DE2633371B2

DE2633371B2 - Device for registering cardiac action voltages

Info

Publication number: DE2633371B2
Application number: DE2633371A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Schuler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-07-24
Filing date: 1976-07-24
Publication date: 1979-08-23
Also published as: DE2633371A1; DE2633371C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Registrierung von Herzaktionsspannungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for registering cardiac action voltages according to the preamble of Claim 1.

Bei einem bekannten Gerät (DE-OS 14 48 947) sind nach einem Auslösevorgang zwar die dem Zeitpunkt der Abweichung im vorgegebenen Zeitraum vorausgehenden Signale zur Auswertung verfügbar, sind jedoch nicht registriert registriert sind vielmehr ausschließlich die nach dem Auslösezeitpunkt auftretenden Signale, gerade das gestörte Signal ist also nicht registriert Die auf dem durchlaufenden Speicher stehenden Signale, also einschließlich des gestörten Signals, werden zwangsläufig gelöscht, wenn spätere Signale auf dem durchtaufenden Speicher aufgezeichnet werden sollen. Nach einer Auslösung muß also das eigentliche, Registriergerät bei dem bekannten Gerät weiterlaufen, damit alle nach einer Auslösung auftretenden Signale registriert werden können.In a known device (DE-OS 14 48 947) are after a triggering process, the time The signals preceding the deviation in the specified period are available for evaluation, however Rather, only the signals that appear after the triggering time are not registered, the disturbed signal is not registered. including the disturbed signal, are inevitably deleted if later signals are sent to the continuous memory are to be recorded. After a release, the actual recording device must continue to run in the known device, so that all signals occurring after a trip can be registered.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Gerät der genannten Art anzugeben, bei welchem die Herzaktionsspannungen vor und nach dem Eintritt der Abweichung vom Normalen in einem durchgehenden Kurvenzug auf einem einzigen Registrierträger aufgezeichnet werden können, und bei dem nach Rückkehr der Herzaktionsspannungen zum Normalen der Registriervorgang beendet wird und der durchlaufende Speicher wieder zur Aufnahme von Signalen zur Verfügung stehtThe object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned, in which the cardiac action voltages recorded in a continuous curve on a single recording medium before and after the deviation from normal occurs can be, and in which, after the cardiac action tensions return to normal, the registration process is ended and the scrolling memory is used again to receive signals available

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst ·This object is achieved by the measures listed in the characterizing part of claim 1

Es ist bereits ein ähnliches Gerät vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 26 27 «#27.1), bei dem zwei Verzögerungsschaltungen vorgesehen sind, nämlich eine zur Verzögerung der Herzaktionsspannungssigna-Ie und eine weitere zur Verzögerung von Meßwerten der Herzschlagperioden, die dem aufzuzeichnenden Herzaktionsspannungsverlauf unmittelbar vorangehen bzw. diesem folgen. Diese zweite Verzögerungsschaltung liefert ausschließlich Information über die Periodendauer der betreffenden Herzschlagperioden, darüber hinaus ist ein erheblicher zusätzlicher Aufwand erforderlich. Einmal wird ja eine zweite Verzögerungsschaltung benötigt, zum anderen aber sind beim Gegenstand des älteren Vorschlags zwei völlig verschiedene Arten von Information auf dem Aufzeichnungsträger registriert Zur Ausgabe des eigentlichen Herzaktionsspannungsverlaufs wird eine graphische Ausgabe benötigt, zur Ausgabe der Periodendauer-Meßwerte eine Ziffernausgabe, die normalerweise in einer Arztpraxis nicht zur Verfügung stehtA similar device has already been proposed (patent application P 26 27 «# 27.1), in which two Delay circuits are provided, namely one for delaying the heart action voltage signals and another for delaying measured values of the heartbeat periods corresponding to the one to be recorded Immediately precede or follow the cardiac action voltage curve. This second delay circuit only provides information about the duration of the heartbeat periods concerned in addition, a considerable additional effort is required. On the one hand, a second delay circuit is required, on the other hand, the The subject of the earlier proposal was two completely different types of information on the record carrier registered A graphic Output requires a number output to output the period duration measured values, which is normally in a doctor's office is not available

Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Special refinements of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the drawing; it shows

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Gerätes zur Registrierung von Herzaktionsspannungen undF i g. 1 shows a block diagram of a device for registering cardiac action voltages and

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer speziellen Form eines Arrhythmie-Detektors für ein Gerät nach Fig. 1.F i g. FIG. 2 is a block diagram of a special form of arrhythmia detector for a device according to FIG. 1.

Das als Blockschaltbild dargestellte Gerät zur Registrierung von Herzaktionsspannungen weist, wie jedes derartige Gerät, Elektroden 10 auf, mit deren Hilfe die Herzaktionspotentiale vom Körper abgeleitetThe device shown as a block diagram for registering cardiac action voltages shows how each such device, electrodes 10, with the help of which the cardiac action potentials derived from the body

werden. Die abgeleiteten Signale werden mit einem Verstärker 9 verstärkt, beispielsweise ca, lOOOfach. In einem erprobten Ausführungsbeispiel ist der Verstärker 9 ein Instrumentationsverstärker, der nur das an den Eingängen anliegende Differenzsignal verstärkt, das <> Gleichtakteingangssignal aber mit 10OdB unterdrückt Auf diese Weise werden Gleichtaktsignale, wie z. B. Netzbrumm, elektrostatische Aufladungen usw., unterdrückt Vorzugsweise wird anschließend an den Verstärker 9 noch eine 50-Hz-Bandsperre vorgesehen in (nicht dargestellt), die eventuell noch auftretende Brummstörungen beseitigtwill. The derived signals are amplified with an amplifier 9, for example approximately 100 times. In In a tried and tested embodiment, the amplifier 9 is an instrumentation amplifier that is only connected to the The differential signal present at the inputs is amplified, the <> Common mode input signal but suppressed with 10OdB. B. Mains hum, electrostatic charges, etc., suppressed A 50 Hz bandstop filter is preferably provided in addition to the amplifier 9 (not shown), which eliminates any hum interference that may still occur

Das Ausgangssignal des Verstärkers 9 wird einerseits einem Durchlaufspeicher 3 und andererseits einem Pulsformer 1 zugeführt Bei dem Speicher 3 kann es sich ι *> um ein dynamisches Schieberegister handeln, dann muß der Ausgang des Verstärkers 9 mittels eines Analog-Digital-Wandlers digitalisiert werden, oder es kann sich um ein Analog-Schieberegister, einen sogenannten Eimerkeltenspeicher, handein, in dem unmittelbar ein analoges Signal gespeichert werden kann. Wegen des geringeren technischen und finanziellen Aufwandes ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung deshalb als Speicher 3 ein Analogeimerkettenspeicher vorgesehen, wie er im Handel erhältlich ist Speziell r> wird ein Eimerkettenspeicher vorgesehen, der das Signal abtastet und die analogen Signalwerte mit Hilfe von 1024 Umladekapazitäten zwischenspeichert Die Abtastfrequenz ist dabei aufgrund des bekannten Abtasttheorems größer als das Doppelte der maximalen jo Signalfrequenz.The output signal of the amplifier 9 is on the one hand a pass-through memory 3 and on the other hand a Pulse shaper 1 supplied In the case of the memory 3, it can be ι *> be a dynamic shift register, then the output of the amplifier 9 by means of an analog-to-digital converter be digitized, or it can be an analog shift register, a so-called Bucket storage, handein, in which one immediately analog signal can be stored. Because of the lower technical and financial outlay in the preferred embodiment of the invention, therefore, the memory 3 is an analog bucket chain memory provided, as it is commercially available. Specifically, a bucket chain storage system is provided, which the The signal is scanned and the analog signal values are temporarily stored with the help of 1024 reloading capacities Due to the known sampling theorem, the sampling frequency is greater than twice the maximum jo Signal frequency.

An den Ausgang des Durchlaufspeichers 3 ist ein Magnetbandgerät angeschlossen, dem der Ausgang des Speichers 3 zugeführt wird. Wegen der Übertragungscharakteristik des Tonbandaufnahmekopfes kann dieses r. Signal nicht direkt auf Magnetband abgespeichert werden, das Signal muß moduliert werden. Solche Modulationsschaltungen sind bekannt und deshalb nicht näher dargestellt, bevorzugt wird eine Frequenzmodulation. 41)A magnetic tape recorder is connected to the output of the pass-through memory 3, to which the output of the Memory 3 is supplied. Because of the transmission characteristics of the tape recording head can this r. Signal not saved directly on magnetic tape the signal must be modulated. Such modulation circuits are known and therefore not shown in more detail, frequency modulation is preferred. 41)

Wie bereits erwähnt, wird der Ausgang des Verstärkers 9 auch einem Puisformer 1 zugeführt. In diesem werden die R-Zacken des EKG-Signals in ein Rechtecksignal umgewandelt indem eine variabel einstellbare Schwelle in bekannter Weise verwendet <r> wird.As already mentioned, the output of the amplifier 9 is also fed to a pulse former 1. In The R-waves of the EKG signal are converted into a square-wave signal by adding a variable adjustable threshold used in a known manner <r> will.

Das Rechtecksignal vom Impulsformer 1 läuft zu einem Arrhythmie-Detektor Z der in Fig.2 näher dargestellt ist Im Arrhythmie-Detektor 2 kommt das Signal zunächst zu einem Integrator 6, in dem .< > proportional zum jeweiligen Abstand der R-Zacken eine analoge Spannung gebildet wird. Die beiden jeweils letzten zeitlichen Intervallen zwischen den R-Zacken entsprechenden Spannungen werden in zwei Halteschaltungen 7a und Tb zwischengespeichert und in r, einem Vergleicher 8 miteinander verglichen. Dieser Vergleich geschieht indem die Spannungen voneinander subtrahiert werden und die resultierende Spannung als Vergleichswert für einen Komparator dient. Überschreitet der Vergleichswert einen gewissen mi einstellbaren Wert (wodurch angezeigt wird, daß der Abstand der R-Zacken zu groß oder zu klein ist), so wird über einen wicilertriggerbaren Monoflop 4 ein Impuls ausgelöst, der das Magnetbandaufzeichnungsgerät S einschaltet und eine Registrierung der Herzaktions- „-. spannungen, beispielsweise etwa 2 Sekunden vor und 2 Sekunden nach dem Auslösezeitpunkt auf dem Magnetband bewirktThe square-wave signal from the pulse shaper 1 runs to an arrhythmia detector Z, which is shown in more detail in FIG is formed. The two voltages corresponding to the last time intervals between the R peaks are temporarily stored in two holding circuits 7a and Tb and compared with one another in r, a comparator 8. This comparison is done by subtracting the voltages from each other and using the resulting voltage as a comparison value for a comparator. If the comparison value exceeds a certain adjustable value (which indicates that the distance between the R peaks is too large or too small), a pulse is triggered via a wiciletriggerable monoflop 4, which switches on the magnetic tape recorder S and records the cardiac action. "-. Tensions caused, for example, about 2 seconds before and 2 seconds after the trigger time on the magnetic tape

Der für den Vergleich einstellbare Wert darf kein Festwert sein, sondern muß sich dynamisch mit der Herzfrequenz ändern Das liegt daran, daß bei verschiedenen Herzfrequenzen (z. B. 70/Min. oder 130/Min.) der Differenzwert der dem R-Zacken-Abstand entsprechenden Spannungen verschieden groß ist.The value that can be set for the comparison must not be Be a fixed value, but must change dynamically with the heart rate. This is because with different heart rates (e.g. 70 / min. or 130 / min.) the difference value of the R-wave distance corresponding voltages is different in size.

Diese Dynamisierung des einstellbaren Komparatorwertes wird erreicht indem die in den Halteschaltungen 7a, Tb gespeicherten Spannungen aufaddiert und dann mit einem Faktor f bewertet werden. Dieser einstellbare Faktor bestimmt welcher Unterschied der R-Zackenabstände als gesund oder als pathologisch angesehen werden soll. Das ergibt sich aus folgendem Rechenbeispiel: This dynamization of the adjustable comparator value is achieved by adding up the voltages stored in the holding circuits 7a, Tb and then evaluating them with a factor f. This adjustable factor determines which difference in the R-wave spacing is to be considered healthy or pathological. This results from the following calculation example:

a 3: ' ' h für a > h a 3: '' h for a> h

h ä: · ' «/ für /> > a h ä: · '«/ for />> a

Zwei zusätzliche Komparatoren sind im Vergleicher 8 vorgesehen, die als einstellbare SchwrJle jeweils einen Festwert haben. Mit ihnen wird festgelegt wann die Herzfrequenz absolut zu langsam oder zu schnell ist, d.h., wann eine Bradykardie oder eine Tachykardie auftrittTwo additional comparators are provided in the comparator 8, each one as an adjustable threshold Have a fixed value. They determine when the heart rate is absolutely too slow or too fast, i.e., when bradycardia or tachycardia occurs

Der wiedertriggerbare Monoflop 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel auf 4 Sekunden eingestellt d. h„ nach einem Auslösezeitpunkt erhält der Motor des Bandgerätes 5 vier Sekunden lang Spannung, d. h„ das Bandgerät 5 läuft und zeichnet die im Speicher zwischengespeicherten und im Anschluß an diese neu einlaufenden Herzaktionsspannungssignale auf.The retriggerable monoflop 4 is set to 4 seconds in the illustrated embodiment d. H" After a triggering point in time, the motor of the tape recorder 5 receives voltage for four seconds, i. h "that Tape device 5 runs and records the files cached in the memory and then redraws them incoming cardiac action voltage signals.

Die gesamte Schaltung und das Magnetbandgerät sind in ein Gehäuse eingebaut das mit Hilfe einer Tragetasche leicht am Körper zu befestigen istThe entire circuit and the tape recorder are built into a housing with the help of a Carrying bag is easy to attach to the body

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als Auslösekriterium die Intervalldauer der R-Zacken analysiert und ausgewertet Man kann auf diese Weise zwar nicht komplexe pathologische Veränderungen des Herzsignals diagnostizieren, erfaßt aber gerade die Herzrhythmusstörungen, die der niedergelassene Facharzt bisher nicht abklären konnte und die aufwendige stationäre Untersuchungen notwendig machten. Dies sind insbesondere Sinnsknotensyndrom, paroxysmale Tachvkardie, Sinusbradykardie, salvenartige ventrikuläre Extrasystolen, temporärer AV-Block, Exitblock bei Herzschrittmachern. Andere Arrythmic-Detektoren sind jedoch bekannt und können gcwünschtenfallf anstelle des beschriebenen Detektors eingesetzt werden. In the exemplary embodiment described, the triggering criterion is the duration of the R-waves analyzed and evaluated one can in this way not complex pathological changes of the Diagnosing cardiac signals, but just captures the cardiac arrhythmias that the resident specialist does has not been able to clarify up to now and this made time-consuming inpatient examinations necessary. this are especially sensory node syndrome, paroxysmal tachvardia, sinus bradycardia, salvo-like ventricular Extrasystoles, temporary AV block, exit block at Pacemakers. However, other arrhythmic detectors are known and can be used if desired can be used instead of the detector described.

Mit dem beschriebenen Gerät kann der Arzt in der Weise arbeiten, daß er die gespeicherte Information z. B. mit seinem üblichen EKG-Schreibgerät (oder einem Monitor) in kurzer Zeit ausschreiben läßt. Das so erhaltene Bild gestattet wegen der Beschränkung auf die pathologischen Bereiche der EKG-Signale eine sofortige und schnulle Analyse einer mehrstündigen Herztätigkeit.With the device described, the doctor can in the Work way that he can use the stored information e.g. B. with his usual EKG writing instrument (or a monitor) can be written out in a short time. The image thus obtained is permitted because of the restriction to the pathological areas of the EKG signals an immediate and fast analysis of several hours Cardiac activity.

Zusätzlich kann jeder Aufzeichnung im Bandgerät 5 eine Zeitmarkierung beigegeben werden. Daraus können zusätzlich die zeitlichen Abstände erkanntIn addition, a time stamp can be added to each recording in the tape recorder 5. From it the time intervals can also be recognized

werden, in denen Herzrhythmusstörungen erfolgen. Das kann z. B. mittels eines Zweispur-Magnetbandaufzeichnungsgerätes erfolgen, bei dem in eine Spur die Herzaktionsspannungen und in die andere die verschlüsselte Zeitangabe eingeschrieben wird.in which cardiac arrhythmias occur. This can e.g. B. by means of a two-track magnetic tape recorder take place in which the cardiac action voltages in one track and the encrypted one in the other Time is registered.

For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Device for registering Herzaktionssjannungen on a registration carrier, containing a ^r > registration device and a continuous memory to which the cardiac action voltages are continuously fed in such a way that at each point in time the signals preceding this point in time in a predetermined period of time are stored, also containing a circuit for detecting deviations from a signal course considered normal and for triggering a registration process in such a case, such that both signals that precede the time of the deviation in the r> specified period, as well as signals after the said triggering time in their actual Are available for evaluation, characterized in that the continuous memory (3) has a signal output and the input of the recording device! Release eitpunkt stored signals and then the hindiirchlaufenden after the η triggering time by the memory (3) signals are recorded on the registration carrier, and in that a wiedertriggerbiarer timer (4) is provided of the registration process adjustable by Élier time after the ot each last trigger beertet

2. Device according to claim 1, characterized in that that the continuous memory (3) is an analog bucket chain memory

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the detection circuit (2) has an integrator (6) for generating voltage values proportional to the distance between successive R-waves of the cardiac activity voltage curve, two holding circuits (7a, Tb) for the separate intermediate storage of two in each case one after the other voltage values generated by the integrator (6) and a comparator (8) to which the two holding circuits (7a, Tb) are connected.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized v, in that in the Erkennungsschaltun;! T (2) comprises two comparators for comparing the heart rate with each fixed value settings are provided.

5. Apparatus according to any one of claims 1 bin 4, characterized in that a time mark tiber is provided, the output signals on the Register device.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the recording device (5) is a two-track device r> and that the cardiac action voltages and the com time stamp generators supplied signals on different ones Tracks are recorded.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is contained in a carrying bag and is designed to be worn on the body.

8. Apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the recorder is a magnetic tape recorder is, characterized in that devices for modulating the cardiac action voltages before recording, especially for frequency modulation, are provided.

9. Device according to one of claims I to 8,

characterized in that the timer is a retriggerable monoflop (4)