willkürlichen Spannungsmaßstab einen Wert von 4,7 V. Zum Zeitpunkt 11 wird zunächst kurzzeitig der Schalter 52 (S2¹) leitend gesteuert, so daß in der in F i g. 5 gezeigten Anordnung der Kondensator C2 sich auf denjenigen Wert der Spannung u 3 aufladen kann, der gerade am Schaltungspunkt 62 herrscht. In der in F i g. b gezeigten Anordnung läuft zum Zeitpunkt /1 beim Leiicndwerden des Schalters 52' der Motor M2 an und stellt das Potentiometer P2 so lange nach, bis die Spannung ti4 den Wert der Spannung u3 am Schaltungspunkt 67 annimmt. Nachdem der Schalter 52 bzw. 52' wieder sperrend geschaltet ist, wird der Schalter 5 1 bzw. 5 Γ kurzzeitig leitend gesteuert, so daß die Spannung //2 den Wert υ20 annehmen kann; in der in Fig. 5 gezeigten Anordnung geschieht dies dadurch, daß der Kondensator Cl sich auf die Spannung u2 = u20 auflädt, in der in Fig. 6 dargestellten Anordnung geschieht dies dadurch, daß der Motor M I das Potentiometer Pl so lange verstellt, bis die Spannung u 2 den Wert ο 20 angenommen hat und hierdurch den Motor Mi stillsetzt. Wenn die Spannung υ 2 sich auf den Wert u20 eingestellt hat, weist die Spannung ο 3 den Wert Null auf. Bei einem weiteren Anstieg der dem Eingang 61 (Fig. 5) bzw. 66 (Fig. 6) zugeführten Eingangsspannung u 1 erscheint an den Schaltungspunkten 62 bzw. 67 eine Spannung u 3, die der Differenz der Eingangsspannung u I und der am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers Vl wirksamen Spannung u 2 entspricht. In Fig. 7 sieht man, daß vom Zeitpunkt 11 an die Spannung tj3 wieder ansteigt. Zum Zeitpunkt f2 wird zunächst wieder durch Leitendsteuern des Schalters 52 bzw. 52' der zum Zeitpunkt t2 vorliegende Wert der Spannung t/3 von dem jeweils zweiten Abtast- und Haltekreis der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Anordnungen übernommen und als Spannung t/4 am Ausgang 63 bzw. 68 zur Verfügung gestellt. Anschließend wird dann durch Leitendsteuern des Schalters 5 1 bzw. 51' die Spannung u 3 wieder auf Null gebracht, indem die Spannung u2 der Spannung u 20 angepaßt wird. Der Spannungssprung, den die Spannung t/2 zu den einzelnen Zeiten 11, ? 2, i3 usw. ausführt, hat demnach unmittelbar nach diesen Zeitpunkten jeweils eine Spannung u 4 zur Folge, die den genannten Spannungssprüngen proportional ist und die bei geeigneter Dimensionierung der in den F i g. 5 und 6 gezeigten Schaltungen genauso groß ist, wie die Änderung der Eingangsspannung u 1 zwischen den Zeitpunkten 11 und 12,12 und 13 usw.

Die Größe der Spannung u 4 der in F i g. 5 gezeigten Anordnung entspricht daher der Kurzzeitdrift, d. h. der Drift des kurzzeitigen Mittelwertes der Herzfrequenz innerhalb der zwischen den Zeiten r I, / 2 usw. liegenden Zeiträume, und die Spannung u4 der in F i g. 6 gezeigten Anordnung entspricht der Langzeitdrift innerhalb der entsprechenden Zeiträume.

Die hier beschriebene zeitliche Steuerung der Schalter 51, 52, Sl' und 52' erfolgt durch die Steuerung 70, die in F i g. 3 dargestellt ist.

Es kann zweckmäßig sein, nicht nur die augenblickliche Herzimpulsfrequenz mit einem Schreiber festzuhalten, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist, sondern auch andere oder alle von den erfindungsgemäßen Anordnungen ermittelten Werte. Es kann hierbei zweckmäßig sein, Schreiber zu verwenden, die über eine längere Zeit hinweg aufzeichnen können, z. B. 24-Stunden-Schreiber. Es können hier ähnliche Schreiber verwendet werden wie sie z. B. als Fahrtenschreiber in Kraftfahrzeugen Verwendung finden. Durch derartige, einen längeren Zeitraum erfassende Schreiber kann die statistische Auswertung der von erfindungsgemäßen Anordnungen ermittelten Werte erleichtert und gefördert werden.

Hierzu 5 13km

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur Untersuchung der Herzimpulsfrequenz mit einem Zeitmesser zur Ermittlung der Zeitdauer zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden Herzimpulsen und einer Einrichtung, die die momentane Herzimpulsfrequenz aus der gemessenen Zeitdauer ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Flatterwertmesser (55) zur Ermittlung der Differenz zwischen der momentanen Herzimpulsfrequenz und deren Mittelwert vorgesehen ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mittelwertmesser (R 2, C2 in Fig.3) zur Ermittlung des Mittelwertes der momentanen Herzimpulsfrequepz innerhalb eines vorbestimmten Zeitraumes vorgesehen ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flatterwertmesser eine Einrichtung (VS, V6) zur Bildung des Betrages der Differenz zwischen der momentanen Herzimpulsfrequenz und deren Mittelwert aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flatterwertmesser eine Einrichtung zur Bildung des Quadrats der Differenz zwischen der momentanen Herzimpulsfrequenz und deren Mittelwert aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Bildung des Miltelwertes der vorzeichenrichtigen Werte der Differenz zwischen der momentanen Herzimpulsfrequenz und deren Mittelwert vorgesehen ist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurcn gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Subtrahieren der Änderung des Mittelwertes der Herzinipulsfrequenz vom Flattcrwcrt vorgesehen ist.

7. Gerät zur Untersuchung der Herzimpulsfrcquenz mit einem Zeitmesser zur Ermittlung der Zeitdauer zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden Herzimpulsen und einer Einrichtung, die die momentane Herzimpulsfrequenz aus der gemessenen Zeitdauer ermittelt, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitmesser (1; 29) einen Zähler (8; 33) aufweist, dessen Eingang über ein Tor (5; 32), das während einer vorbestimmten Anzahl von Herzimpulsperioden leitend gesteuert ist, mit dem Ausgang eines Impulsgebers verbunden ist, der eine Impulsfolge mit einer Folgefrequenz (Yl; Π) abgibt, die größer als die Herzimpulsfrequenz ist, so daß der nach dem Sperren des Tors (5; 32) erreichte Zählerstand T ein Maß für die Dauer der Herzimpulsperiode und damit auch für die Herzimpulsfrequenz ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Tor (5; 32) während einer einzigen Herzimpulsperiode leitend gesteuert ist.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Zähler (33) auf einen dem jeweiligen Zählerstand rentsprechenden Teilungsfaktor 1/ T einstellbarer Frequenzteiler (35) vorgesehen ist, dessen Signaleingang mit dein Ausgang eines Impulsgenerators (36) verbunden ist, der eine Impulsfolge mit der Folgefrequenz /4 liefert, die größer ist als die Frequenz /'3, und daß dem Ausgang des einstellbaren Frequenzteilers (35)

ein Frequenzmesser (R 1, C1 in F i g. 3) nachgeschaltet ist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Zähler (39) vorgesehen ist, dessen Zähleingang mit dem Ausgang (38) des einstellbaren Frequenzteilers (35) verbunden ist und bewirkt, daß eine Änderung des Teilungsfaktors des einstellbaren Frequenzteilers (35) jeweils nur dann möglich ist, wenn der einstellbare Frequenzteiler (35) eine vorgegebene Anzahl von Impulsen abgegeben hat.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang des Zählers (33) und den Einstelleingang des einstellbaren Frequenzteilers (35) ein Speicher (34) eingeschaltet ist, der so ausgebildet ist, daß er mehrere vom Zähler (33) nacheinander ermittelte Zählstände speichern kann und jeweils denjenigen Zählstand abgibt, der am längsten in ihm gespeichert ist.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 9 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzmesser ein erstes Integrierglied (Ri, Ci in F i g. 3) aufweist, dessen Eingang mit dem Ausgang des einstellbaren Teilers (35) verbunden ist und dessen Ausgangsspannung der Herzimpulsfrequenz proportional ist.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante τ i des ersten Integriergliedes wesentlich kleiner als der Abstand zweier aufeinanderfolgender Herzimpulse ist.

14. Gerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des ersten Integriergliedes der Eingang eines zweiten Integriergliedes (R 2, C1 in F i g. 3) gekoppelt ist, dessen Iniegralionskonstantcr 2 größer als τ I ist.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Integricrschaltung Schaltmittcl (K i, R 2') zur Verkleinerung der Integrationszeitkonstante τ 2 aufweist.

16. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flatterwertmesser (55) einen Differenzverstärker (V4 in Fig.4) aufweist, dessen einem Eingang ein der augenblicklichen Impulsfrequenz proportionales Signal und dessen anderem Eingang ein dem Mittelwert proportionales Signal zugeführt wird.

17. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Einrichtung zur Ermittlung eines differentiellen Flatterwertes vorgesehen ist.

18. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung mindestens einen Driftmesser (60, 65) zur Ermittlung der Differenz zwischen zwei zu verschiedenen Zeiten ermittelten Mittelwerten aufweist.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Driftmesser (60, 65) einen Abtast- und Haltekreis ^V 1) zur Speicherung des Mittelwertes und einen Differenzverstärker (V1) aufweist, dessen einem Eingang der augenblickliche Mittelwert und dessen anderem Eingang der gespeicherte Mittelwert zugeführt wird, und daß eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, die zu vorbestimmten Zeiten an den Ausgang des Differenzverstärkers anschaltbar ist.

20. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung einen weiteren Abtast- und Haltekreis (V2) zur Speicherung des Ausgangssignals des Differenzverstärkers enthält.

21. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schreiber zur Aufzeichnung der vom Gerät ermittelten Werte vorgesehen ist.

Ein Gerät zur Untersuchung der Herzimpulsfrequenz mit einem Zeitmesser zur Ermittlung der Zeitdauer zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden Herzimpulsen und einer Einrichtung, die die momentane Herzimpulsfrequenz aus der gemessenen Zeitdauer ermittelt, ist aus de«· Zeitschrift »Eiektromedizin« 1964, Nr. 4, Seite 242, linke Spalte, bekannt. Die bekannte Anordnung mißt die Zeil zwischen je zwei Herzschlägen und zeigt die Anzahl der Schläge pro Minute an. Einzelheiten über die technische Ausführung der bekannten Anordnung sind der genannten Druckschrift nicht zu entnehmen.

Mit der bekannten Anordnung läßt sich das Verhalten des Herzens bei verschiedenen Belastungen und Belastungsänderungcn nur mühsam durch ständige Beobachtung der Anzeige oder durch nachträgliche Auswertung der ausgedruckten Angaben über die Herzimpulsfrequenz feststellen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät anzugeben, das eine schnelle Ermittlung der interessierenden Werte ermöglicht.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Flatterwert dem Benutzer des Gerätes unmittelbar zur Verfügung gestellt wird, so daß der Benutzer die interessierenden Werte ohne langwierige Rechenarbeit und sofort zur Verfügung hat und sich daher voll auf die Deutung der ermittelten Werte zwecks Diagnose und/oder die Beobachtung der Untersuchungsperson konzentrieren kann.

Der vom Gerät gelieferte Flatterwert zeigt ein Schwanken der augenblicklichen Herzimpulsfrequenz um den kurzzeitigen Mittelwert an. Dieser Flauerwert gibt dem Arzt unmittelbar eine Angabe über die Gleichmäßigkeit des Herzschlags und liefert eine zahlenmäßig genau ablesbare Angabe über den Flatterwert, ohne daß es erforderlich ist, daß das Gerät von einem Arzt bedient wird, und dieser ermittelte Flatterwert ist exakter und daher für die Diagnose von Krankheiten besser geeignet als die beim Fühlen des Pulses möglicherweise getroffene Feststellung, daß der Puls nicht ganz regelmäßig ist. Die vom Gerät gelieferte Anzeige des Flatterwertes ist auch leichter und schneller auswertbar, als wenn beispielsweise die von einem Elektrokardiographen geschriebene Herzimpulskurve ausgewertet werden muß. Der Flatterwert eignet sich besonders gut zur Früherkennung von Herzrhythmusstörungen; diese sind ein Anzeichen von schweren Herz-Kreislauf-Erkrankungen, insbesondere bei Patienten, die einen Herzinfarkt erlitten haben und von Reinfarkten bedroht sind. Das erfindungsgemäße Gerät eignet sich daher besonders zur Überwachung von derartigen Patienten und ermöglicht im Bedarfsfall ein schnelles Eingreifen eines Arztes.

Ein aus der DE-AS 10 80 263 bekanntes Gerät zur Überwachung der Herztätigkeit stellt nicht die augenblickliche Herzimpulsfrequenz fest. Es wird dort lediglich untersucht, ob nach einem Herzimpuls der nächstfolgende Herzimpuls innerhalb eines vorbestimmten wählbaren Zeitintervalls erscheint. Außerdem ist vorgesehen, daß ein Mittelwert der Herzfrequenz durch Kondensatoraufladung festgestellt wird. Eine Flatterwertmessung ist nicht vorgesehen.

Bei dem aus »IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering«, ]anuar/April 1964, Seiten 24 bis 28, bekannten Gerät zum Ermitteln der Herzimpulsfrequenz wird die augenblickliche Herzfrequenz durch die Spannung eines Kondensators ermittelt, der im Intervall zwischen zwei Herzimpulsen aufgeladen wird. Eine Mittelwertbildung und eine Flatterwerlbildung ist bei diesem Gerät nicht vorgesehen. Um die Auswertung von Störinipulsen zu verhindern, ist vorgesehen, daß die Spannungen des Kondensators, auf die dieser bei zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Intervallen zwischen Herzimpulsen aufgeladen wird, miteinander verglichen werden; ist die Abweichung dieser beiden Spannungen größer als ein vorbestimmter Wert, so wird die Auswertung der Herzimpulse unterbrochen.

Für die Ermittlung der momentanen Herzimpulsfrequenz werden vorzugsweise jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Herzimpulsc herangezogen; es ist jedoch auch möglich, unter weitgehender Beibehaltung des Vorteils einer schnellen Ermittlung den Abstand zwischen einigen wenigen Herzinipulsen, z. B. die gesamte Zeitdauer von zwei oder drei Herzinipulsperioden zu ermitteln und hieraus die Herzfrequenz zu errechnen; es kann aber auch eine längere Zeitdauer, beispielsweise die Zeitdauer von fünfzehn aufeinanderfolgenden Herzschlägen verwendet sein. Wie später noch erläutert wird, erfordert die Ermittlung des Flatterwertes, da diese einen Vergleich mit einem Mittelwert der Herzimpulsfrequenz erfordert, sowieso einen über die Zeitdauer von einem 1 lerzimpulsintervall hinausgehenden Zeitraum, über den die Herzimpulsfrequenz geinittelt wird. Da die Herzschläge selbst nicht unmittelbar meßbar sind, werden geeignete Wandler verwendet, die zum Beispiel auf Druckschwankungen einer Schlagader ansprechen und bei jedem Herzschlag einen elektrischen Impuls abgeben.

Obwohl der Flatterwert sich rechnerisch aus der Differenz zwischen der momentanen Herzimpulsfrequenz und deren Mittelwert ergibt, ist es nicht erforderlich, in dem erfindungsgemäßen Gerät einen Mittelwertmesser vorzusehen, denn der Flatterwert kann, wie weiter unten noch beschrieben, aus einer anderen Größe, dem später noch erläuterten differentiellcn Flatterwert ermittelt werden, wobei zur Ermittlung des differentiellen Flatterwertes es nicht erforderlich ist, den Mittelwert der augenblicklichen Herzimpulsfrequenz zu kennen.

Die erfindungsgemäße Ausführungsform nach Anspruch 2 gestattet es, die Feststellung des Flauerwertes durch eine verhältnismäßig einfache Schaltungsanordnung vorzunehmen. Auch hinsichtlich der Anzeige der Herzimpulsfrequenz durch ein Zeigerinstrument oder eine Ziffernanzeige ergibt sich der Vorteil einer ruhigeren Anzeige. Der Mittelwert kann als Vergleichswert für die augenblickliche Herzfrequenz oder für andere Mittelwerte herangezogen werden. Es ist vorteilhaft, mehrere Mittelwertmesser vorzusehen, die den Mittelwert jeweils innerhalb unterschiedlich langer Zeiten feststellen.

Um eine leicht auswertbare und eine ruhige Anzeige ergebende Messung des Flatterwertes zu erhalten, kann vorteilhafterweise die Ausführungsform gemäß Anspruch 3 oder 4 vorgesehen sein, und die hierdurch gewonnenen Werte können anschließend gemiltelt werden; erfolgt keine derartige Betragsbildung oder