DE2642025A1

DE2642025A1 - Verfahren und einrichtung zum bestimmen des einsatzpunktes von elektrischen impulsen, insbesondere von blutdruckimpulsen

Info

Publication number: DE2642025A1
Application number: DE19762642025
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: American Home Products Corp
Current assignee: Wyeth LLC
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1976-09-18
Publication date: 1977-03-31
Also published as: GB1504491A; BR7606253A; NL7610495A; JPS5239984A; FR2325049A1; US4023563A

Description

Patentanwälte DL»Wfflieliii Heikel

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PaiksUaße 13 ₈₅₅4

AMERICAN HOME PRODUCTS CORPORATION, New York, NY, V.St.A.

Verfahren und Einrichtungen zum Bestimmen des Einsatzpünktes von elektrischen Impulsen, insbesondere von Blutdruckimpulsen

Es ist bekannt, daß bestimmte Funktionen von lebenden Organismen und auch von elektrischen und mechanischen Geräten durch Vorgänge gekennzeichnet werden, die in bestimmter zeitlicher Folge ablaufen und daß die zeitliche Beziehungen zwischen derartigen Vorgängen ein Anzeichen dafür sind, daß die Funktionen in einwandfreier Weise ablaufen. Indem man z.B. die Zeitspannen zwischen dem Auftreten von zwei Vorgängen vergleicht, die charakteristisch für eine Funktion sind, für die sich eine normale Zeitdauer statistisch angeben läßt, ist es möglich, festzustellen, ob die Funktion einwandfrei durchgeführt wird oder abläuft. Wenn die gemessene Zeit von der Normalzeit abweicht, dann ist dies ein Anzeichen für ein fehlerhaftes Arbeiten.

Eines der vielen möglichen Anwendungsgebiete für eine derartige Zeitspannenbestimmung oder Zeitintervallmessung ist die Überwachung und Diagnose bei Neugeborenen. Es wurde gefunden, daß das sogenannte elektromechanische Intervall ein ausgezeichneter Indikator für Erkrankungen oder abnormale Zustände bei Neuge-

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borenen ist. Das elektromechanische Intervall ist die Zeit zwischen dem myocardialen elektrischen Impuls (ECG), der auf das Herz des Neugeborenen einwirkt und gewöhnlich im Elektrokardiogram dargestellt wird und dem Einsatzpunkt oder Beginn des absoluten Blutdruckimpulses, der sich aus dem Herzschlag ergibt. Die Bestimmung des elektrischen Herzsignales bietet keine Schwierigkeit, jedoch trifft dies nicht für das Blutdrucksignal zu. Das Blutdrucksignal ist mit charakteristischen Störungen behaftet und unterliegt Änderungen der Amplitude und der Anstiegssteilheit. Es wird auch durch Veränderungen der Grundlinie des Blutdruckes beeinflußt, d.h. durch den Durchschnittswert des Blutdruckes. Um daher das elektromechanische Intervall genau messen zu können, ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung des Einsatzpunktes oder Beginns des Blutdruckes erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Einrichtungen zur Bestimmung des Einsatzpunktes von Impulsen anzugeben, die unterschiedliche Amplituden und Anstiegssteilheiten haben, insbesondere handelt es sich dabei um Verfahren und Einrichtungen zur Bestimmung des Einsatzpunktes von mechanischen Blutdruckimpulsen bei Neugeborenen. Dabei soll besonders die Zeitspanne zwischen zwei Vorgängen bestimmt werden, von denen mindestens der eine durch die Einsatzpunkte von Impulsen bestimmt wird, die unterschiedliche Amplituden und Anstiegssteilheiten haben. Im besonderen Fall handelt es sich um die Messung des elektromechanischen Intervalls bei Neugeborenen, indem die Zeit gemessen wird, die zwischen dem Signal des Elektrokardiograms, welches den Herzschlag elektrisch darstellt und dem Einsatzpunkt des Blutdruckimpulses verstreicht.

Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren vorzugsweise so vorgegangen, daß jeder der elektrischen Impulse in zwei

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identische Impulse aufgeteilt wird, daß der erste der beiden Impulse über eine konstante Zeitspanne verzögert, dann verstärkt und invertiert wird, daß der verstärkte und invertierte erste Impuls mit dem zweiten Impuls zu einem Summenimpuls additiv vereinigt wird, daß der Zeitpunkt des Auftretens eines charakteristischen Wertes des Summenimpulses bestimmt und daß von diesem Zeitpunkt die konstante Zeitspanne abgezogen wird. Als charakteristischer Wert wird vorzugsweise der Höchstwert des Summenimpulses benutzt, jedoch kann auch als charakteristischer Wert eine Änderung des Vorzeichens der Spannung des Summenimpulses, d.h. der Nulldurchgang dienen.

Ein Gerät zur Ausführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung vorzugsweise derart ausgeführt, daß Einrichtungen vorgesehen sind, in denen aus jedem elektrischen Impuls ein identischer entsprechender Impuls erzeugt wird, sowie Einrichtungen, in denen dieser entsprechende Impuls in seiner Phase gegenüber dem Ausgangsimpuls um eine vorbestimmte Zeitspanne verzögert und Einrichtungen zur Umkehr und Verstärkung zugeführt wird, daß ferner eine Einrichtung zum Zusammenführen der elektrischen Impulse mit den entsprechenden verstärkten intervierten und phasenverschobenen Impulsen vorgesehen ist, daß der kombinierte Impuls einer Einrichtung zugeführt wird, in der der Zeitpunkt des Auftretens des charakteristischen Wertes der kombinierten Impulse festgestellt wird und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, in der von dem festgestellten Zeitpunkt die Zeitspanne der phasenverschiebung abgezogen wird.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die elektrische Schaltung zur Ausführung der Erfindung hat vorzugsweise ejgft. Schaltelement, indem das elektrische Signal, 4en Blutdruckiäpuls darstellt, in zwei Komponenten

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aufgespalten wird. Die eine dieser beiden Komponenten wird verzögert, invertiert und verstärkt und dann mit der unveränderten Komponente zusammengeführt, so daß die Summe der beiden Komponenten einen Höchstwert in einem Zeitpunkt erreicht, der gleich der Summe der Zeit des tatsächlichen Einsatzpunktes des Blutdruckimpulses gemessen von dem R-Punkt des Kardiogramms und der Verzögerungsdauer der verstärkten Blutdruckimpulskomponente ist. Um die tatsächliche Zeit des Einsatzpunktes zu bestimmen, wird die Verzögerungszeit von der Zeit abgezogen, inder der Summenwert den Höchstwert erreicht, so daß sich als Ergebnis das elektromechanische Intervall des Neugeborenen ergibt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles hervor, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1A ist ein Diagramm, das die Steilheiten von drei verschiedenen ungeänderten Impulsen zeigt sowie die Flanken von zeitlich verzögerten invertierten und um den Faktor 2 verstärkten Impulsen darstellt.

Fig. 1B ist ein Diagramm, das die Summe der ungeänderten Impulsflanken der Fig. 1A und ihrer verzögerten und verstärkten Komponenten darstellt.

Fig. 2A zeigt das Elektrokardiogramm eines Neugeborenen in Abhängigkeit von der Zeit.

Fig. 2B zeigt den absoluten Blutdruck eines Neugeborenen als Funktion der Zeit.

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Fig. 2C zeigt den Blutdruck eines Neugeborenen, ähnlich wie Fig. 2B, jedoch rit einer Zeitverzögerung θ nach Umkehr und Verstärkung um den Faktor 2.

Fig. 2D zeigt die Summe der in Fig. 2B und 2C dargestellten Spannungen.

Fig. 2E zeigt die Zeitmeßspannung als Funktion der Zeit während der Messung des elektromechanischen Intervalls.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des Gerätes zur Bestimmung des elektromechanischen Intervalls.

Fig. 4A, 4b und 4C sind Darstellungen der Schaltung, die in einem Gerät zur Bestimmung des elektromechanischen Intervalls benutzt wird.

In Fig. 1A stellen die Pfeile M1, M2 und M3 die Flanken von drei Impulsen dar, die einen Einsatzpunkt iro Zeitpunkt Null haben, d.h. im Ursprungspunkt des Achsenkreuzes und die je verschiedene Anstiegssteilheit aufweisen. Die Pfeile M1', Μ2¹ und M3¹ werden daraus abgeleitet, indem der Einsatzpunkt O entlang der Zeitachse T um einen Zeitraum θ verschoben wird und indem die Anstiegssteilheiten der Pfeile M1, M2 und M3 mit einem konstanten Faktor -2 multipliziert sind. Die Summen von M1 und M1', M2 und M2· sowie M3 und M3¹ sind in Fig. 1B dargestellt. Der Abstand α von dem Ursprungspunkt entlang der Zeitachse bis zum Spitzenwert jeder der Summenimpulse ist der gleiche und gleich ⁰^. Man sieht daher, daß die Zeit, in der der Summenwert seinen Spitzenwert erreicht, unabhängig von der Flankensteilheit und der Amplitude der einzelnen Impulse ist. Die zeitverzögerten Impulskomponenten M1·, M2' und M3¹ können invertiert und mit einem Faktor verstärkt werden, der auch

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eine Größe größer als eins hat, um den Spitzeneffekt zu erreichen und der Faktor 2 ist lediglich als Beispiel gewählt.

Der Höchstwert des Summendruckimpulses liefert einen leicht feststellbaren Wert, von dem aus der Einsatzpunkt des Druckimpulses ermittelt und berechnet werden kann. Der Höchstwert des Summenimpulses ist jedoch nicht der einzige Punkt, von dem aus der Einsatzpunkt ermittelt werden kann und es sind auch andere charakteristische Werte des Summenimpulses vorhanden, die sich zur Ermittlung des Einsatzpunktes eignen. Zum Beispiel kann der Zeitpunkt β in dem der Verlauf des Summenimpulses die Zeitachse schneidet und von dem positiven Vorzeichen in ein negatives Vorzeichen übergeht, als leicht feststellbarer Punkt dienen, von dem aus der Einsatzpunkt des Druckimpulses mit Hilfe bekannter Schaltelemente ermittelt werden kann.

Das Verfahren zur Messung des elektromechanischen Intervalles wird nun näher erläutert. Das elektromechanische Intervall (EMI) ist definiert als die Zeitspanne von der Spitze des R-Wertes des Elektrokardiogramms (ECG) nach Fig. 2A bis zum Einsatzpunkt des Blutdruckimpulses, der dem Herzschlag zugeordnet ist, der die R-Welle erzeugt.

Fig. 2B zeigt den Verlauf des Blutdruckes in Abhängigkeit von der Zeit, wobei jeder Blutdruckimpuls einen Einsatzpunkt O hat, auf den ein Höchstwert P folgt, und dann wieder abnimmt, bis zum Einsatzpunkt des folgenden Blutdruckimpulses. Wenn der Impulszug der Fig. 2B um eine Zeitspanne θ verzögert wird und invertiert und um den Faktor 2 verstärkt wird, ergibt sich der in Fig. 2C gezeigte Verlauf. Der Summensignalverlauf nach Fig. 2D wird dadurch erhalten, daß der ursprüngliche Blutdruckverlauf nach Fig. 2B mit dem zeitlich verzögerten invertierten und verstärkten Verlauf nach Fig. 2C summiert wird.

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Wenn die Verzögerungszeit θ auf einem konstanten Viert gehalten wird, der niedriger ist als die Zeit, in der die Blutdruckimpulse ihren Höchstwert erreichen, dann entsprechen die Höchstwerte P des Summenverlaufs nach Fig. 2D dem Einsatzpunkt O der um das Zeitintervall θ verzögerten Blutdruckimpulse. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Zeitverzögerung θ auf einem Wert von 18 Millisekunden konstant gehalten.

Das elektromechanische Intervall (EMI) kann durch ein übliches Zeitmeßgerät gemessen werden, welches jeweils von der Spitze des R-Wertes des Elektrokardiogramms gestartet oder ausgelöst wird und in Abhängigkeit von dem Höchstwert P angehalten wird oder auch von dem Nulldurchgang oder irgend einem anderen vorbestimmten charakteristischen Wert des Summensignalverlaufs, der aus den Blutdruckimpulsen abgeleitet ist und der R-Schwingung unmittelbar folgt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Höchstwert des Summensignalverlaufes festgestellt. Um die Verschiebung zwischen dem Höchstwert des Summensignals gegenüber dem tatsächlichen Einsatzpunkt des Blutdruckimpulses zu korrigieren, wird die Verzögerungszeitspanne θ von dem gemessenen Intervall zwischen den Spitzenwerten des Kardiogramms und des Blutdruckverlaufes subtrahiert, so daß sich das elektromechanische Intervall ergibt.

Die Messung des elektromechanischen Intervalls kann mit Hilfe der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung erfindungsgemäß durchgeführt werden. Der in Fig. 2A dargestellte Spannungsverlauf des Elektrokardiogramms wird einem Verstärker 2 zugeführt, der an seinem Ausgang einen Verlauf entsprechender Polarität liefert. Das verstärkte ECG-Signal wird dann einem Spitzendetektor 4 zugeleitet, der den Zeitpunkt der R-Spitze feststellt, von dem aus das elektromechanische Intervall gemessen werden soll. Der Spitzendetektor 4 spricht auf das Auf-

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treten der Spitze des R-Wertes an und setzt eine Zeitmeßschaltung oder einen Zeitmesser 6 in Gang, der nun von Null an zu zählen beginnt. Der Zeitmesser 6 kann z.B. bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Sägezahngenerator enthalten, dessen Kondensator anfangs die Ladung Null trägt. Wenn die Spitze des R-Wertes auftritt, wird in dem Sägezahngenerator 6 ein konstanter Strom einem Kondensator zugeführt, so daß die Ladung des Kondensators und daher die Spannung an ihm linear zunimmt. Die Spannung des Zeitmeßkondensators in Abhängigkeit von der Zeit ist in Fig. 2E dargestellt und wird von dem ECG-Signal der Fig. 2A sowie dem Blutdruckimpuls der Fig. 2B gesteuert. Die Sägezahnspannung beginnt von dem Nullwert in Zeitpunkt des R-Spitzenwertes an zuzunehmen und wird unterbrochen, wenn der Höchstwert des Summenimpulses auftritt.

Der tatsächliche mechanische Blutdruckimpuls wird mit einer üblichen Blutdruckmeßvorrichtung gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Katheter, das an einen Ableitungsmesser angeschlossen ist, benutzt, um die scharfe Erhöhung des Blutdrucks in der Aorta zu messen und dieser Druck wird umgewandelt in ein elektrisches Signal, dessen Amplitude proportional dem absoluten Blutdruck ist.

Das elektrische Blutdrucksignal wird einem Hochpaßfilter 8 zugeführt, um die den absoluten Blutdruck begleitende Gleichspannungskomponente zu unterdrücken. Die Ausgangsgröße des Hochpaßfilters 8 ist ein elektrisches Wechselspannungssignal, welches die Änderung des Blutdrucks in Abhängigkeit von der Zeit darstellt. Dieses Signal wird einer Schaltung 10 zur Wiedereinführung der Gleichspannungskomponente zugeführt, welche die Wechselstromkomponente des elektrischen Blutdrucksignals so verschiebt, daß sie eine Nullinie oder eine Linie des Mittelwertes auf Erdpotential hat. Die Ausgangsgröße

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der Schaltung 10 wird dann in zwei miteinander identische Signalkomponenten aufgeteilt. Die erste Komponente wird einer Verzögerungsschaltung 12 zugeführt. Die Verzögerungsschaltung 12 kann eine übliche Verzögerungsleitung mit einem Taktgeber und einer Treiberschaltung 13 enthalten.

Die verzögerte Komponente des Blutdrucksignals wird einem Tiefpaßfilter 14 zugeführt, um hochfrequente Rauschspannungen zu beseitigen und dann invertiert und einem Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor 2 zugeleitet. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 16 ist in Fig. 2C dargestellt.

Die zweite Komponente des Blutdruckimpulssignals vom Ausgang der Schaltung 10 wird einem Tiefpaßfilter 18 zugeleitet. Die Filter 14 und 18 sind gleich ausgeführt, so daß die Phasendifferenz zwischen den beiden Komponenten des Blutdrucksignals konstant bleibt. Die Ausgangsgröße des Tiefpaßfilters 18 ist in Fig. 2B dargestellt.

Beide Komponenten des Blutdrucksignals werden dann einem gemeinsamen Knotenpunkt 20 zugeführt, wo sie additiv vereinigt werden und das resultierende Summensignal-wird dem Eingang eines Druckimpulsspitzendetektors 22 zugeleitet. Das Summensignal, welchen dem Detektor 22 zugeführt wird, ist in Fig. 2D dargestellt.

Wenn der Detektor 22 feststellt, daß der Summenwert einen Höchstwert erreicht, liefert er ein Ausgangssignal an eine Prüf- und Halteschaltung 24 und eine Schaltung 26 zum Rückführen des Zeitmessers. Die Prüfschaltung 24 spricht auf die Ausgangsgröße des Detektors 22 an, indem sie den Spannungswert des Kondensators in dem Sägezahngenerator 6 prüft und festhält, der proportional der Zeitspanne ist, die zwischen dem Spitzenwert R und dem Spitzenwert P des Blutdrucksummensignals ver-

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strichen ist. Die Rücksetzschaltung 26 bewirkt dann, daß das Zeitmeßgerät 6 auf Null zurückgeführt wird, indem der Kondensator des Sägezahngenerators 6 entladen wird. Der Sägezahngenerator 6 wird dann wieder in Abhängigkeit von dem nächsten R-Spitzenwert betätigt, der von dem Detektor 4 festgestellt wir d.

Die Ausgangsgröße der Prüfschaltung 24 wird dann einer Subtraktionsschaltung 28 zugeführt, in der eine Spannung, die dem Zeitintervall θ proportional ist, um das die erste Komponente der Blutdruckimpulse verzögert wurde, von der Zeitdifferenz zwischen den Höchstwerten R und P₀ das Kardiogramms bzw. der Summenkurve subtrahiert wird, so daß sich eine Spannung ergibt, die proportional dem elektromechanischen Intervall ist.

Eine Schaltung zur Ausführung dieser Funktionen ist in den Fig. 4a, 4b und 4C dargestellt.

Wie aus Fig. 4A hervorgeht, wird die Eingangsspannung des Kardiographen einem Punkt 101 zugeführt, der den Eingang einer Verstärkerschaltung bildet. Der integrierte Verstärker 103 ist so geschaltet, daß er zusammen mit- den Rückkopplungswiderständen 105 und 107 eine Verstärkung um den Faktor 1 ergibt. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 103 wird einer Diode 109 zugeführt, die eine Vorspannung von 15 Volt gegenüber dem Erdpotential über einen Widerstand 111 hat. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 109 wird über eine Diode 115, die mit +15 Volt vorgespannt ist, einem Komparator 113 zugeführt. Der Komparator 113 ermittelt den Maximalwert der ECG-Eingangsgröße, d.h. der R-Schwingung. Wenn der Maximalwert R festgestellt worden ist, geht die Ausgangsgröße des Komparators von einem niedrigen in einen hohen Zustand über und betätigt einen monostabilen Multivibrator 117.

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Die Ausgangsgröße des monostabilen Multivibrators 117 wird über eine Schaltung 119, die eine Verschiebung des Pegels bewirkt, einem Zeitmesser zugeführt, der einen Sägezahngenerator enthält. Der Zeitmesser enthält Widerstände 121, 123 und 125, einen Verstärker 127, einen Rückkopplungswiderstand 129 und einen Rückkopplungskondensator 131. Ein Feldeffekttransistor 133 überbrückt den Kondensator 131, so daß der Steuerelektrode die Ausgangsgröße der Schaltung 119 zugeführt wird. Wenn der Feldeffekttransistor 113 ein Betätigungskommando von dem Detektor 250 Millisekunden nach dem ECG erhält, wird der Kondensator 131 kurzgeschlossen, entladen und die Zeitmeßschaltung auf Null zurückgestellt.

Die Ausgangsgröße des Sägezahngenerators am Punkt 135 v/ird dem Kondensator 137 in der Prüf- und Halteschaltung über einen Feldeffekttransistor 139 zugeführt, der vorübergehend bei Erhalt eines Abfrageimpulses von dem Komparator 141 in Abhängigkeit von dem Auftreten des Druckmaximums leitend wird. Ein Zwischenverstärker 143 hoher Impedanz verhindert, daß der Kondensator 137 sich entlädt, der die gemessene Zeitspannung festhält. Die gemessene Zeitspannung wird einer Subtraktionsschaltung zugeführt, die einen Verstärker 148 mit Widerständen zur Veränderung des Verstärkungsgrades enthält. Die Spannung in dem Prüf- und Haltekondensator 137 wird über den"Zwischenverstärker 143 dem Subtraktionsverstärker 148 über den Schleifarm eines Potentiometers 147 zugeführt. Die Subtraktionsverstärkerschaltung 148 mit ihren veränderbaren Widerständen ist, wie in der Figur dargestellt, geschaltet, so daß die Zeitverzögerung, die in der Blutdruckschaltung eingeführt wurde, von dem Zeitwert der Zeitschaltung abgezogen werden kann, so daß das elektromechanische Intervall bestimmt wird.

Die mechanischen Blutdruck Schwankungen können durch einen Ableitungswandler und eine nicht darge-

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stellte zugehörige Schaltung in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, so daß an dieser in jedem Zeitpunkt eine Amplitude auftritt,die proportional dem Blutdruck des Patienten ist. Damit keine Störsignale das Ergebnis der EMI-Messung beeinflussen, wird die Blutdruckeingangsschaltung und die Schaltung zur Bestimmung des Höchstwertes des Druckes abgeschaltet, bis sie durch Pulse betätigt wird, die von den Komparatoren 151 und 153 50 Millisekunden nach dem Wert R des Kardiogramms betätigt werden. Typische EMI-Werte liegen in der Größenordnung von 100 Millisekunden und indem das System während der ersten 50 Millisekunden nach dem R-Wert unwirksam gemacht wird, werden echte Daten ausgewertet, während Störsignale daran gehindert werden, in die Schaltungsanordnung einzutreten.

Wie sich aus Fig. 4B ergibt, wird die Eingangsgröße des Blutdruckimpulses einem Kondensator 155 zugeführt, der als Hochpaßfilter wirkt und die Gleichspannungskomponente der Blutdruckimpulse eliminiert. Eine Schaltung mit einem Verstärker und zugehörigen Widerständen 159, 161 und 163 dient dazu, die Gleichspannungskomponente der Blutdruckkurve wieder hinzuzufügen, um die Grundlinie oder den Mittelwert der Blutdruckkurve auf Erdpotential zu halten. Die Ausgangsgröße der Schaltung zur Wiedereinführung der Gleichspannung wird einem Verstärker 165 mit dem Verstärkungsfaktor 2 zugeführt und dann einer Schaltung mit einem Verstärker 167 und Widerständen 169, 171 und 173 zur Verschiebung des Pegels zugeleitet, in der +15 Volt zugefügt werden. Hierdurch wird die Grundlinie der Blutdruckkurve vom Erdpotential auf einen Pegel von etwa -8 Volt verschoben. Der Verschiebungsverstärker 167 hat den Verstärkungsfaktor 1.

Die Ausgangsgröße des Verstärkers 167 wird dann einer Zeitverzögerungsschaltung 170 zugeführt, die von einer üblichen

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Taktgeber-und Treiberschaltung gesteuert wird, welche einen Oszillator 172 und Flip-Flops 174 und 176 enthält. Die Ausgangsgrößen der Teil er schaltung v/erden der Verzögerungsschaltung 170 über Treiberschaltungen 181 und 183 zugeleitet. Die Ausgangsgröße der Verzögerungsschaltung 170 wird einem Zwischenverstärker 185 zugeführt und dann (in Fig. 4C) einem Kondensator 187, der als Tiefpaßfilter wirkt, um den Träger der Blutdruckkurve zu unterdrücken. Der Zwischenverstärker 185 ist so geschaltet, daß er die Polarität der Blutdruckkurve umkehrt und arbeitet daher als Inverter.

Die Umhüllende der Blutdruckkurve wird dann einem Verstärker 189 zugeleitet, der den VeBstärkungsfaktor 1 hat und einem Verstärker 191 mit dem Verstärkungsfaktor 2. Die negative Eingangsgröße des Verstärkers 191 wird über einen Widerstand 195 dem Abgriff eines Potentiometers 197 zugeführt, um die zur Löschung der vorher vorgenommenen Spannungsverschiebungen erforderliche Einstellung durchführen zu können.

Die invertierte und mit dem Faktor 2 multiplizierte Blutdruckkurve wird dann dem Punkt 200 der Schaltung zugeführt, wo sie mit der ursprünglichen nichtmodifizierten Blutdrucksignalkurve vereinigt wird, die am Ausgang des Verstärkers 165 abgegriffen wird. Das unveränderte Blutdrucksignal wird einem Tiefpaßfilter mit einem Kondensator 203 zugeleitet, das identisch mit dem Tiefpaßfilter ist, welches den Kondensator 187 enthält, um zu verhindern, daß durch die Filter irgendeine Phasenverschiebung eingeführt wird, die die Ermittlung des EMI-Wertes ungünstig beeinflussen könnte. Auf diese Weise wird eine Phasenverschiebung, die durch die Tiefpaßfilter hervorgerufen wird, in gleicher Weise dem ursprünglichen Blutdrucksignal und dem inversen Blutdrucksignal erteilt, so daß der Wert Θ, d.h. die Zeitverzögerung zwischen den beiden Signalen unverändert bleibt.

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Die Ausgangsgröße des Tiefpaßfilters, das außer dem Kondensator 203 den Verstärker 205 enthält, wird dem Summierungspunkt über einen Widerstand 207 zugeführt. Die Verstärker 189 und haben den gleichen Aufbau, ebenso wie die zugehörigen Widerstände und Kondensatoren. Die Summe der Signale wird dann durch einen Verstärker 209 mit dem Faktor 2 verstärkt und einem Spitzendetektor zugeführt, der einen Komparator 211 enthält, der durch die Ausgangsgröße einer Spitzendetektorschwellwertschaltung vorgespannt ist. Die Schwellwertschaltung enthält einen Feldeffekttransistor 213, einen Kondensator 215, der mit 5 Volt Gleichspannung vorgespannt ist, einen Yfiderstand 217, über den -15 Volt zugeführt werden und eine Konstantstromdiode 219.

Venn die Summe (Fig. 2D) des unveränderten Blutdrucksignals (Fig. 2B) und der inversen verstärkten und zeitverzögerten Komponente (Fig. 2C) einen Höchstwert erreicht, geht der Komparator 211 auf einen hohen Zustand über und betätigt eine logische Schaltung mit den Toren 235, 237, 239 und 241. Es wird dann ein Impuls an den Komparator 141 geleitet, der seinerseits einen Abfrageimpuls erzeugt und bewirkt, daß die Sägezahnspannung, die in der Zeitmeß schaltung gespeichert ist, abgefragt wird. Der Abfrageimpuls schließt den Feldeffekttransistor 139 vorübergehend, wie oben erwähnt, und ermöglicht es, daß der Kondensator 137 auf den Augenblickswert der Sägezahnspannung aufgeladen wird, die in dem Kondensator 131 festgehalten ist.

Die Zeit der Feststellung des Testwertes P_p der Summenkurve (Fig. 2D) ist gleich dem elektromechanischen Intervall + der Zeitverzögerung Θ, die durch die Verzögerungsschaltung 170 eingeführt wurde. Die Zeitverzögerung θ wird von dem Ergebnis der Summenbildung subtrahiert, so daß die Differenz das elektromechanische Intervall ergibt.

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Claims

Patentansprüche

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1.J Verfahren zum Bestimmen des Einsatzzeitpunktes von elektrischen Impulsen, die unterschiedliche Amplituden und Anstiegssteilheiten haben, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der elektrischen Impulse in zwei identische Impulse aufgeteilt wird, daß der erste der beiden Impulse über eine konstante Zeitspanne verzögert, verstärkt und invertiert wird, daß der verstärkte und invertierte erste Impuls mit dem zweiten Impuls zu einem Summenimpuls additiv vereinigt wird, daß der Zeitpunkt des Auftretens eines charakteristischen Wertes des Summenimpulses bestimmt und daß von diesem Zeitpunkt die konstante Zeitspanne abgezogen wird.

Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß als charakteristischer Wert der Höchstwert des Summenimpulses benutzt wird.

Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß als charakteristischer Wert eine Änderung des Vorzeichens der Spannung des Summenimpulses dient.

Gerät zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, in denen aus jedem

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elektrischen Impuls ein identischer entsprechender Impuls erzeugt wird, sowie Einrichtungen (12), in denen dieser entsprechende Impuls in seiner Phase gegenüber dem Ausgangsimpuls um eine vorbestimmte Zeitspanne verzögert und Einrichtungen zur Umkehr und Verstärkung zugeführt wird, daß eine Einrichtung (20) zum Zusammenführen der elektrischen Impulse mit den entsprechenden verstärkten inversen und phasenverschobenen Impulsen vorgesehen ist, daß der kombinierte Impuls einer Einrichtung (22) zugeführt wird, in der der Zeitpunkt des Auftretens des charakteristischen Wertes der kombinierten Impulse festgestellt wird und daß eine Subtraktionseinrichtung (28) vorgesehen ist, in der die Zeitspanne der Phasenverschiebung von dem festgestellten Zeitpunkt abgezogen wird.

Gerät nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitmeßvorrichtung (6) vorgesehen ist, die auf den Zeitpunkt anspricht, zu dem der charakteristische Wert auftritt, daß die Ausgangsgröße der Subtraktionseinrichtung (28) proportional dem Einsatzzeitpunkt der Impulse ist und daß die Zeitmeßvorrichtung in Abhängigkeit von einem Vorgang betätigbar ist, um den Zeitabstand des Einsatzzeitpunktes von dem Vorgang zu messen.

Gerät nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (22, 26) vorgesehen ist, die auf die Feststellung des Höchstwertes des Summenimpulses anspricht und die Zeitmeßvorrichtung für eine neue Zählung vorbereitet.

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7. Gerät zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß es den zeitlichen Abstand zwischen einem elektrischen Impuls (R), der einen ersten Vorgang anzeigt und einem folgenden elektrischen Impuls (P ), der einen zweiten Vorgang anzeigt, feststellt und daß es einen Zeitmesser (6) enthält, v/elcher in Abhängigkeit von dem ersten Impuls (R) die Messung beginnt und in Abhängigkeit von dem folgenden Impuls (P ) die Messung beendet und daß der Zeitmesser den Meßwert festhält und die konstante Zeitspanne von dem festgehaltenen Wert abzieht.

8. Gerät zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die Zeitspanne zwischen dem myocardialen elektrischen Impuls (R), der auf das Herz einwirkt, und dem Einsatzzeitpunkt (0) des absoluten Blutdruckimpulses mißt, der dem Herzschlag des betreffenden myocardialen Impulses zugeordnet ist, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, in der ein elektrischer Spannungsverlauf erzeugt wird, der symmetrisch zu dem Verlauf des absoluten Blutdrucks ist, daß aus dem elektrischen Spannungsverlauf die zwei miteinander identischen symmetrischen Impulse gebildet werden, daß die Phase des ersten Signals um eine vorbestimmte Zeitspanne (θ) verschoben wird, daß das phasenverschobene Signal invertiert und verstärkt wird, um ein drittes Signal zu bilden, daß das zweite und das dritte Signal zusammengeführt werden, um ein viertes Signal zu bilden, daß der Zeitpunkt des Auftretens eines charakteristischen Wertes des vierten Signales bestimmt wird und der Zeitmesser (6) in Abhängigkeit von dem myocardialen elektrischen Impuls betätigbar

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ist, und den zeitlichen Abstand feststellt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, in der die Phasenverschiebungszeit (Θ) von der Zeit des Auftretens des charakteristischen Wertes abgezogen wird,

9. Gerät nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die auf den myocardialen elektrischen Impuls anspricht und den Zeitmesser auf Null zurückstellt.

Re/Pi.

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