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Herzüberwachungsgerät
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufzeichnung des
zeitlichen Verlaufs der von der Herzaktionsspannung abgeleiteten Signale mit einer
als Auslösevorgänge dienende pathologische Abweichungen der Herzaktionsspannung
erfassenden überwachungseinrichtung.
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Es Ist eine Vorrichtung zur Analyse cardialer Arrhythmien bekannt,
bei der von Elektroden am menschlichen Körper abgenommene Herzaktionsspannungen
einem Elektrokardiogramm-Vorverstärker zugeführt werden, der einen hohen Etngangswiderstand
und eine große Glelchtaktunterdrückung aufweist. Das vom Vorverstärker abgegebene
Signal gelangt über einen weiteren Verstärker zu einer Anordnung zur automatischen
Null inienstabilisierung, an die einerseits ein Recorder oder ein Oszilloskop und
andererseits eine Hybrid-Rechenschaltung angeschlossen sind. Diese Rechenschaltung
ermittelt die während eines bestimmten Zeitraums auftretenden Extrasystolen und
den Grundrhythmus der Herzschlagperiode. Die Mittelwerte
der Extrasystolen
und des Grundrhythmus werden Anzeigeelementen zugeführt ("Hybrid-Rechner zur Analyse
cardialen Arrhythmien von R. Mauser und Dr. H. Schwingshackl in "Elektronik", 1975,
H. 7, S. 61 bis 64).
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Als Recorder werden vor allem Dlrektschrelber verwendet, bei denen
die Kurven der Herzaktionsspannung unmittelbar nach der Aufzeichnung zu sehen sind.
Durch die Trägheit des Aufzeichnungsmechanismus können mit den Direktschrelbern
Signale bis zu einer Grenzfrequenz von etwa 50 Hz amplituden-und phasengetreu aufgezeichnet
werden. Insbesondere in der QRS-Gruppe der Herzschlagperiode sind höherfrequente
Signalnnteile vorhanden, die deshalb mit Direktschreibern nicht erfaßbar sind.
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Mit einem Oszilloskop lassen sich auch höherfrequente Signalanteile
darstellen. Die Anzahl der auf dem Schirm abbildbaren Herzschlagperioden ist jedoch
begrenzt. Sofern Herzrhythmusstörungen nicht periodisch auftreten, Ist eine Erfassung
der entsprechenden Signale mit dem Oszilloskop, auf dessen Schirm die Signale nur
kurze Zeit sichtbar sind, deshalb sehr schwierig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufzeichnung
des zeitlichen Verlaufs der von der Herzaktionsspannung abgeleiteten Signale zu
entwickeln, bei der die Aufzeichnung dergestalt vom Auftreten anomaler Signale (Auslösevorgänge)
abhängig gemacht werden soll, daß die diagnostische Relevanz der Aufzeichnung erhöht
und der Bedarf an Speicherraum vermindert werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die abgeleiteten
Signale einer ersten Verzögerungsschaltung zuführbar sind, deren Verzögerungszeit
in der Größenordnung einer Herzschlagperlode liegt, daß an die erste Verzögerungsschaltung
ein nichtflüchtiger Speicher angeschlossen ist, mit dem eine
zweite
Verzögerungsschaltung verbunden ist, in der von einer die Herzschlagperioden messenden
Einrichtung eine bestimmte Zahl von Meßwerten speicherbar ist, und daß bei einem
Auslösevorgang durch ein von der Uberwachungseinrichtung erzeugtes Signal der Speicher
für die Aufzeichnung des über die erste Verzögerungsschaltung zugeführten Herzaktionsspannungssignals
sowie der in der zweiten Verzögerungsschaltung vor dem Auslösevorgang festgestellten
Meßwerte und einer Anzahl von über die zweite Verzögerungsschaltung zugeführten
und nach dem Auslösevorgang ermittelten Meßwerte frelgebbar ist. Mit dem nichtflüchtigen
Speicher, z.B.
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einem Magnetband, Magnetplatten- oder Magnetblasenspelcher können
Signale genau aufgezeichnet werden, deren Bandbreite mehrere Kllohertz umfaßt. Die
höherfrequenten Signalanteile im Herzaktionsspannungsverlauf weisen Frequenzen von
einigen, z.B.
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6 KHz auf. Diese Signale, die vorwiegend auf die QRS-Gruppe des Elektrokardlogramms
zurückgehen, lassen sich somit in der vorstehend erläuterten Vorrichtung ohne Schwierigkeiten
bleibend aufzeichnen. Die höher frequenten Signalantei le Im Verlauf der QRS-Gruppe
können zum Nachweis pathologischer Veränderungen der Herztätigkeit benutzt werden.
Die Vorrichtung ermöglicht die Speicherung und Wiedergewinnung eines amplltuden-
und phasengetreuen Signals der Herzaktionsspannung oder von Tellen davon.
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Dieses Signal eignet sich Insbesondere für die maschinelle Auswertung
mittels eines Prozeßrechners. Der Speicher wird Intermlttlerend betrieben. Nur bei
Auftreten eines Auslösevorgangs wird ein begrenzter Abschnitt für die Aufzeichnung
der Herzschlagperiode und für die zur Auswertung erforderlichen weiteren Informationen
benötigt. Dies hat den Vorteil, daß die Kapazität des Speichers für einen relativ
langen überwachungszeltraum ausreicht.
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Es fallen daher weniger Wartungsarbeiten, beispielsweise für einen
Aufzelchnungsträgerwechsel, an. Die Aufzeichnung der R-R-lnterval Idauern vor und
nach dem Auslösevorgang dient weiteren Analysen z.B. zur Feststellung, ob eine Änderung
der Herzschlagperiode allmählich oder abrupt eingetreten Ist. Aus dieser Tatsache
lassen sich
Rückschlüsse auf bestimmte Krankheitssymptome ziehen.
Die Auswertung der R-R-lntervalidauern erfolgt zweckmäßigerweise mit dem Rechner,
dem auch die Herzaktionsspannungen vorgegeben werden.
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Vorzugsweise Ist bei Verwendung von einem Magnetband als Speicher
medium ein batteriegespeister Kassetten-Recorder vorgesehen, der die Uberwachungseinrichtung,
die Verzögerungsschaltungen und die Einrichtung zur Messung der Herzschlagperlode
einschließt. Ein derartiges Gerät Ist sehr handlich. Es kann von einem Patienten
mitgeführt werden, ohne daß der Bewegungsspielraum den Patienten etngeeng wird.
Durch den intermittierenden Betrieb des Kassetten-Magnetbandes wird überdies der
Energieverbrauch stark reduziert.
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Ein häufiger Batteriewechsel wird somit vermieden.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform eines Bandgerätes Ist vorgesehen,
daß die Verzögerungszeit der ersten Verzögerungsschaltung um die für die Aufzeichnung
der Meßwerte in der zweiten Verzögerungsschaltung erforderliche Zeitdauer und eine
eventuelle Speicher aktivlerungszelt erhöht Ist, so daß die vor dem Auslösevorgang
ermittelten Meßwerte auf eine Spur vor dem Herzakttonsspannungssignal aufzeichenbar
sind, und daß eine der Speicherkapazität der zweiten Verzögerungsschaltung entsprechende
Anzahl an Meßwerten auf der Spur nach dem Herzaktionsspannungssignal aufzeichenbar
ist.
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Diese Anordnung ermöglicht die Verwendung eines Magnetbandes, das
nur eine Aufzelchenspur enthält. Durch diese Trennung der Meßwerte der Herzschlagperioden,
die sich aus den R-R-lntervallen ableiten lassen, mit der zwischengeschalteten Aufzeichnung
des Herzaktlonsspannungsverlaufs, ergibt sich bel der Auswertung, z.B.
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mittels des Rechners, ohne Schwierigkeit die Zuordnung der Meßwerte
als vor oder nach dem Auslösevorgang entstanden. Die zu verschiedenen Auslösevorgängen
gehörigen Meßwerte der Herzschlagperioden sind auf dem Magnetband durch aufzelchnungsfrele
Zwlschenräume voneinander getrennt, die auf die Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen
des Band zurückzuführen sind. Daher Ist anhand
der aufzelchnungsfrelen
Zwischenräume eine Zuordnung der Meßwerte zu den Auslösevorgängen von der Auswerteinrichtung
möglich. Darüber hinaus kann aber auch auf dem Band In üblicher Weise eine Kennzeichnung
der Speicherzellen durch geeignete Kodierung vorgenommen werden.
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Eine andere günstige Ausführungsform besteht darln, daß die vor und
nach einem Auslösevorgang für die Aufzeichnung bestimmte Zahl von Meßwerten der
Herzschlagperiode auf mindestens einer gesonderten Spur des Magnetbandspelchers
enthalten ist. Durch die Verwendung mehrerer Spuren können auf einem Magnetband
von gegebener Länge mehr Informationen gespeichert werden.
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Außerdem ist eine bessere Trennung der verschiedenen Informationen
möglich.
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Vorzugsweise werden vor und nach dem Auslösevorgang jeweils fünfzig
Meßwerte der Herzschiagperlode aufgezeichnet. Diese Zahl reicht aus, um die Anderung
der Schlagfolge genau feststellen zu können.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform Ist der Inhalt der zweiten Verzögerungsschaltung
bei Auftreten eines von der überwachungseinrichtung erzeugten Slgnals In einer Zelt,
die wesentlich kürzer als die Verzögerungszeit ist, auslesbar und dem Speicher zuführbar.
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Wenn in aufeinanderfolgenden Herzschlagperioden Auslösevorgänge auftreten,
werden mit dieser Anordnung die Herzaktionsspannungsverläufe hintereinander aufgezeichnet.
Diese Aufzeichnungen sind nicht durch Meßwerte der Herzschlagperiode voneinander
getrennt. Liegen zwischen zwei Auslösevorgängen weniger als fünfzig Herzschlagperioden,
dann ist die Zahl der aufgezeichneten Meßwerte zwischen den Auslösevorgängen gleich
der Zahl der Herzschlagperioden. Die zweifache Aufzeichnung
gleicher
Meßwerte wird hierdurch verhindert. Mit der vorstehend erläuterten Anordnung wird
demnach der Bedarf an Speicherraum für die Aufzeichnung noch weiter reduziert.
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Vorzugsweise erzeugt die Einrichtung zur Messung der Herzschlagperloden
die Meßwerte als binär kodierte Digital informationen.
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Diese kann zusammen mit den Herzaktionsspannungen Im Zelt-oder Frequenzmultiplexverfahren
auf derselben Spur oder als Flächenmultiplex aufgetrennten Spuren aufgezeichnet
werden.
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Zur Speicherung eines derartigen Signals ist auf dem Magnetband in
Transportrichtung nur wenig Raum erforderlich. Die Aufzeichnungsdichte läßt sich
dadurch erhöhen.
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Die Verzögerung kann dann mit einem Schieberegister erfolgen.
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Soll das Analogsignal direkt verzögert werden, kann ebenfalls eine
Magnetbandschleife, eine Magnetplatte, eine Eimerkettenschaltung oder eine andere,
dem Stand der Technik entsprechende Einrichtung verwendet werden.
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Die Einrichtung zur Messung der Herzschlagperioden kann die Meßwerte
auch als pulsdauermodulierte Signale erzeugen.
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Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform erzeugt die Einrichtung
zur Messung der Herzschlagperioden die Meßwerte als puiscodemodulierte Impulse.
Die Meßeinrichtung kann z.B. einen Analog-Digital-Wandler aufweisen, der die zweite
Verzögerungsschaltung speist. Es Ist auch möglich, die Meßwerte als amplituden-
oder pulsdauermodullerte Signale in die zweite Verzögerungsschaltung einzugeben,
der ein Analog-Digital-Wandler nachgeschaltet wird. Durch die bitweise Speicherun3
der Meßwerte auf dem Magnetband kann ebenfalls eine hohe Aufzeichnungsdichte erzielt
werden.
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Statt eines Magnetbandspeichers kann selbstverständlich jedes andere
Speichermedi um wie z.B. Magnetplatten, Magnetblasenspeicher, statische RAMs, MNDS
RAMs oder eine andere, dem Stand der Technik entsprechende Einrichtung verwendet
werden.
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Eine andere günstige Ausführungsform besteht darin, daß die Überwachungseinrichtung
das Signal bei einer einen oberen und unteren Grenzwert über -bzw. unterschreitenden
Herzschlagperiode und/oder bei einem eine zweite Grenze überschreltenden QRS-lntervall
erzeugt. Mit dieser Anordnung können die durch pathologische Einflüsse hervorgerufenen
ADwelchungen des Herzaktionsspannungsverlaufs festgestellt und einer Aufzeichnung
zugeführt werden.
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Eine andere zweckmäßige Ausführungsform erlaubt spezifische Teile
des Aktlonsspannungsverlaufs zu Auslösevorgängen zu machen, wenn diese von vorgegebenen
oder gemittelten Normalverläufen abweichen, z.B. eine sogenannte T-Wei leninvers-ion.
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Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist mit dem von der
Überwachungseinrichtung erzeugbaren Signal zugleich ein mechanischer, optischer
und/oder akustischer Melder betätigbar. Der Träger der Vorrichtung wird bei einer
Störung der Herztätigkeit durch ein Signal gewarnt. Dadurch wird der Träger In die
Lage versetzt, seine gerade stattfindende Tätigkeit zu unterbrechen, bevor diese
zu gefährlichen Störungen der Herztätigkeit führen kann.
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Bei einer anderen günstigen Ausführungsform kann die Dauer der aufzuzeichnenden
Herzaktlonsspannungen sowie die Anzahl der aufzuzeichnenden Perlodendauern variiert
und imit den jeweiligen Erfordernissen> gegeben z.B. durch den Patienten und
seine Krankengeschichte und/oder diagnostische oder therapeutische Anforderungen,
angepaßt werden.
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Die Erfindung wird Im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile
ergeben.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Aufzeichnung
des zeitlichen Verlaufs der von der Herzaktionsspannung abgeleiteten Signale, Fig.
2 Einzelheiten der im Blockschaltbild der Fig. 1 dargestellten Meßeinrichtung für
die Herzschlagperioden.
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Die von Elektroden 10, 12 aufgenommenen bioelektrischen Potentiale
werden einer Eingangsverstärkerschaltung 14 zugeführt. Die Elektroden 10, 12 sind
beispielsweise als Klebeelektroden am Körper befestigt. Die Eingangsverstärkerschaltung
14 enthält einen nicht dargestellten lsolationsverstärker, der als Differenzverstärker
mit großer Gleichtaktunterdrückung ausgebildet Ist. Der Verstärker weist einen hohen
Eingangswiderstand von einigen hundert M auf.
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Die Bandbreite des Verstärkers beträgt einige, wie z.B. 6 KHz.
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Der Ausgang der Verstärkerschaltung 14 ist, kapazitiv entkoppelt,
mit einer Leitung 16 verbunden, an die eine erste Verzögerungsschaltung 18, eine
Einrichtung 20 zur Messung der Herzschlagperioden und eine Uberwachungseinrichtung
22 angeschlossen sind.
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Die Verzögerungszeit der ersten Verzögerungsschaltung 18 entspricht
mindestens der Länge des aufzuzeichnenden Teils des Aktionspotentlals, z.B. einer
Herzschlagperiode. Die Uberwachungseinrichtung 22 gibt bei einem Auslösevorgang
ein Stjersignal an eine Leitung 24 ab.
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An die erste Verzögerungsschaltung 18 ist gegebenenfalls über einen
Multiplexer 25 ein über den erforderlichen Zeitraum nichtflüchtiger Speicher, z.B.
ein Magnetbandgerät 26 angeschlossen. Die Meßeinrichtung 20 für Herzschlagperioden
speist eine zweite Verzögerungsschaltung 28, deren Ausgang ebenfalls mit dem Multiplexer
25 oder dem Speicher 26 verbunden ist.
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Durch das Steuersignal auf der Leitung 24, die an das Magnetbandgerät
26 angeschlossen ist, wird der Speicher für die Aufzeichnung der von den Verzögerungsschaltungen
18 und 28 abgegebenen Signale freigegeben. Die Verzögerungsschaltung 28 ist in der
nlchtvariablen Ausführung für die Aufnahme von fünfzig Meßwerten der Herzschlagperioden
ausgelegt.
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Über die Leitung 16 wird das von der Verstärkungseinrichtung 14 abgegebene
Signal ständig der ersten Verzögerungsschaltung zugeführt. Aus dem Signal auf der
Leitung 16 bildet die Meßeinrichtung 20 ebenfalls ständig Meßwerte der Herzschlagperioden
und speist diese in die zweite Verzögerungsschaltung 28 ein.
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Treten keine Auslösevorgänge auf, dann bleibt der Speicher gesperrt.
Es wird also kein Speicherraum für die Aufzeichnung von Signalen verbraucht.
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Sobald die Überwachungseinrichtung 22 einen Auslösevorgang feststelit,
gibt sie über die Leitung 24 den Speicher für die Aufzeichnung frei. Es wird dann
beispielsweise auf einer Spur eines Magnetbandes der Verlauf der Herzaktionsspannung
über eine Herzschlagperiode aufgezeichnet. Gleichzeitig wird das Magnetband, wenn
kein Multiplexer 25 verwendet wird, auf einer gesonderten Spur mit den Signalen
der Meßwerte In der zweiten Verzögerungsschaltung 28 beschrieben. Zum Zeitpunkt
der Freigabe des Magnetbands enthält die zweite Verzögerungsschaltung 28
die
Meßwerte der fünfzig Herzschlagperloden vor dem Auftreten des Auslösevorgangs. Diese
werden somit auf dem Magnetband gespeichert. Darüberhinaus werden die auf den Auslösevorgang
folgenden fünfzig Meßwerte der Herzschlagperioden aufgezeichnet und danach das Magnetband
angehalten. Anschließend findet bis zum Auftreten eines erneuten Auslösevorgangs
keine weitere Aufzeichnung auf dem Magnetband statt.
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Da das Magnetband die Aufzeichnung von Signalen mit großer Bandbreite
ermöglicht, und nicht nur die Verstärkungseinrichtung 14 sondern auch die erste
Verzögerungsschaltung 18 für die Übertragung breitbandiger Signale ausgelegt sind,
lassen sich aus den auf dem Magnetband aufgezeichneten Signalen die Herzaktionsspannungskurven
ampl ituden- und phasengetreu wiedergewinnen. Dadurch Ist es möglich, auch die höherfrequenten
Slgnalanteile, die insbesondere auf den QRS-Gruppen beruhen, für die Diagnose auszunutzen.
Aus den höherfrequenten Signalanteilen lassen sich Rückschlüsse auf gewisse pathologische
Störungen des Herzens ziehen, die aus dem von einem Schreiber aufgenommenen Elektrokardlogramm
nicht erkennbar sind.
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Für die Auswertung der aufgezeichneten Herzaktionsspannungen kann
das Magnetband an einen entsprechend programmierten Rechner angeschlossen werden.
Der Rechner verarbeitet auch die aufgezeichneten Meßwerte der Herzschlagperioden,
aus denen ersichtlich Ist, ob eine Herzrhythmusstörung allmählich oder aprupt einsetzte.
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Speicherraum wird bei der vorstehend erläuterten Anordnung nur dann
verbraucht, wenn Auslösevorgänge auftreten. Der Bedarf an Speicherraum ist daher
bei sporadisch auftretenden Auslösevorgängen nur gering. Die Vorrichtung eignet
sich insbesondere für die Langzeitüberwachung von Patienten.
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Es kann auch ein Magnetbandgerät 26 verwendet werden, das nur eine
Aufzelchnungsspur enthält. In diesem Fall werden die fünfzig Meßwerte vor einer
Herzrhythmusstörung zweckmäßigerweise im Zeitmultlplex vor dem die Störung wiedergebenden
Herzaktionsspannungsverlauf auf das Magnetband geschrieben, während die restlichen
fünfzig Meßwerte sich an die Herzaktionsspannungskurve anschließen. Die Verzögerungszeit
der ersten Verzögerungsschaltung ist bei einer derartigen Anordnung um die für die
Aufzeichnung der ersten fünfzig Meßwerte erforderliche Zeit vergrößert. Die Übertragung
der Meßwerte zum Schreibkopf eines Magnetbandgerätes 26 kann beispielsweise von
momostabtlen Klppstufen gesteuert werden. Vom Steuerslgnal auf der Leitung 24 wird
eine erste monostabile Kippstufe angestoßen, deren Ausgangssignal, das der Verzögerungszeit
der Schaltung 28 in etwa entspricht, die Zufuhr der Signale der Schaltung 28 zum
Schrelbkopf steuert. Mit der Rückflanke des Ausgangssignals der ersten Kippstufe
wird eine zweite monostablle Kippstufe angestoßen, deren Ausgangssignal auf die
Verzögerungszeit der Schaltung id abgestimmt ist. Dieses Ausgangssignal sperrt die
Signale von der Schaltung 28 und gibt das Signal von der Schaltung 18 für den Schreibkopf
frei. Von der Rückflanke des Slgnals der zwelten Klppstufe kann wiederum die erste
Klppstufe angesteuert werden, deren Ausgangssignal die Aufzeichnung der fünfzig
nach der Herzrhythmusstörung auftretenden Meßwerte steuert. Weiterhin kann mit dem
Ausgangssignal der zweiten Kippstufe das Signal auf der Leitung 24 zurückgesetzt
werden, so daß nach dem Ende des Signals der ersten Kippstufe die zweite Kippstufe
nicht erneut betätigt werden kann. Die vorstehend erwähnte Art der Aufzeichnung
auf einem Magnetband, das nur eine Spur aufwelst, erleichtert die Auswertung der
Signale.
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Das Magnetbandgerät 26 kann einen Kapstan-Antrieb aufweisen, mit dem
das Magnetband in äußerst kurzer Zeit auf die für die Aufzeichnung erforderliche
Geschwindigkeit beschleunigt wird. Die eingestellten Verzögerungen der Schaltungen
18 und 28 sind Im allgemeinen so groß, daß die für die Aufzeichnung vorgesehenen
Signale erst an den Ausgängen anstehen, wenn das Magnetband bereits die vorgesehene
Endgeschwindigkeit erreicht hat. Es ist auch möglich, ein Magnetbandgerät, z.B.
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einen Kassetten-Recorder zu verwenden, dessen Antrieb das Band etwas
langsamer auf die vorgesehene Aufzeichnungsgeschwindigkeit bringt. In diesem Fall
kann das Signal auf der Leitung 24 In zwei Stufen, etwa durch zwei nacheinander
erzeugte Impulse, zur Steuerung des Magnetbandgeräts 26 benutzt werden.ln der ersten
Stufe wird der Antrieb für das Magnetband eingeschaltet. Der zeitliche Abstand zur
zweiten Stufe ist an die Hochlaufzeit des Magnetbandes auf die Endgeschwindigkeit
angepaßt. Das Signal der zweiten Stufe gibt dann das Magnetband für die Aufzeichnung
frei. Die Verzögerungszeiten der Schaltungen 18, 28 sind so bemessen, daß trotz
Hochlaufzeit das ganze Signal bei einer Herzrhythmusstörung und die fünfzig Meßwerte
der Herzschlagperioden vor der Herzrhythmusstörung auf dem Magnetband aufgezeichnet
werden können. Ähnliche Überlegungen treffen für die Aktivierungszelten aller anderen
in Frage kommenden Speichermedien zu.
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Ein In Fig. 1 als Speicher verwendetes Magnetbandgerät 26 arbeitet
demnach intermittierend. Der Antrieb Ist nur während der Aufzelchnungsphase eingeschaltet,
die jeweils einm Auslösevorgang zugeordnet Ist. Bei normalen Verlauf der Herztätigkeit
verbraucht das Magnetbandgerät 26 keine Energie. Aufgrund des geringen Energieverbrauchs
ist die Vorrichtung gemäß Fig. 1 besonders für eine Batterleversorgung geeignet.
Durch die Stromversorgung mittels Batterie, die Verwendung eines
Kassettenrecorders
und die Ausbildung der Uberwachungs- und Meßeinrichtung in integrierter Schaltkreistechnik,
in der sobald verfügbar, auch alle Speicher ausgeführt werden können, ergibt sich
ein handliches, raumsparendes, tragbares Gerät.
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Es kann von einem Patienten mitgeführt werden, z.B. in einer Jackentasche,
ohne daß der Bewegungsspielraum und die üblichen Tätigkeiten des Patienten behindert
werden. Von Störungen der Herztätigkelt gefährdete Patienten können deshalb auch
außerhalb klinische Stationen fortlaufend überwacht werden.
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Der Inhalt der zweiten Verzögerungsschaltung 28 Ist nach dem Auftreten
eines Slgnals auf der Leitung 24 In wesentlich kürzerer Zeit auslesbar, als für
die Eingabe der Meßwerte der Herzschlagperiode erforderlich ist. Die Auslesung der
gespeicherten Werte kann z.B. weniger Zeit in Anspruch nehmen als die Aufzeichnung
der Herzspannungsaktlonskurve, die über die erste Verzögerungsschaltung 18 zum Magnetband
gelangt. Für die schnelle Auslesung der gespeicherten Meßwerte ist die Verzögerungsschaltung
28 entsprechend ausgebildet. Wenn die Meßwerte In digitaler Form in der Verzögerungsschaltung
28 vorhanden sind, kann diese z.B. durch ein Schieberegister realisiert sein. Die
im Schieberegister enthaltenen informationen lassen sich durch Anlegen einer entsprechend
hohen Taktfrequenz in sehr kurzer Zeit aus den einzelnen Stufen des Schieberegisters
auslesen.
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Für die Eingabe der fünfzig nach einem Auslösevorgang erfassten Meßwerte
muß die Zeit von fünfzig Herzschlagperioden abgewartet werden. Dies kann z.B. mittels
eines Zählers überwacht werden, der nach der Ausgabe des Inhalts der zweiten Verzögerungsschaltung
Im Takte der Herzschlagperiode jeweils um den Wert Eins weitergeschaltet wird. Sobald
die fünfzig Herzschlagperioden nach der Herzrhythmusstörung abgelaufen sind, gibt
der Zähler die schnelle Ubertragung des Inhalts der zweiten Verzögerungsschaltung
an den Speicher.
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Anstelle eines Zählers mit der Zählerkapazität von fünfzig Herzschlagperioden
läßt sich auch eine monostabile Kippstufe verwenden, die nach der Übertragung des
ersten Blocks von fünfzig Meßwerten angestoßen wird und ein Signal abgibt, das nach
Aufnahme von neuen fünfzig Meßwerten abklingt. Mit der Rückflanke dieses Signals
kann die schnelle Auslesung der Meßwerte und die Aufzeichnung auf dem Magnetband
eingeleitet werden.
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Sowohl Zählerkapazität als auch die Pulsperiode der monostabilen Kippstufe
können einstellbar ausgeführt werden.
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Folgt ein Auslösevorgang unmittelbar auf den anderen, dann befindet
sich in der zweiten Verzögerungsschaltung Infolge der vornergehenden Auslesung des
Meßwertblocks kein Meßwert. Die Verzögerungsschaltung wird zwar erneut ausgelesen,
wegen des Inhalts Null entsteht jedoch keine Aufzeichnung. Es wird aber der Zähler
bzw. die Kippstufe angestoßen, um die Aufzeichnung der folgenden fünfzig Meßwerte
vorzubereiten. Liegen zwischen zwei Auslösevorgängen eine bis fünfzig normale Herzschlagperioden,
dann werden gemäß dem Inhalt der Verzögerungsschaltung 28 eine bis fünfzig Meßwerte
auf das Magnetband geschrieben.
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Fünfzig Herzschlagperioden nach einem Auslösevorgang erfolgt also
eine erneute Auslesung des gesamten Inhalts der zweiten Verzögerungsschaltung. Hieraus
ist ersichtlich, daß beispielsweise bei einem Auslösevorgang nach sechzig normalen
Herzschlagperioden zehn Meßwerte neu auf das Magnetband geschrieben werden, da nur
diese Zahl gespeichert Ist.
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Insgesamt werden zwischen den beiden Auslösevorgängen jedoch sechzig
Meßwerte aufgezeichnet, d.h., die Meßwerte der Herzschlagperloden werden vollständig
erfaßt. Die Meßwerts der Herzschlagperioden werden zweckmäßigerweise als binäre
Digitalwerte mit einer der (aus der einschlägigen Literatur) bekannten Methoden
gespeichert.
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Die Meßwerte der Herzschlagperioden können als amplitudenmodullerte
oder pulsdauermodulierte Signale auf dem MagnetDand gespeichert werden. In Fig.
2 ist eins Anordnung dargestellt, die pulscodemudullerte Meßsignale erzeugt. Von
der Leitung 16 werden die Herzaktionsspannungen einem Komparator 40 zugeführt, der
zur Meßeinrichtung 20 gehört.
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Der Komparator 40 spricht auf einen eingestellten Signalpegel an,
der nur von der QRS-Gruppe erreicht wird. Vom Ausgangssignal des Komparators 40
wird eine monostabi le Kippstufe 42 zur Abgabe eines kurzzeitigen Impulses veranlaßt.
Das Ausgangssignal des Komparators 40 löscht gleichzeitig ein Flipflop 44, das von
der Rückflanke des Impulses der Kippstufe 42 wiedergesetzt wird. Das Ausgangssignal
des Flipflops 44 steuert über ein UND-Glled 46 die Zufuhr der von einem Taktgeber
48 erzeugten Bezugsimpulse zu einem Blnärzähler 50. Den Ausgängen des Binärzählers
50 sind UND-Glieder 52 nachgeschaltet, die während der Dauer des Impulses der Klppstufe
42 durchlässig gesteuert sind. Der Zähler 50 wird mit der Rückflanke des Impulses
der Kippstufe 42 gelöscht. Der Inhalt des Zählers 50 wird über die UND-Glieder 52
parallel In ein Schieberegister 54 übertragen, dessen Ausgang die zweite Verzögerungsschaltung
28 speist. Der Takteingang des Schieberegisters 54 steht mit einem UND-Glled 56
in Verbindung, dessen einer Eingang von einem zweiten Taktgeber 58 gespeist wird.
Der zweite Eingang des UND-Glledes 56 Ist an eine monostabl le Kippstufe 60 angeschlossen,
die vom Ausgangssignal des Flipflops 44 angestoßen wird.
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Nach jeder Herzschlagperiode ist im Binärzähler 52 eine der Dauer
der Periode entsprechende Blnärzahl vorhanden, die parallel in das Schieberegister
54 eingegeben wird. Zu Beginn einer neuen Herzschlagperiode ist die Beaufschlagung
des Schieberegisters 54 mit Taktimpulsen bis zum Ablauf des Ausgangsimpulses der
Klppstufe 60 gesperrt. Anschließend wird der Schieberegisterinhalt mittels Taktimpulsen
des Taktgebers 58 ausgelesen und in die Schaltung 28 übertragen. Die Frequenz der
Impulse des Taktgebers 58 Ist größer als die Taktfrequenz des Taktgebers 44. Deshalb
Ist die Eingabe des als binäre Zahl vorliegenden Meßwerts In die Schaltung 28 vor
Ablauf der Herzschlagperlode bereits beendet. Die serielle Impulsfolge zweier Meßwerte
ist daher Immer durch eine Impuls lücke voneinander getrennt, die auch bei der Aufzeichnung
in Erscheinung tritt. Anhand der größeren Impuls lücke können die einzelnen Meßwerte
bei der Auswertung voneinander unterschieden werden.
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Die Überwachungseinrichtung 22 kann das Steuersignal auf der Leitung
24 bei einem oberen und unteren zeitlichen Grenzwerte der Herzschlagperiode und
bzw. oder bei einem eine zeitllche Grenze überschreitenden QRS-lntervall erzeugen.
Es Ist z.B. möglich, Extrasystolen durch Messung des Abstandes der R-R-Zacken zu
ermitteln. Hierzu wird z.B. die Herzaktionsspannung über einen Begrenzer und elnen
Bandpaß einem Gleichrichter zugeführt, der einen Regelverstärker speist, dem ein
Komparator nachgeschaltet ist. Die Ausgangsspannung des Komparators wird In einem
Tiefpaß geglättet und zur Sguerung eines Spannungs-Frequenz-Wandlers verwendet,
der bei einer mittleren Herzschlagperiode eine bestimmte Zahl von tmpuisen abgibt,
durch die ein Zähler beaufschlagt wird.
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ZAhler und Frequenz-Spannungs-Wandler werden mit jedem QRS-Impuls
zurückgestellt. Enthält der Zähler bei seiner RUcksetzung
weniger
als eine bestimmte Anzahl von Impulsen, dann sind die R-R-Abstände zu kurz. Eine
entsprechende Anordnung kann auch zur Feststellung zu weiter R-R-Abstände verwendet
werden. Die QRS-lmpulse können z.B. über eine Torschaltung die Beaufschlagung eines
Zählers mit Referenzimpulsen steuern. Der Inhalt des Zählers wird mit einem Mittelwert
verglichen. Ist der Inhalt größer als der gespeicherte Mittelwert, 501 legen die
QRS-Gruppen zu weit auseinander.
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Das von der Überwachungseinrichtung 22 auf der Leitung 24 erzeugte
Signal kann zugleich zur Betätigung eines mechanischen, optischen oder akustischen
Gebers verwendet werden, die nicht in den Figuren dargestellt sind. Das Signal des
jeweiligen Gebers dient dem Träger der Vorrichtung als Warnung, daß die gerade ausgeübte
Tätigkeit zu Störungen der Herztätigkelt führt.
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Patentansprüche:
L e e r s e i t e