DE2447052C2 - Gerät zur Erkennung der R-Zacke in einem Herzaktionssignal - Google Patents

Gerät zur Erkennung der R-Zacke in einem Herzaktionssignal

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DE2447052C2 DE2447052A DE2447052A DE2447052C2 DE 2447052 C2 DE2447052 C2 DE 2447052C2 DE 2447052 A DE2447052 A DE 2447052A DE 2447052 A DE2447052 A DE 2447052A DE 2447052 C2 DE2447052 C2 DE 2447052C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erkennung der R-Zacke in einem Herzaktionssignal, mit einem das Herzaktionssignal aufnehmenden Differentiator, einem dem Differentiator nachgeschalteten Gleichrichter, und einer dem Gleichrichter nachgeschalteten Amplitudendiskriminatorstufe, die einen sich automatisch an die Herzaktionssignalamplituden anpassenden Schwellwert besitzt und an ihrem Ausgang ein der Schwellwertüberschreitungszeit entsprechendes Rechteckimpulssignal liefert
Ein derartiges Gerät ist aus der DE-AS 19 62 077 bereits bekannt. In der Druckschrift wird in Spalte 3 ab Zeile 12 dargelegt daß der für die Erfassung wichtige Schwellwert sich in Abhängigkeit von der Amplitude des größten anliegenden Signals ändert, wobei seine prozentuale Größe im Verhältnis zu diesem Signal stets auf dem eingestellten Wert bleibt Das anliegende Signal ist das differenzierte und quadrierte Herzaktionssignal. Wie diese Einstellung im einzelnen erfolgt, wird nicht näher ausgeführt Diese Art der Schwellwerteinstellung ist jedoch noch nicht optimal, da beispielsweise Störimpulse, die aus dem Netz eingestreut werden können, und die mit der R-Zacke des Herzaktionssignals nichts zu tun haben und dessen Amplitude weit überschreiten können, zu einer ungewünschten Änderung der Einstellung des Schwellwertes führen können, nämlich zu einer starken Erhöhung des Schwellwertes, so daß nach Auftreten eines derartigen Störimpulses mehrere R-Zacken nicht mehr erkannt werden, bis die Schwellwerteinstellung wieder auf den richtigen Wert zurückbewegt wurde. Die bekannte automatische Schwellwerteinstellung kann also in einer Umgebung, wo Störspannungsspitzen häufiger auftreten, zu hohen Erkcnnungstehlerraten führen.
Das bekannte Gerät hat noch einen weiteren Nachteil, nämlich den. daß es auch dann einen Ausgangsimpuls an irgend eine Verarbeitungseinrichtung, wie einen Oszillographen, abgibt, wenn im Hefzäktiötissignal ein den Schwcllwert überschreiten· der1 Störimpuls außerhalb der von einem erfaßten Inipuls bewirkten Totzeit (50 ... 15OmS) auftritt, eier wegen seiner Schinalheit keine R-Znckc sein kann. Auch dies erhöht die Erkennungsfehlen ate.
i'rganzcnj sei noch auf die folgenden weiteren Druckschriften verwiesen. Die US-PS 35 24442 be-
schreibt eine Anordnung, mit dem Q-, R-, S-Wellenbestandteile von Herzaktionssignalen dadurch bestimmt werden, daß die Breiten derartiger Wellenbestandteile mit vorher gespeicherten »normalen« Wellen verglichen werden.
Die Zeitschrift »Biomedizinische Technik«, Band 16, 1971, Nummer 5, Seiten 168-170, berichtet über ein System, bei welchem 12 Kurvenpunkte der Herzaktionswellenform von einem Computer ausgewertet werden, um die statistische Wahrscheinlichkeit eines Q1, R-, S-Komplexes zu ermitteln, und zwar basierend auf Annäherungen.
Auch die US-PS 35 20 295 wie auch die DE-OS 20 46 302 beschäftigen sich mit Anordnungen zur Auswertung von Herzaktionssignalen, die allerdings, ähnlich wie die bereits genannte US-PS 35 24442 ohne Differentiator arbeiten und daher dem Erfindungsgegenstand ferner liegen.
Schließlich sei noch die DE-OS 20 21 048 erwähnt, in der ein System beschrieben wird, mit dem Abnormalitäten in einem Herzaktionssignal dadurch festgestellt werden, daß die Sngangssignale mit einer Vielzahl von typischen Q-, R-, S-Wellenformen und derer. Ableitungen verglichen werden. Ein Herzaktionssignal, das von dem System nicht erkannt wird, wird als abnormal klassifiziert Das in dieser Druckschrift beschriebene Gerät benutzt auch Differenzierungsmethoden sowie eine Amplitudendiskrimination, jedoch keine Gleichrichtung und insbesondere keine Zeitdiskriminierung. Es fehlt auch eine automatische Verstäi kungsregelung.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Fehlerrate bei der Erkennung der R-Zacke auch beim Auftreten von nicht auf den Herzaktionssignalen beruhenden Störimpulsen nicht oder nicht wesentlich erhöht wird.
Insbesondere soll das Gerät möglichst wenig auf Störimpulse reagieren, die zwar die Größe der R-Zacke erreichen oder gar überschreiten, und die auch außerhalb der von einem erfaßten Impuls bewirkten <to Totzeit aufueten, wegen ihrer Schmalheit aber keine R-Zacke sein können.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Gegenstand entsprechend dem des Oberbegriffs des Anspruchs 1 gemäß den kennzeichnenden Lehren des Hauptan-Spruchs, also dadurch, daß die Amplitudendiskriminatorstufe zur Einstellung ihres Suhwellwertes eine Regekchleife umfaßt, die aus einem dem Differentiator vorgeschalteten, das Herzaktionssignal aufnehmenden Eingangsverstärker regelbarer Verstärkung und einer so dem Gleichrichter nachgeschalteten zweiten Amplitudendiskriminatorstufe besteht, deren Schwellwerteinstellung gleich oder hoher als die der ersten Amplitudendiskriminatorstufe ist und deren Ausgang die Verstärkung des Eingangsverstärkers regelt, und daß eine Impulsdauererfassungsstufe der ersten Amplitudendiskriminatorstufe nachgeschaltet ist, die ein rechteckimpulsförmiges Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn das von der Amplitudendiskriminatorstufe zugeführte Rechteckimpulssignal eine erste festgelegte 6" Impulsdauer überschreitet.
In den Unteransprüchen werden vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gerätes dargestellt So wird gemäß Anspruch 2 von der Impulsdauererfassungsstufe ein um die erste festgelegte Impulsdauer e>5 verkürzte Ausgangssignal erzeugt und ihr eine monostabile Kippstufe nachgeschaltet, die bei A.ufname eines Impulses der Impulsdaurerfassungsstufe einen Rechteckimpuls zweiter festgelegter Impulsdauer erzeugt, die größer als die erste Impulsdauer ist und der zu überwachenden Herzrhytnmusperiode angepaßt ist Durch diese Maßnahme wird die Sicherheit der Erkennung der R-WeIIe wetter verbessert. Eine weitere Verbesserung wird gemäß Anspruch 3 dadurch erreicht, daß der Ausgang der monostabilen Kippstufe an einen Sperreingang der Impulsdauererfassungsstufe gelegt ist, wodurch die Erzeugung von Ausgangsimpulsen durch die Impulsdauererfassungsstufe während der Dauer des Ausgangsimpulses der monostabilen Kippstufe verhindert wird.
Gemäß Anspruch 4 kann der zweiten Amplitudendiskriminatorstufe ein Tiefpaßfilter und ein Regelverstärker nachgeschaltet sein, die ein der Verstärkungsregelung des Eingangsverstärkers dienendes Regelsignal derart erzeugen, daß die maximale Amplitude des Herzaktionssignals am Ausgang dr> Eingangsverstärkers im wesentlichen konstant ist Auch dies erhöht durch Ausschaltung von Störungseinflüssen die Zuverlässigkeit der Erkennung der P .Tacke in einem HerzaktionssignaL
Dem gleichen Ziel dient auch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der ein dem Differentiator vorgeschaltetes Tiefpaßfilter mit einer Bandgrenze, die den maximal zu erfassenden Herzaktionssignalfrequenzanteilen entspricht, vorgesehen wird.
Die Zuverlässigkeit läßt sich noch weiter steigern, wenn man mit Anspruch 6 der monostabilen Kippstufe einen Integrator und dem Integrator einen Vergleicher nachschaltet, die so eingestellt sind, daß der Vergleicher an den Eingangsverstärker ein die Verstärkung erhöhendes Signal abgibt, wenn dem Integrator keine Eingangssignale zugeführt werden. Dies kann weiter verbessert werden, wenn mit Anspruch 7 der Integrator bei Auftreten eines Rechteckimpulses an seinem Eingang auf Null zurückgestellt wird und danach ein zeitproportional ansteigendes Ausgangssignal an den Vergleicher abgibt, dessen Vergleichsspannung so eingestellt ist daß er ein Ausgangssignal erzeugt wenn dem Integrator für eine Zeitdauer ein Rechteckimpuls nic'-.t zugeführt wird, die die Herzaktionssignalperiode wesentlich übersteigt
Gemäß Anspruch 8 ist der Ausgang des Vergleichers über das Tiefpaßfilter dem Regelverstärker zugeführt
Durch die Maßnahmen der Ansprüche 4 und 5 wird eine Verstärkungsregelungsschleife für das Herzaktionseingangssignal vorgesehen, wodurch die Amplitudendiskriminierung verbessert wird. Um die Regelgeschwindigkeit dieser Schleife im Falle eines Ausbleibens von Herzaktionssignalen zu erhöhen, dienen die Maßnahmen der Ansprüche 6 und 7. Die Lehre des Anspruchs 8 dient gleichfalls der Verbesserung der Regelung der Verstärkungsregelungsschleife und damit der Erniedrigung der Fehlerrate bei der Erkennung der R-Zacke.
Eine Verbesserung in gleicher Richtung wird auch durch die Lehren des Anspruchs 9 erreicht, wobei diese Ausführungsform bei Vorhandensein von Herzschrittmachersignalen be anders günstig ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindunp sgemäßen Gerätes;
Pig. 2 ein typischwf Herzaktionssignal, das die F-, Q-, R-, S- und T-Kurvenanteile erkennen läßt; und
Fig.3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der
zeitlichen Zuordnung verschiedener Signalkurven des in F i g. 1 dargestellten Gerätes.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Gerätes zur Erkennung der R-Zacke in einem Herzaktionssignal, gemäß einer Ausführungsform. Je- > der Block des Blockschaltbildes weist einen allgemein bekannten Schaitungsaufbau auf, so daß eine weiter in einzelne gehende Erläuterung entbehrlich ist. Statt dessen wird jeder Block mit Bezug auf seine Zuordnung zu dem Gesamtaufbau erläutert. ι < >
Ein Herzaktionssignal ähnlich F i g. 2 wird einer Eingangsklemme 1 zugeführt. Die Kurve der Fig. 2 stellt ein typisches Herzaktionssignal dar, dessen Amplitude in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen ist. Die P-, Q-, R-, S- und T-Kurvenanteile sind bezeichnet, ' ~> und man erkennt, daß der R-Kurvenanteil eines Herzaktionssignals eine zeitliche Änderungsgeschwindigkeit hat, die größer als für jeden anderen Teil der Kurve ist. Für die vorliegende Beschreibung wird jedoch das Diagramm der F i g. 3 herangezogen, um die -" Signalzuordnungen in der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß F i g. 1 zu veranschaulichen, wobei das Herzaktionssignal in Fig.3A in gedehnter Form wiedergegeben ist.
Diese Herzaktionssignalkurve wird durch einen -> geeigneten Eingangsverstärker 3 mit veränderlicher Verstärkung verstärkt und dann durch ein Tiefpaßfilter 5 geleitet, um Fremdsignale auszuschalten, die Frequenzkomponenten haben, die höher als diejenigen sind, die als Bestandteil der Herzaktionssignalkurve anzuse- «· hen sind. Auf diese Weise können Herzaktionssignale unterschiedlicher Amplituden auf einen im wesentlichen gleichbleibenden Wert verstärkt werden, und ein Großteil der in der Herzaktiorssignalkurve enthaltenen, nicht vom Herzen herrührenden Signalanteile, sowie sonstige Störsignale ausgefiltert werden.
Die Herzaktionssignalkurve wird dann einem Differentiator 7 zugeführt, der von einem herkömmlichen WiderstandS'/Kondensator-Differenzier-Netzwerk gebildet sein kann, um die erste zeitliche Ableitung des *o Herzaktionssignals zu erzeugen. Das differenzierte Herzaktionssignal, siehe F i g. 3B, wird dann einem als Vollweggleichrichter ausgebildeten Gleichrichter 9 zugeführt, um auf diese Weise eine Signalkurve mit Komponenten zu erzeugen, die alle eine bestimmte Polarität haben, beispielsweise nur positive Komponenten, siehe F i g. 3C.
Die gleichgerichtete erste Ableitung des Herzaktionssignals wird dann einer ersten Amplitudendiskriminatorstufe 11 zugeführt, die beispielsweise von einem w Verstärker gebildet sein kann, der normalerweise gesperrt ist, aber in den leitenden Zustand übergeht, wenn die Amplitude des differenzierten und gleichgerichteten Herzaktionssignals einen bestimmten Schwellwert überschreitet Die Höhe dieses Schwellwertes ist in F i g. 3C als erster Schwellwert bezeichnet Der erste Schwellwert ist so gewählt, daß die Komponenten des Gleichrichterausgangssignals mit niedriger Amplitude zurückgewiesen werden. Wenn das Gleichrichterausgangssignal den Schwellwert über- *o steigt, erzeugt dagegen die Amplitudendiskrüninatorstufe 11 eine Ausgangsspannung in Form eines Impulses oder einer Impulsfolge, wie das in F i g. 3D gezeigt ist
Die Ausgangsinipulse der Ampütudendiskriminatorstufe 11 werden einer Impulsdauererfassungsstufe 13 f> zugeführt Die Impulsdauererfassungsstufe 13 reagiert nur auf Impulse mit einer Impulsdauer, die einen bestimmten Wert überschreiten, während kürzere Impulse, nämlich Impulse mit einer Zeitdauer,die kürzer als die Dauer des Anstiegs oder der Flanke eines typischen R-Kurvenanteils ist, abgewiesen werden. Das Zeitintervall kann im Bereich von etwa 5-25 ms liegen, und jeder Impuls mit einer Zeitdauer, die dieses Zeitintervall überschreitet, erzeugt am Ausgang der Impulsdauererfassungsstufe 13 ein Ausgangssignal.
Wie in Fig.3E zu erkennen ist, ist der ansteigende Teil dieses Ausgangssignals der Impulsdauererfassungsstufe 13 nahezu koinzident mit dem Scheitel des R-Kurvenanteils des Herzaktionssignals der F i g. 3A.
Das Ausgangssignal der Impulsdauererfassungsstufe 13 wird einer πκ iostabilen Kippstufe 15 zugeführt, die eine Spannung in Form eines Rechteckimpulses in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Impulsdauererfassungsstufe 13 erzeugt. Die monostabile Kippstufe 15 ist für ein Zeitintervall wirksam, das etwa der Länge der Zeit entspricht, die für einen vollständigen Q- bis T-Signalzyklus benötigt wird und zwischen 100 bis 25Ö ms schwanken kann. Der Rechteckimpuisausgang steht an einer Ausgangsklemme 16 zur Verfügung und wird auch der Impulsdauererfassungsstufe 13 zugeführt, um weitere Impulse der Amplitudendiskriminatorstufe H zu sperren, nachdem die Impulsdauererfassungsstufe 13 während eines einzelnen Herzaktionskurvenzyklus einen qualifizierten Impuls erfaßt hat. Das Zeitintervall der monostabilen Kippstufe kann eingestellt werden, um die maximal zu erwartenden Herzschlaggeschwindigkeii-sn aufzunehmen.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt noch zusätzlich eine automatisch arbeitende Verstärkungsregelung, um den Verstärkungsfaktor des Eingangsverstärkers 3 elektronisch zu regeln. Diese automatische Verstärkungsregelung weist eine zweite Amplitudendiskriminatorstufe 17 auf, die so angeschlossen ist, daß sie die gleichgerichtete erste Ableitung des Herzaktionssignals vom Vollweggleichrichter 9 erhält, des weiteren ein Tiefpaßfilter 19, das das Ausgangssignal der zweiten Amplitudendiskriminatorstufe 17 aufnimmt sowie einen Regelverstärker 21, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 19 eine Regelspannung erzeugt, mit der der Verstärkungsfaktor des Eingangsverstärkers 3 elektronisch geregelt werden kann.
Da eine gleichbleibende Signalamplitude von einem Herzschlag zu einem anderen auf die erste Amplitudendiskriminatorstufe 11 einwirken soll, wird der Schwellwert der Amplitudendiskriminatorstufe 17 für die automatische Verstärkungsregelung etwa auf die gewünschte Amplitude oder etwas niedriger eingestellt F i g. 3 zeigt diesen zweiten Schwellwert der der Gleichrichter-Ausgangssignalkurve überlagert i«t Die Amplitudendiskriminatorstufe 17 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Amplitude des vom Vollweggleichrichter 9 erhaltenen Signals den zweiten Schwellwert übersteigt Wenn der zweite Schwellwert nicht erreicht wird, liefert die Amplitudendiskriminatorstufe 17 kein Ausgangssignal. Unter diesen Umständen erhöht der Regelverstärker 21 den Verstärkungsfaktor des Eingangsverstärkers 3. Gelegentlich übersteigt die Amplitude des Ausgangssignals des Vollweggleichrichters 9 den zweiten Schwellwert der Amplitudendiskriminatorstufe 17 und es wird ein Ausgangssignal erzeugt und durch das Tiefpaßfilter 19 geleitet, um den Eingang des Regelverstärkers 21 auf einen solchen Wert zu halten, der-erforderlich ist, um den Verstärkungsfaktor des Eingangsverstärkers 3 auf einer solchen Höhe zu halten, die eine zutreffende Signalamplitude von Schlag zu Schlag erzeugt Das Tiefpaßfilter 19 bildet den
Mittelwert des Ausgangssignals der Amplitudendiskriminatorstufe 17 zwischen den einzelnen Schlägen des Herzaktionssignals, um so die richtige Schwellwertanpassung am Eingang des Regelverstärkers 21 zu schaffen, bei der der richtige Wert des Verstärkerfaktors des Eingangsverstärkers 3 aufrechterhalten wird.
Darüber hinaus enthält die automatische Verstärkungsregelung eine Einrichtung, mit deren Hilfe der Verstärker 3 rasch zu einem Anstieg auf seinen Maximalwert gebracht werden kann, wenn der Rechteckimpulsausgang des Systems unter einen vorgegebenen Wert abfällt. Ein Verlorengehen eines Ausgangssignals ist repräsentativ für ein Verlorengehen des Herzaktionssignals. Diese Einrichtung enthält einen Integrator 25 und einen Vergleicher 27, die zwischen die Ausgangsklemme 16 und das Tiefpaßfilter 19 geschaltet sind. Der Integrator 25 empfängt die von der monostabilen Kippstufe 15 erzeugten Rechteckimpulse und liefert eine Sägezahnspannung, die bei Auftreten der einzelnen Impulse auf Null zurückgesetzt wird und zwischen den Impulsen langsam ansteigt. Der Vergleicher 27, der von einem herkömmlichen Vergleicher mit vorgegebenem Bezugsniveau gebildet sein kann, empfängt die Sägezahnspannung des Integrators 25. Wenn die Ausgangsimpulse der monostabilen Kippstufe 15 enden oder ihre Anzahl pro Zeiteinheit unter einen vorgegebenen Wert absinken, der beispielsweise 10 bis 20 Ausgangsimpulse pro Minute entspricht, so steigt die Sägezahnspan nung des Integrators 25 auf das Referenzniveau des Vergleichers 27 an, so daß dieser ein Ausyangssignal erzeugt, das über einen Teil des Tiefpaßfilters 19 dem Regelverstärker 21 zugeführt wird. Der Eingang des Regelverstärkers 21 liegt dann auf einem Niveau, bei dem der Verstärkungsfaktor des Eingangverstärkers 3 unmittelbar dazu gebracht wird, auf den Maximalwert anzusteigen, so daß das Erfassen eines Herzaktionssignals niedriger Amplitude, wenn ein solches zur Verfügung steht, infolge der dann hohen Empfindlichkeit erleichtert wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann außerdem eine Schaltung zur Erfassung der Anwesenheit eines Herzschrittmachersignals oder das einer ähnlichen Vorrichtung aufweisen, die dann dafür sorgt, daß ein derartiger Herzschrittmacher oder eine derartige ähnliche Vorrichtung nicht störend auf die erfindungsgemäße Anordnung einwirkt. Die Herzaktionssignal· kurve an der Eingangsklemme 1 wird beim Ausführungsbeispiel einem Schrittmachersignal-Detektor 23 zugeführt. Der Schrittmachersignal-Detektor 23 kann beispielsweise einen frequenzselektiven Verstärker, der nur auf Signale mit einer bestimmten zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit anspricht, die großer als die von durch physiologische Vorgänge erzeugten Signalen ist, sowie einen Schalter enthalten, der einen mit einem solchen erfaßten Signal koinzidenten Ausgangsimpuls kurzer Dauer erzeugt. Das Ausgangssignal des Schrittmachersignal-Detektors 23 wird gleichzeitig der Amplitudendiskriminatorstufe 11 und der Amplitudendiskriminatorstufe 17 zugeführt, um so das Eindringen des Ausgangssignals des Vollweggleichrichters 9 in die Diskriminatoren zu verhindern. Somit hat ein Schrittmacher keine Wirkung auf die Funktion des erfindungsgemäßen Systems.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Gerät zur Erkennung der R-Zacke in einem Herzaktionssignal, mit einem das Herzaktionssignal aufnehmenden Differentiator, einem dem Differentiator nachgeschalteten Gleichrichter, und einer dem Gleichrichter nachgeschalteten Amplitudendiskriminatorstufe, die einen sich automatisch an die Herzaktionssignalamplituden anpassenden Schwellwert besitzt und an ihrem Ausgang ein der ι ο Schwellwertüberschreitungszeit entsprechenden Rechteckimpulssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudendiskriminatorstufe (11) zur Einstellung ihres Schwellwertes eine Regelschleife umfaßt, die aus einem dem Differentiator (7) vorgeschalteten, das Herzaktionssignal aufnehmenden Eingangsverstärker (3) regelbarer Verstärkung und einer dem Gleichrichter (9) nachgeschalteten zweiten Amplitudendiskriminatorstufe (17) besteht, deren Schwellwerteinstellung so gleich odtr höher als die der ersten Amplitudendiskriminaiurstufe (11) ist und deren Ausgang die Verstärkung des Eingangsverstärkers (3) regelt, und daß eine Impulsdauererfassungsstufe (13) der ersten Amplitudendiskriminatorstufe (U) nachgeschaltet 2ί ist, die ein rechteckimpulsförmiges Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn das von der Amplitudendiskriminatorstufe (11) zugeführte Rechteckimpulssignal eine erste festgelegte Impulsdauer überschreitet, ω
2. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauererfassungsstufe (13) ein um die erste iestgelegte Impulsdauer verkürztes Ausgangssignal erzeugt und ihr eine monostabile Kippstufe (15) nachgcschaltet ist, die bei Aufnahme J5 eines Impulses der Impulsda· srerfassungsstufe (13) einen Rechteckimpuls zweiter festgelegter Impulsdauer erzeugt, die größer als die erste Impulsdauer ist und der zu überwachenden Herzrhythmusperiode angepaßt ist *o
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der monostabilen Kippstufe (15) an einen Sperreingang der Impulsdauererfassungsstufe (13) gelegt ist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Amplitudendiskriminatorstufe (17) ein Tiefpaßfilter (19) und ein Regelverstärker (21) nachgeschaitet sind, die ein der Verstärkungsregelung des Eingangsverstärkers (3) dienendes Regelsignal derart erzeugen, daß die maximale Amplitude des Herzaktionssignals am Ausgang des Eingangsverstärkers (3) im wesentlichen konstant ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein dem Differentiator (7) 5" vorgeschaltetes Tiefpaßfilter (5) mit einer Bandgrenze, die den maximal zu erfassenden Herzaktionssignalfrequenzanteilen entspricht.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabilen to Kippstufe (15) ein Integrator (25) und dem Integrator (25) ein Vergleicher (27) nachgeschaltet ist, die so eingestellt sind, daß der Vergleicher (27) an den Eingangsverstärker (3) ein die Verstärkung erhöhendes Signal abgibt, wenn dem Integrator (2r>) '<'· keine F.ingangssignale zugeführt werden.
7. Gerat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (25) bei Auftreten eines Rechteckimpulses an seinem Eingang auf Null zurückgestellt wird und danach ein zeitproportional ansteigendes Ausgangssignal an den Vergleicher (27} abgibt, dessen Vergleichsspannung so eingestellt ist, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, wenn dem Integrator (25) für eine Zeitdauer ein Rechteckimpuls nicht zugeführt wird, die die Herzaktionssignalperiode wesentlich übersteigt
8, Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Vergleichers (27) über das Tiefpaßfilter (19) dem Regelverstärker (21) zugeführt wird.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen das Eingangsherzaktionssignal aufnehmenden Schrittmachersignaldetektor (23), der an die Amplitudendiskriminatorstufen (11, 17) ein Signal liefert, das das am Gleichrichterausgang auftretende, von einem Schrittmacher erzeugte Signal kompensiert
DE2447052A 1973-10-04 1974-10-02 Gerät zur Erkennung der R-Zacke in einem Herzaktionssignal Expired DE2447052C2 (de)

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US05/403,689 US4000461A (en) 1973-10-04 1973-10-04 R-wave detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2447052A1 DE2447052A1 (de) 1975-04-17
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Country Status (7)

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US (1) US4000461A (de)
JP (2) JPS615732B2 (de)
CA (1) CA1027640A (de)
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NL (1) NL164468C (de)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4041468A (en) * 1976-10-07 1977-08-09 Pfizer Inc. Method and system for analysis of ambulatory electrocardiographic tape recordings
US4106498A (en) * 1976-12-27 1978-08-15 American Optical Corporation Initialization circuit
US4149527A (en) * 1977-03-28 1979-04-17 American Optical Corporation Pacemaker artifact suppression in coronary monitoring
US4306567A (en) * 1977-12-22 1981-12-22 Krasner Jerome L Detection and monitoring device
US4235242A (en) * 1979-04-02 1980-11-25 Med General, Inc. Electronic circuit permitting simultaneous use of stimulating and monitoring equipment
JPS5836527A (ja) * 1981-08-26 1983-03-03 セイコーインスツルメンツ株式会社 脈拍検出回路
IT1212617B (it) * 1982-11-05 1989-11-30 Grassi Gino Stimolatore cardiaco autoregolato in frequenza per mezzo dell'onda t elettrocardiografica
US4495950A (en) * 1983-01-21 1985-01-29 Schneider Daniel E QREEG Process matrix synchronizer system
US4630204A (en) * 1984-02-21 1986-12-16 Mortara Instrument Inc. High resolution ECG waveform processor
US4562840A (en) * 1984-03-23 1986-01-07 Cordis Corporation Telemetry system
US4934372A (en) * 1985-04-01 1990-06-19 Nellcor Incorporated Method and apparatus for detecting optical pulses
US4911167A (en) * 1985-06-07 1990-03-27 Nellcor Incorporated Method and apparatus for detecting optical pulses
US4928692A (en) * 1985-04-01 1990-05-29 Goodman David E Method and apparatus for detecting optical pulses
USRE35122E (en) * 1985-04-01 1995-12-19 Nellcor Incorporated Method and apparatus for detecting optical pulses
US4802486A (en) * 1985-04-01 1989-02-07 Nellcor Incorporated Method and apparatus for detecting optical pulses
DE3533912A1 (de) * 1985-09-23 1987-04-02 Schmid Walter Blutdruckmessgeraet
US4708144A (en) * 1986-10-06 1987-11-24 Telectronics N.V. Automatic sensitivity control for a pacemaker
US5005142A (en) * 1987-01-30 1991-04-02 Westinghouse Electric Corp. Smart sensor system for diagnostic monitoring
US4832041A (en) * 1987-02-26 1989-05-23 Hewlett-Packard Company Pace pulse eliminator
US4887609A (en) * 1987-05-13 1989-12-19 The Methodist Hospital System Apparatus and method for filtering electrocardiograph signals
GB2216662A (en) * 1988-03-02 1989-10-11 Densa Limited Detecting heartbeats
US4903699A (en) * 1988-06-07 1990-02-27 Intermedics, Inc. Implantable cardiac stimulator with automatic gain control
JPH02286128A (ja) * 1989-04-27 1990-11-26 Terumo Corp 心電計
US5010887A (en) * 1989-11-17 1991-04-30 Siemens-Pacesetter, Inc. Noise discrimination in implantable pacemakers
JPH0490308U (de) * 1990-12-21 1992-08-06
DE4126363B4 (de) * 1991-08-06 2004-11-04 Biotronik Gmbh & Co. Kg Herzschrittmacher mit Mitteln zur Effektivitätserkennung
US5259387A (en) * 1991-09-09 1993-11-09 Quinton Instrument Company ECG muscle artifact filter system
US5312441A (en) * 1992-04-13 1994-05-17 Medtronic, Inc. Method and apparatus for discrimination of ventricular tachycardia from supraventricular tachycardia and for treatment thereof
US5350410A (en) * 1992-11-23 1994-09-27 Siemens Pacesetter, Inc. Autocapture system for implantable pulse generator
AU5205493A (en) * 1992-12-01 1994-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Cardiac event detection in implantable medical devices
US5312455A (en) * 1993-05-26 1994-05-17 Siemens Pacesetter, Inc. Programmable window reference generator for use in an implantable cardiac pacemaker
US5336242A (en) * 1993-05-26 1994-08-09 Siemens Pacesetter, Inc. Band-pass filter for use in a sense amplifier of an implantable cardiac pacer
US5662688A (en) * 1995-08-14 1997-09-02 Cardiac Pacemakers, Inc. Slow gain control
US5623936A (en) * 1995-12-05 1997-04-29 Pacesetter, Inc. Implantable medical device having means for discriminating between true R-waves and ventricular fibrillation
US6112119A (en) 1997-10-27 2000-08-29 Medtronic, Inc. Method for automatically adjusting the sensitivity of cardiac sense amplifiers
US6212434B1 (en) 1998-07-22 2001-04-03 Cardiac Pacemakers, Inc. Single pass lead system
US6501990B1 (en) 1999-12-23 2002-12-31 Cardiac Pacemakers, Inc. Extendable and retractable lead having a snap-fit terminal connector
US6463334B1 (en) 1998-11-02 2002-10-08 Cardiac Pacemakers, Inc. Extendable and retractable lead
US6070097A (en) * 1998-12-30 2000-05-30 General Electric Company Method for generating a gating signal for cardiac MRI
US6434417B1 (en) 2000-03-28 2002-08-13 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and system for detecting cardiac depolarization
US6684100B1 (en) 2000-10-31 2004-01-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Curvature based method for selecting features from an electrophysiologic signals for purpose of complex identification and classification
US6526313B2 (en) 2001-06-05 2003-02-25 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for classifying cardiac depolarization complexes with multi-dimensional correlation
US7146206B2 (en) * 2002-03-20 2006-12-05 Medtronic, Inc. Detection of cardiac arrhythmia using mathematical representation of standard ΔRR probability density histograms
US20040219600A1 (en) * 2002-12-13 2004-11-04 Williams Robert Wood Method for determining sensitivity to environmental toxins and susceptibility to parkinson's disease
US7139605B2 (en) * 2003-03-18 2006-11-21 Massachusetts Institute Of Technology Heart rate monitor
US7792571B2 (en) 2003-06-27 2010-09-07 Cardiac Pacemakers, Inc. Tachyarrhythmia detection and discrimination based on curvature parameters
US20050059880A1 (en) * 2003-09-11 2005-03-17 Mathias Sanjay George ECG driven image reconstruction for cardiac imaging
US7277754B2 (en) * 2003-12-24 2007-10-02 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and system for removing pacing artifacts from subcutaneous electrocardiograms
JP5641203B2 (ja) * 2010-06-10 2014-12-17 国立大学法人静岡大学 R波検出装置及びr波計測システム
EP2510974B1 (de) 2011-04-15 2013-12-25 Sorin CRM SAS Aktive medizinische Vorrichtung, insbesondere implantierbarer Defibrillator, zur Erkennung von QRS-Komplexen in einem stark verrauschten Signal
EP3315063B1 (de) 2015-06-25 2022-04-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Herzpotentialdetektionsvorrichtung und herzpotentialdetektionsverfahren
CN110141243A (zh) * 2019-06-20 2019-08-20 鲁东大学 一种心电图身份识别处理方法
CN110141244A (zh) * 2019-06-20 2019-08-20 鲁东大学 心电图身份识别方法
CN110141245A (zh) * 2019-06-20 2019-08-20 鲁东大学 一种心电图特征向量提取方法
CN111671416B (zh) * 2020-05-29 2022-11-29 中国科学院深圳先进技术研究院 心电信号滤波方法及装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2801629A (en) * 1954-11-12 1957-08-06 Physio Control Company Inc Heart beat indicator
US2918054A (en) * 1957-09-09 1959-12-22 Peter A Goolkasian Electrically responsive repetitive-surge indicators
US3524442A (en) * 1967-12-01 1970-08-18 Hewlett Packard Co Arrhythmia detector and method
US3520295A (en) * 1968-03-06 1970-07-14 Gen Electric Cardiac r-wave detector with automatic gain control
US3590811A (en) * 1968-12-06 1971-07-06 American Optical Corp Electrocardiographic r-wave detector
US3575162A (en) * 1968-12-23 1971-04-20 Kenneth R Gaarder Physiological monitors and method of using the same in treatment of disease
US3616791A (en) * 1969-04-30 1971-11-02 American Optical Corp Electrocardiographic morphology recognition system
US3612041A (en) * 1969-07-25 1971-10-12 Us Army Apparatus for detecting ventricular fibrillation
US3534282A (en) * 1969-08-13 1970-10-13 American Optical Corp Spike suppression circuit
DE1962077B2 (de) * 1969-12-11 1973-04-12 Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München Medizinisches geraet fuer die auswertung von elektrokardiogrammen
US3646931A (en) * 1970-02-25 1972-03-07 Jerry A Phelps Portable battery-powered instrument for visualizing the peripheral pulse waveform and pulse rate
DE2046302C3 (de) * 1970-09-19 1974-08-29 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Gerät zur Überwachung der Herztätigkeit
US3742938A (en) * 1971-01-04 1973-07-03 T Stern Cardiac pacer and heart pulse monitor
JPS4933246Y2 (de) * 1971-05-25 1974-09-07
US3878833A (en) * 1973-10-09 1975-04-22 Gen Electric Physiological waveform detector

Also Published As

Publication number Publication date
FR2246254A1 (de) 1975-05-02
US4000461A (en) 1976-12-28
GB1442244A (en) 1976-07-14
FR2246254B1 (de) 1978-07-07
NL7411155A (nl) 1975-04-08
JPS5061889A (de) 1975-05-27
DE2447052A1 (de) 1975-04-17
NL164468C (nl) 1981-01-15
CA1027640A (en) 1978-03-07
JPS5766737A (en) 1982-04-23
JPS615732B2 (de) 1986-02-20

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