DE2543896A1

DE2543896A1 - Herzschlagdetektor

Info

Publication number: DE2543896A1
Application number: DE19752543896
Authority: DE
Inventors: Henryk Fischler; Yacov Itzchak; Yaacov Krupka
Original assignee: Yeda Research and Development Co Ltd
Current assignee: Yeda Research and Development Co Ltd
Priority date: 1974-10-04
Filing date: 1975-10-01
Publication date: 1976-04-22
Also published as: US4027663A; CH590047A5; FR2286634B3; IL45786A0; GB1481768A; FR2286634A1; IL45786A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS Dl PLO M C H EM IKER ■ DR.-ING. AN N EKÄTE WEISERT DIPL-INS. FACHRICHTUNG CHEM.E D -8 MÜNCHEN 19- FLÜ G G ENSTRAS S E 17 · TELEFO N 089/177061 -TELEX O5-215145 ZEUS

TELEGRAMM KRAUSPATENT

1156
AW/Sp/zb

Yeda Research and Development Co. Ltd., Rehovot,

Israel

Herzschlagdetektor

Die Erfindung betrifft einen Herzschlagdetektor, und zwar insbesondere in Verwendung für Notlagen und unter ungünstigen Bedingungen von Geräusch, Vibration u. dgl.

Der erfindungsgemäße Herzschlagdetektor arbeitet nach dem Prinzip der kontinuierlichen Überwachung der elektrischen Aktivität des Herzens (EKG), des Herausziehens bzw. der
Gewinnung der QRS-Komplexe, welche die Kontraktionen der
Herzkammern (Herzschlag) anzeigen, und der Signalisierung und/oder Wiedergabe des Auftretens dieser Herzschläge, vorzugsweise mittels Lichtsignalen. Nach einem speziellen Merkmal des erfindungsgemäßen Geräts ist eine Einrichtung vorgesehen, die kontinuierlich feststellt,-ob genügend
Leitfähigkeit zwischen dem Körper des Patienten und den
angelegten Elektroden vorhanden ist, damit sichergestellt wird, daß das wiedergegebene Ergebnis der wahren Aktivität des Herzens entspricht.

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Der Herzschlagdetektor gemäß der Erfindung ist ein tragbares, kompaktes, stabiles und gegenüber Umgebungsbedingungen unempfindliches Instrument, das dazu vorgesehen ist, in zutreffender Weise Zeichen der Herzaktivität unter ungünstigen Bedingungen zu bestimmen, und zwar sowohl unter ungünstigen Bedingungen, die sich auf die Präparierung des Patienten für den Test beziehen als auch unter ungünstigen Bedingungen von Umgebungsgerausch und Vibrationen. Es kann mit voller Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit während des Transports des Patienten in einem rüttelnden Fahrzeug (beispielsweise einem Kraftfahrzeug, einem Hubschrauber oder einer Flugzeug-Ambulanz) und/oder in einer geräuschvollen Umgebung und bei Vibrationen (beispielsweise auf dem Schlachtfeld) benutzt werden, wodurch auch die Anwendung solcher klassischer Verfahren der Untersuchung des Patienten, wie es die Auscultation des Herzens ist, vermieden wird. Das Gerät ersetzt außerdem andere Instrumente, die auf der EKG-Üb erwachung unter Verwendung von Tonoder Zeigersignalisierung beruhen und unbrauchbar oder unzuverlässig bei Geräusch- und Vibratiönsbedingungen werden oder aufgrund ihrer Trägheitseigenschaften unfähig sind, schnellen Vorgängen, wie beispielsweise Herzkontraktionen während der Tachycardia, zu folgen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Fig. bis 5 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltbild des Signalisierungsuntersystems der Fig. 1;

Fig. 2a ein weiteres Schaltbild des Signalisierungssystems der Fig. 1;

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Fig. 3 ein Blockschaltbild des Zwischenelektrodenimpedanzmeßschaltungsensors, der in dem mit doppelten Linien umrandeten Block 2 der Fig. 1 dargestellt ist?

Fig. 4 ein Schaltbild der Einheit der Fig. 3; und

Fig. 5 ein Schaltbild des EigentestiHitersystems, das in dem Block 3 der Fig. 1 veranschaulicht ist.

Spezielle Untersysteme , die insbesondere Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, sind in Fig. 1 durch doppelte, hervortretende Linien umrandet. Die Aufgabe bzw. die Funktion, die sie in dem System erfüllen, und ihre betriebsmäßigen Prinzipien sind nachfolgend zusammen mit einer allgemeinen Erläuterung des gesamten Systems näher dargelegt.

Der Herzschlagdetektor ist zur Verwendung in Notsituationen,, entworfen worden, wenn die physikalische Behandlung des Patienten ein Hilfsinstrument für das schnelle Erkennen der Herztätigkeit erfordert, wodurch es erleichtert wird, eine Entscheidung darüber zu fällen, welche Hilfe dem Patienten zuteil werden soll. Um für die Erfüllung dieser Aufgaben brauchbar zu sein, ist der Herzschlagdetektor als ein in sich geschlossenes, unabhängiges, leicht bedienbares Instrument ausgebildet. Zwei flexibel angebrachte Elektroden werden leicht gegen die Brust des Patienten gedruckt, wodurch die elektrischen Potentiale der Herzaktivität aufgenommen bzw. abgegriffen werden. Diese Signale werden zur Weiterverarbeitung einem Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz zugeführt, auf den wenigstens eine Filter- und wenigstens eine Inverterstufe folgen, die am Ausgang relativ rauschfreie, gut definierte bzw. abgegrenzte Herzkammerkomplexe liefern. Diese wiederum betreiben einen Schwellwertdetektor und das Signalisierungsuntersystem. Der Verstärkungsfaktor wird so eingestellt, daß

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er empfindlich für die minimalen Eingangs-QRS-Komplexe (beispielsweise 0,35 mV) ist. Die hohe Eingangsimpedanz des Instruments, sein hohes Unterdrückungsverhältnis gegenüber allgemeinen Schwingungsformen und die sorgfältige Isolation gegen Umgebungsstörungen von Stromleitungen ermöglichen es, die Elektroden direkt auf die Haut aufzubringen, ohne daß es notwendig ist, eine elektrolytische Zwischenpaste zur Herabsetzung des Kontaktwiderstandes zu benutzen. Auch sind Veränderungen dieses Widerstands, die von leichten Bewegungen der Elektroden während der Untersuchung in einem rüttelnden Fahrzeug oder während Vibrationen herrühren, nicht von Belang für die Bestimmung der wirklichen bzw. unverfälschten Herzschläge. Die vorteilhaften Ansprechdaten der Eingangsstufen, die oben angeführt worden sind, ermöglichen die Verwendung eines 2-Elektroden-Aufnehmer- bzw. -Abgreifsystems anstelle der konventionellen 3 Elektroden; diese Tatsache vereinfacht den Untersuchungsvorgang, weil nur zwei gute Kontaktstellen auf der Brust gefunden werden müssen.

Ein Zweck bzw. Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung von Licht für die Signalisierung. Das macht die Ermittlung der Herzpotentiale unabhängig von möglichen Vibrationen des Meßinstruments und ermöglicht das Erkennen der Untersuchungsergebnisse beim Vorhandensein von akustischem Geräusch. Auch ermöglicht es das elektro-optische System, das eine inhärent niedrige Zeitkonstante (im Gegensatz zu elektro-mechanisehen Systemen) hat, sehr schnelle Herzkontraktionen festzustellen, wie solche Herzkontraktionen, die während der Tachycardia auftreten (bis zu 300 Schläge pro Minute).

Das Lichtsignalisierungsuntersystem ist in dem Blockschaltbild der Fig. 1 innerhalb des mit doppelten Linien umran-

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deten Blocks 1 dargestellt. Bei jeder Kontraktion des Herzens erreicht ein impulsartiges Signal den Eingang des Signalisierungsuntersystems vom Ausgang des Schwellwertdetektors.

Das schematische Schaltbild des Signalisierungsuntersystems ist in Fig. 2 gezeigt.

Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wonach die Impulse, welche die Kontraktionen des Herzens repräsentieren, einem Eingangsanschluß A eines konventionellen CMOS-(Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter) monostabilen Multivibrators M2 zugeführt werden, wodurch die Auslösung eines rechteckigen positiven Impulses getriggert wird. Die Dauer des Impulses wird durch den Kondensator C15 und den Widerstand R49 bestimmt, und zwar kann diese Dauer beispielsweise 50 msek betragen. Der Widerstand R58 und der Kondensator C14 bewirken eine Voreinstellung des Multivibrators beim Einschalten der Versorgungsbatterie, um dessen fehlerhaften Betrieb zu verhindern j nach einer Verzögerung von ungefähr 2 Sekunden ist der Multivibrator bereit, die Triggerimpulse zu empfangen. Nach dem Abschalten der Versorgungsbatterie entlädt die Diode D7 den Kondensator C14 schnell. Die Impulse von dem Ausgangsanschluß Q des Multivibrators betreiben über den Widerstand R50 die Darlington-Schalterstufe, welche die Transistoren Q8 und Q9 aufweist, die ihrerseits den Stromkreis durch die in Reihe geschalteten drei LED's (LED = licht-emittierende Diode) während der Zeit der Impulsdauer schließt und ein Aufleuchten der LED's bewirkt. Es werden rote und grüne LED's verwendet, um eine zufriedenstellende Wahrnehmung der Lichtblitze durch den Beobachter unter möglicher nachteiliger Umweltbeleuchtung sicherzustellen; ein Polaroidschutzglas ermöglicht eine zufriedenstellende

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Beobachtung während des Betriebs unter starkem Sonnenlicht. Die Widerstände R51 und R52 bestimmen die Stromintensität, welche durch die LED's fließt, beispielsweise derart, daß diese 20 mA beträgt. Der Kondensator C16 dient zur Ladungsspeicherung, um diese mit einem höheren Strom im ersten Augenblick der Zündung der LED's zuzuführen. Der Widerstand R53 bildet einen Nebenschluß für den Kollektor-zu-Basis-Leckstrom des Transistors Q9. Die LED's blitzen gemäß den Herzkontraktionen auf.

Ein weiteres Ziel bzw. Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in dem Gerät ein spezielles Elektroden-Körper-Kontakt-Fühl-Uhtersystem vorgesehen ist. Es dient zur kontinuierlichen Auswertung bzw. Einschätzung der Zwischenelektrodenimpedanz, gesehen von den Eingangsanschlüssen des Herzschlagdetektors in Beziehung zu einem gegebenen Impedanzschwel !wert,und zwar gleichzeitig mit einer Überwachung der Herzschläge. Die Zwischenelektrodenimpedanzmessung wird parallel zur Herzschlagermittlungsuntersuchung ausgeführt und soll dazu dienen, ein Maximum an Genauigkeit und Betriebssicherheit der letzteren sicherzustellen. Eine zu hohe Zwischenelektrodenimpedanz (= Elektrodenimpedanz bzw. Impedanz zwischen den Elektroden), d. h. beispielsweise eine Reihenquellenimpedanz, behindert die Herzuntersuchung durch Herabsetzung der Amplitude der Herzpotentiale, die am Eingang des Herzschlagdetektors auftreten, durch Erhöhung des Eingangsrauschens und durch Erleichterung der Induktion von äußeren Interferenz- bzw. Störsignalen. .Wenn sich einmal eine zu hohe Zwischenelektrodenimpedanz zeigt, dann kann diese durch Befeuchten der Elektroden verbessert werden. Die Elektroden-Körper-Kontakt-Fühlung erhöht die Zuverlässigkeit der Herzaktivitätsuntersuchung dadurch, daß sie zwischen dem Fehlen von Herzkammerkomplexen aufgrund

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schlechten Elektrodenkontakts oder aufgrund des Fehlens von Herzkammerkomplexen wegen des Fehlens einer Herztätigkeit unterscheidet, sowie dadurch, daß sie verhindert, daß Interferenz- bzw. Störungssignale und Artefakte fälschlicherweise als Herzkontraktionen wahrgenommen bzw. erkannt werden können.

Der Zwischenelektrodenimpedanzmeßschaltungssensor bzw. -fühler ist parallel zu den Eingangsleitungen des Herzschlagdetektors geschaltet (siehe den doppelt umrandeten Block 2 in Fig. 1). Die Blockschaltung und die schematischen Schaltbilder der Schaltungsanordnung sind in Fig. 3 bzw. 4 gezeigt.

Es sei zunächst auf Fig. 3 Bezug genommen, wonach der Zwischenelektrodenimpedanzsensor bzw. -fühler einen Oszillator 24 mit niedriger Frequenz (beispielsweise mit einer Frequenz von 40 Hz, die innerhalb des Frequenzbandes des Herzschlagdetektors liegt) und eine Gegenkopplungsschaltung 25 aufweist, wobei die Eingangs-impedanz R-^ des Herzschlagbzw, .des Herzaktivitätsdetektors 26 und die Zwischenelektrodenimpedanz Rj30£)Y» d. h. die Impedanz zwischen den äußeren Elektroden 27 und 28 einen komplementären Weg zu der Schaltung bilden. Wenn die Elektroden offen sind oder die Impedanz zwischen den Elektroden, sofern sich die Elektroden an den Prüfstellen in bzw. am Körper befinden, höher als ein gegebener Schwellwert (beispielsweise 2 ΜΩ) ist, dann erzeugt der Oszillator sinusförmige Signale (beispielsweise von 40 Hz), die durch alle Signalverarbeitungsstufen innerhalb des Herzschlagdetektors hindurchgehen und die signalisierenden LED's in Betrieb setzen. Aufgrund der relativ hohen Frequenz (beispielsweise 40 Hz) werden die LED's kontinuierlich zum Aufleuchten gebracht, wodurch eine zu hohe Impedanz zwischen den Elektroden angezeigt wird. Eine Befeuchtung der Elektroden mit Wasser (oder selbst mit

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Speichel) erniedrigt im allgemeinen diese Impedanz. Wenn die Zwischenelektrodenimpedanz fällt oder wenn sie niedriger als der gegebene Schwellwert (beispielsweise 2 mQJ ist, dann bewirkt die Gegenkopplung eine Stillsetzung des Oszillators, der kontinuierliche Betrieb der LED's wird gestoppt und der Herzschlagdetektor ist für die Prüfung der Herzaktivität bereit. Die Zwischenelektrodenimpedanzmeßschaltung ist an die beiden Eingangsleitungen 29 und 30 des Herzschlagdetektors 26 über je einen hohen Widerstand 31 bzw. 32 (von mehreren Megohm, beispielsweise von je 3»92 in abgeglichener Konfiguration angekoppelt, damit sie die Herzaktivitätsprüfung nicht stört.

Es sei nun auf Fig. 4 Bezug genommen, wonach die Kondensatoren C20 und C21 je mit einer der Eingangsleitungen des Herzschlag- bzw. Herzaktivitätsdetektors verbunden sind; diese Kondensatoren dienen zur Gleichstromentkopplung der Vorspannungen, während sie die Hilfssignale, beispielsweise die 40 Hz-Signale, die durch den Fühler erzeugt worden sind, hindurchlassen. Die Widerstände R61 und R62 (die gleich den Widerständen 31 und 32 in Fig. 3 sind) besitzen einen hohen Widerstand (beispielsweise von 3»92 mS&), so daß sie eine hohe Eingangsimpedanz des Fühlers bzw. Sensors erzeugen, damit eine Belastung der Herzpotentiale vermieden wird, die parallel in den Herzaktivitätsdetektor eingegeben werden. Der Hauptteil des Fühlers ist ein Wien-Brücken-Oszillator mit gesteuerter bzw. kontrollierter Gegenkopplung. Zwei invertierende Verstärker A1 und A2 sind in Reihe über Entkopplungskondensatoren C23 und C24 geschaltet, so daß sich eine Phasenverschiebung um 360° zwischen dem EingangsanSchluß 8 und dem Ausgangsanschluß 4 ergibt. Die Widerstände R65 und R67 legen die Vorspannung der Verstärker an. Die Widerstände R 63 und R64 bilden eine Teilerschaltung, welche den Betrag der positi-

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ven Rückkopplung festlegt, der an die frequenzbestimmende Schaltung angelegt wird. Der Kondensator C22 und der Widerstand R68 liegen in Reihe; der Kondensator C2f> und der Widerstand R70 sind parallel geschaltet, und sie bilden die Schaltung, welche die Betriebsfrequenz des Wien-Brücken-Oszillators bestimmt. Die Schaltung aus dem Kondensator C25 und dem Widerstand R70 wird anstelle einer direkten Verbindung mit Masse (wie es in konventionellen Schaltungen der Fall ist) zusätzlich durch ein negatives Rückkopplungssignal bzw. durch ein Gegenkopplungssignal betrieben. Es wird durch den Widerstand R61 und den Kondensator C20, die parallelen Impedanzen Rg₀DY """¹^ ^RIN' ^{den Kondensa}'^tor C21 und den Widerstand R62, den invertierenden Verstärker A3 und den Widerstand R69 geleitet. Die Verstärkung des Verstärkers A3 wird durch den Widerstand R66 und die Impedanz R61 sov/ie den Kondensator C20, die parallelen Impedanzen RgQQy und R-rjjj sowie den Kondensator C21 und die Impedanz R 62 bestimmt. Der Widerstand R69 wird eingestellt (einmal im Prozeß der Regulation des Herzschlagdetektors), um einen solchen Betrag an negativer Rückkopplung bzw. Gegenkopplung zu erhalten, daß dann, wenn die Zwischenelektrodenimpedanz kleiner als der in Betracht gezogene Schwellwert, beispielsweise 2 Miß, ist, das negative Rückkopplungssignal bzw. das Gegenkopplungssignal den Wien-Brücken-Oszillator zum erlöschen bringt und das Prüfen der Herzaktivität in normaler Weise(ohne irgendwelche Störungen) fortgesetzt werden kann. Für Zwischenelektrodenimpedanzen, die höher als der Schwellwert sind, beispielsweise 2 m£2, erzeugt der Wien-Brücken-Oszillator tatsächlich sinusförmige Signale von beispielsweise 40 Hz, welche die Signalisierungs-LED's betreiben und deren konstante Lichtemission bewirken. Die Schwellwertimpedanz kann aufgrund der Praxis der Herzaktivitätsüberwachung bestimmt werden.

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Es sei weiterhin auf Fig. 4 Bezug genommen, wonach der Zwischenelektrodenimpedanzfühler durch eine stabilisierte Spannung von +V-V versorgt wird, die über die Widerstände R71 und R72 und den Spannungsregulator bzw. -regler DZ1 von der Batterie +B-B abgeleitet wird. Die Kondensatoren C26 und C27 schließen die Wechselstromsignale kurz, die von dem Fühler kommen, damit eine Störung bzw. Interferenz mit anderen Schaltungen des Herzaktivitätsdetektors vermieden wird.

Ein weiteres Ziel bzw. Merkmal der Erfindung ist die Hinzufügung des Selbstprüfungsuntersystems zu dem Herzschlagdetektor (siehe den mit doppelten Linien umrandeten Block und die "TEST"-Schalterabschnitte S1A und S1B in Fig. 1). Das schematische Schaltbild dieser Schaltungsanordnung ist in Fig. 5 veranschaulicht.

Es sei nun auf Fig. 5 und Fig. 1 Bezug genommen, wonach das Selbstprüfungsuntersystem von dem HiIfs-Momentan-Kontakt-Schalter S1 betrieben wird. Der Schalterabschnitt S1C schließt die +B Versorgungsspannung an den Kipposzillator bzw. den Kippschwingungserzeuger an, der um den Schalttransistor UJT1 herumgebaut ist. Die Widerstände R21, R22 und R23 liefern die Vorspannung für den Schalttransistor UJT1, wobei die Widerstände R21 und R22 gleichzeitig als Vor spannungsschaltungselemente für den Transistor Q5 dienen. Der Widerstand R20 und der Kondensator C5 bestimmen die Impulserzeugungsrate, die von dem Schalttransistor UJT1 geliefert wird, beispielsweise zu 600 msek. Die Impulse, die an dem Widerstand R21 entstehen, schalten den Transistor Q5 ein, der seinerseits einen positiven Treibimpuls, welcher über dem Widerstand R24 liegt, in den konventionellen CMOS-monostabilen-Multivibrator M1 liefert, welcher einen einzelnen rechteckigen Impuls auslöst. Der Widerstand

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R33 und der Kondensator C7 bestimmen die Zeit des rechteckigen Impulses, der am Anschluß Q des Multivibrators erscheint, beispielsweise zu 200 msek. Der rechteckige Impuls wird durch den Kondensator C10 und die Widerstände R34, R34A und R35 differenziert. Es werden kurze positive und negative dreieckförmige Impulse erzeugt, und zwar mit einem Abstand, der gleich der Dauer der differenzierten Impulse ist. Weiterhin werden sie festgesetzt durch die beiden parallelen Dioden D5 und D6, damit eine konstante Amplitude erzielt wird, die unabhängig von Änderungen der Batterieversorgungsspannung ist. Die Widerstände R34A und R35 bilden außerdem einen Teiler, von dem die Impulse mit einem Teil ihrer konstanten Amplitude durch die den Widerstand R57 und den Kondensator C19 aufweisende Formungsschaltung zu einem weiteren Spannungsteiler, der von den Widerständen R56 und R60 gebildet wird, geleitet werden. Die Ausgangsimpulse am Widerstand R60 werden so eingestellt, daß sie eine dreieckartige Amplitude von beispielsweise 0,35 mV und eine Basisbreite von beispielsweise 50 msek haben (so daß sie die niedrigsten Herzkontraktions-QRS-Komplexe simulieren); diese Impulse kommen in Paaren (einer ist positiv, einer ist negativ) in einem Intervall zwischen den Teil- bzw. -Elementimpulsen von beispielsweise 600 msek. Die Prüfungs- bzw. Testimpulse werden über den Schalterabschnitt S1A (siehe Fig. 1) zu einer der Eingangs elektroden des Herzschlagdetektors geleitet, während die andere .Elektrode durch den anderen Schalterabschnitt S1B (Fig. 1) auf Masse bezogen wird. Infolgedessen laufen die Prüfungs- bzw. Testsignale über die Eingangselektroden, gehen dann durch alle Signalverarbeitungsschritte innerhalb des Herzschlagdetektors und setzen die Signalisie-'rungs-LED's in Betrieb. Ein Aufblitzen der LED's in Übereinstimmung mit dem Zeitplan bzw. dem Zeitschema der Prüfungssignale zeigt an, daß der Herzschlagdetektor, und

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zwar einschließlich der Elektroden, der gesamten Schaltungsanordnung und der Versorgungsbatterie, in zufriedenstellendem Zustand verblieben ist bzw. verbleibt und für die Prüfung der Herzaktivität bereit ist. Eine Änderung im Test- bzw. Prüfungsaufblitzen kann zunächst eine Entleerung der Batterie anzeigen, sodann auch einen Schaltungs- oder Elektrodenfehler. Durch die Selbstprüfung bzw. das Selbsttesten wird der richtige Betrieb des Herzschlagdetektors kontrolliert.

Es sei nun wieder auf Fig. 1 Bezug genommen und nunmehr, nachdem die Bauteile 1, 2 und 3 näher erläutert worden sind, eine kurze Gesamterläuterung des Herzschlagdetektors gegeben:

Der eigentliche Herzschlagdetektor 26 (siehe Fig. 3) wird im wesentlichen von den Teilen der Fig. 1 gebildet, die sich innerhalb des gestrichelt umrandeten Teils befinden, und die nicht zu den Schaltungsanordnungen 2 und 3 gehören. Dieser eigentliche Herzschlagdetektor umfaßt zunächst den Betriebs-Druckknopfschalter 33 und die Stromversorgungsbatterie 34, die beispielsweise eine Spannung von 9 V haben kann. Durch Niederdrücken des Betriebs-Druckknopfschalters 33 wird eine Verbindung zwischen den beiden Anschlußklemmen +B und -B über die Versorgungsbatterie 34 hergestellt, sodaß für die einzelnen Schaltungsanordnungen, die jeweils an die Anschlüsse +B und -B angeschlossen sind (siehe beispielsweise die entsprechend eingezeichneten Anschlüsse, in den Fig. 2, 4 und 5) der Stromkreis geschlossen ist, d. h. außer der Spannung -B auch die Spannung +B anliegt.

Weiterhin gehören zu dem eigentlichen Herzschlagdetektor 26 die Eingangselektroden 27 und 28, über welche die Herzspannungspotentiale abgenommen und über die Leitungen 29 und 30 zunächst einer Spannungsschutzschaltung 35 zugeführt werden.

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Auf diese Spannungsschutzschaltung 35 folgt ein Impedanzwandler 36, an dessen Ausgang ein Differentialvorverstärker 37 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des DifferentialVorverstärkers 37 wird einem Verstärker 38 zugeführt, der mit einer Verstärkungssteuerung bzw. -regelung 39 versehen ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 38 gelangt über ein Tiefpaßfilter 40 einerseits direkt an den einen Eingang eines Schwellwertdetektors 41 und andererseits über einen Inverter 42 an den anderen Eingang des Schwellwertdetektors 41. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 41 wird schließlich dem Lichtsignalisierungs-Untersystem 1 zugeführt, und zwar zunächst einem monostabilen Multivibrator 43» beispielsweise einem 50 msek monostabilen Multivibrator, der an seinem Ausgang Rechteckimpulse mit einer Breite von 50 msek liefert. Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 43 gelangt in die Treiberschaltung 44 für die LED's, welche die Lichtanzeiger 45 bilden, die an den Ausgang der Treiberschaltung 44 angeschlossen sind. Das Lichtsignalisierungs-Untersystem ist weiter oben unter Bezug nähme auf die Fig. 2 bereits im einzelnen näher erläutert worden.

Die Fühlerschaltung 2 für die Impedanz zwischen den Elektroden 27 und 28 und deren Ankopplung an die Eingangsleitungen 29 und 30 wurde bereits oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher beschrieben.

Der Test-Druckknopfschalter 46 betätigt die Schalterabschnitte S1A und S1B sowie S1C zum Anschalten des Selbsttest- bzw. -prüfungssystems 3 an den eigentlichen Herzschlagdetektor 26. Diese Schalterabschnitte wurden bereits oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 5 näher erläutert; insbesondere sei darauf hingewiesen, daß durch den Schalter-

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abschnitt S1A der Ausgang 47 (siehe auch Fig. 5) des Selbsttestsystems 3, an welchem das Testsignal erscheint, mit der einen der beiden Eingangselektroden, im vorliegenden Falle der Elektrode 27, verbunden wird,während durch den Schalterabschnitt S1B die andere der beiden Eingangselektroden, im vorliegenden Falle die Elektrode 28 während der Eigenprüfung an Masse gelegt wird. Das Eigenprüfungssystem 3 selbst umfaßt im wesentlichen einen Impulsgeber bzw. Taktimpulsgeber 48, der beispielsweise 600 msek breite Impulse erzeugt. Die Ausgangsimpulse des Taktimpulsgebers 48 werden auf den Eingang eines monostabilen Multivibrators 49, beispielsweise eines 200 msek monostabilen Multivibrators, gegeben, dessen Ausgangssignal durch die Differenzierschaltung 50 differenziert wird. Das durch das Differenzieren erhaltene Signal wird der Schaltung 51 eingegeben, die eine Dämpfungs- bzw. Abschwächungsschaltung sowie einen Begrenzer umfaßt. Schließlich wird das Ausgangssignal der Schaltung 51 in eine Impulsformungsschaltung 52 eingegeben, die an ihrem Ausgang 47 das Testsignal liefert (siehe die in Fig. 1 und Fig. 5 eingezeichneten Signalformen, die teilweise mit beispielsweisen Zeit- und Spannungswerten versehen sind).

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Claims

- 15 Patentansprüche

⁷J P Herzschlagdetektor zur kontinuierlichen Überwachung des EKG, zum Herausziehen der QRS-Komplexe und zum Signalisieren des Vorhandenseins von Herzschlägen, der zur Verwendung unter schwierigen bzw. nachteiligen Bedingungen von Geräusch, Vibrationen u. dgl. geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der das Vorhandensein von Herzschlägen mittels Lichtsignalen signalisierende Herzschlagdetektor (26, 27j 28) eine Schaltungsanordnung (2) zum automatischen Feststellen und Anzeigen der Tatsache, ob eine angemessene Leitfähigkeit zwischen dem Körper des Patienten und den Elektroden (27, 28) des Detektors, die an den Körper angelegt sind, vorhanden ist.
2. Herzschlagdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (2) zum Feststellen der Leitfähigkeit eine Schaltung (24, 25) aufweist, die parallel zu der EKG-Meßschaltung (26) geschaltet ist, wobei diese zusätzliche Schaltung (24, 25) über eine abgeglichene bzw. symmetrische Hochimpedanzkonfiguration (31 > 32) angeschaltet ist, so daß während der normalen Messungen der QRS-Komplexe keine Interferenz bzw. Störung durch diese zusätzliche Schaltung (24, 25) bewirkt wird.
3. Herzschlagdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schaltung einen Oszillator (24) im Bereich zwischen 15 bis 60 Hz aufweist, der ein kontinuierliches Signal gibt, wobei eine Einrichtung (25) zum Unterbrechen der Aktivität der zusätzlichen Schaltung für den Fall, daß ein angemessener Kontakt zwischen den Elektroden (27, 28), die an die Haut des Patienten ange-

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legt sind, vorhanden ist, vorgesehen ist, so daß eine richtige Messung der Aktivität des Herzens ermöglicht wird.
4. Herzschlagdetektor nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (1) zur
visuellen Wiedergabe der Herzschläge und/oder der Tatsache, daß kein angemessener Kontakt mit dem Körper des Patienten vorhanden ist, mittels Lichtsignalen vorgesehen ist.
5. Herzschlagdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch ein zusätzliches Selbstprüfungsuntersystem (3), welches die Aktivität der Batterien des Geräts, den Zustand der Elektroden und der anderen Schaltungen anzeigt.

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