DE2758347A1 - Anordnung zum erfassen einer grundlinienverschiebung eines ekg-signals - Google Patents

Anordnung zum erfassen einer grundlinienverschiebung eines ekg-signals

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DE2758347A1 DE19772758347 DE2758347A DE2758347A1 DE 2758347 A1 DE2758347 A1 DE 2758347A1 DE 19772758347 DE19772758347 DE 19772758347 DE 2758347 A DE2758347 A DE 2758347A DE 2758347 A1 DE2758347 A1 DE 2758347A1
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Description

DIPL-ING MARTIN SCHUMACHER 2808 8*<β Hauptstrasse
PATENTANWALT * ^ΤΤΓ™ *"**"*
Datum: 25. Dezember 1977 Anmeldung: Patent und Hilfsgebrauchsmuster
Mein Aktenzeichen:
ANMELDER:
ELECTR0H1CS FOR MEDICIWE, HJC. Pleasontville, Η.Ϊ., USA
ERFINDER:
1) Charles L. Feldman. $& Union Ave.. Sudbury. Hass. 01776 USA
2) Hube!bank. Hark, 56 Union Ave., Sudbury. Hass. 01776 USA
VERTRETER gemäß § 16 PatGes.:
Dipl.-Ing. Martin Schumacher, Patentanwalt 2808 Syke, Hauptstr.
PRIORITÄT:
USA - Aktz.: 754,530 - AT: 27. Dezember 1976
BEZEICHNUNG
Anordnung zum Erfassen einer GrundlinienverSchiebung eines EKG-Signale
809&26/103?
CiA«
BEZEICHNUNG: Anordnung zum Erfassen einer Grundlinienverschiebung eines EKG-Signals
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erfassen einer Grundlinienverschiebung eines ECG-Signals.
STAND DER TECHNIK
Bei automatischer EKG-Auswertung mit einfachem Pulsfrequenz-Alarm oder komplexeren Elektrokardiographen mit Arrythmie-Anzeige besteht der Nachteil, daß bisweilen Fehlalarm durch nicht EKG-eigene Artefakte, hervorgerufen durch eine Kombination hochfrequenter "Muskelgeräusche" und niederfrequenter Grundlinienverschiebung, ausgelöst wird, d.h. eine Verschiebung im Mittelwert des EKG-Signals über einen mehr oder weniger großen Teil der EKG-Kurve.
Die Ursache für eine solche Grundlinienverschiebung ist gewohnlich in einer physischen Manipulation der Elektroden, Bewegungen von Haut und Muskeln unter den Elektroden, Oberflächendrücken als Folge von Bewegungen des Patienten, Zerren der Elektrodenleitungen und sonstigen Störungen zu suchen. Eine gute Vorbereitung der Körperoberfläche in den Bereichen der Elektroden hilft zwar, solche Grundlinienverschiebungen zu verkleinern, vermag sie aber nicht auszuschalten. Mit diesem Problem der sogenannten Artefakt-Anzeige befaßt sich beispielsweise US-PS 3.905.364. Neben den in dieser Patent-
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schrift genannten Literatursteilen sei auf folgende Patente der Klasse 128 mit Unterklasse 2.6 für Elektrokardiographen und Unterklasse 418 für Vorrichtungen zur Oberflächenbenetzung und Befestigung verwiesen:
128/2.06
1. Baum - recessed electrode. (single)
2. G.T. Schuler, et al. - 3,294,084 - 12/27/66 MULTIPLE electrodes - (70) - for display purposes.
3. Kahn - Single electrode - MULTIPLE HOLES for electrolyte to contact skin - i.e., contact ports are electrically connected to each other.
4. P. H. Darling (E.E.) - MULTIPLE HOLE flexible back - like Kahn.
Ref. 3085577 Berman 128-418
315I6I9 Sullivan 128-417
3170459 Phipps 128-2.06
3207161 Di et ζ 128-404
3295515 Kahn 128-2.06
5. G. T. Schuler- 3367323 - Petal E.C.G. MULTIPLE electrodes - to cancel maternal ECG.
6. J.D. Prasier - 3380445 - 3 electrodes in single resilient holder for SIMULTANEOUS application.
7. S. Figar - 3387608 - MULTIPLE electrode in one holder.
8. M. Settier - 3409737 - Foetal Monitor MULTIPLE electrodes to discriminate maternal from fetal.
9. G. J. Wade - 3572322 - Transducer Assembly single holder for MULTIPLE transducers.
10. C. C. Day - 36234-79 - ECG electrode with partition - partition in paste holder to guide paste and allow air to escape.
11. H.M. Robichoud (T.I.) - 3752151 -
Disposable Medical Electrode with Laminate Contact Member - Current EPM electrodes.
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12. H.F. Dillman et al. - 3768017 - also 3953Ö48 Electrocardiograph Telementry Having Circuitry for Indicating Inoperative Conditions - Detect Lead-off and low battery for telemetry.
13. H. J. Semler - 3776228 - Portable Self-Contained Electrical Cardiometric Device with Three Fixed Position Non-Uniformly Spaced Input Probes Independent probes in single holder.
14. D. E. M. Tayler - 3814082 - Patient Monitoring Systems - Comparators at Transducer Outputs for Abnormality Detection - Includes fault indicator.
1ί?. W. J. Raddi - 3826246 - Apparatus for Sensing Physiological Signals - Wrist Bands one with one electrode, the other with two. For conventional ECG.
16. E. Corasanti - 3841312 - Electrode Arrangement, Multiple Gel Pads - for more area.
17. W. P. Holsinger - 3868947 - Concentric Electrode Construction for an Electrocardiogram TRANSMITTER - Relevant - Different purpose.
18. D. B. Everett - 3880146 - Noise Compensation Techniques for Bioelectric Potential Sensing drive common of AMPLIFIER with ground signal.
19. M. J. Cudahy - 3905364 - ARTIFACT DETECTOR.
20. P. Stasz - 3923041 - CARDIAC Signal Augmentation Apparatus - Separate ECG from pacemaker artifact then combine.
2.17
21. H. E. Reinhold, Jr. - 3888240 - Electrode Assembly and Methods of Using Same in the Respiratory and/or Cardiac Monitoring of an Infarct - Single pad - 4 electrodes for impedance plethysmography.
2.18
22. W. L. Howell - 2943628 - Electrode Assembly Single holder - 6 Precordial electrodes.
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25. L. J. Vandenberg - 3050841 - Variable Voltage
Indicating System - Irrelevant - Simple warning system for over voltage - (AUTOMOBILE BATTERY).
24. E. A. Fitter - $905364 - PULSE RATE TRANSDUCER Photooptical pulse rate device.
25. L. R. Basseler - 3760796 - Method and Apparatus for Automatic Analysis of Brain Wave Signals Has 60 Hz detector.
26. T. Horth (HP) - 3552386 - Arrhythmia Detecting
Apparatus and Method - Cuts out on high frequency
noise.
Einiger dieser Patentschriften beschreiben Elektroden und Mehrfachelektrodensysteme zur Verbesserung der EKG-Anzeige| einige dieser Elektrodensysteme dienen der leichten Anbringbarkeit in Notfällen.
Bekannte Systeme zur Kontrolle von Artefakten (US-PS 3,905,364) 3.552.386 und 3.050.841) benutzen zur Ableitung von Ajtefaktsignalen die Messung von Veränderungen von EKG-Signalen von selben Elektrodenpaar, mit welchem auch das gewünschte EKG-Signal gemessen wird, nämlich das Signal zwischen einer Elektrode an einem gemeinsamen gee^rdeten Bereich und einer Elektrode an einem nicht geerdeten Bereich.
US-PS 3.868.947 beschreibt ein Mehrfachelektrodensystem zur Artefaktkompensation. Dabei wird ein übereinstimmendes Artefaktsignal an den zentralen Elektroden zweier an verschiedenen Körperstellen angeordneter koaxialer Elektrodenpaare vorausgesetzt, wobei die ringförmigen Außenelektroden jedes
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Elektrodenpaares miteinander und mit einem gemeinsamen Massepunkt und die zentralen Elektroden mit zwei Eingängen eines Differentialverstärkers verbunden sind. Dadurch kann nur eine ungewisse kompensation von Artefakten erzielt werden, weil an den beiden getrennten Körperstellen ganz unterschiedliche Artefaktursachen auftreten können.
AUEGABE
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine EKG-Anordnung, insbesondere mit automatischer Auswertung, zu schaffen, mit der sich Grundlinienverschiebungen sicher und einfach erfassen lassen.
LÖSUNG DER AUEGABE
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß wenigstens eine Mehrelementelektrode mit nahe beieinander angeordneten aber isoliert getrennten Elektrodenelementen zur Verbindung mit einer Körperstelle des Patienten sowie eine Differential-Meßeinrichtung zur Ableitung eines aus einer Grundlinienverschiebung resulitierenden Artefaktsignals aus den Potentialen der Elemente der Mehrelementelektrode vorgesehen ist. Jede Mehrelementelektrode liefert in Verbindung mit der Bezugselektrode ein EKG-Signal entsprechend der zu untersuchenden Herztätigkeit des Patienten, und jede Mehrelementelektrode liefert zwischen ihren Elementen eine Potentialdifferenz, deren Größe der Grundlinienverschiebung des EKG-Signals entspricht.
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*3
BESCHREIBUNG EIKES AUSFUHRUNGSBEISPIELS Fig. 1 zeigt ein EKG mit Grundlinienverschiebung und
Fig. 2 das Blockschaltbild einer EKG-Anordnung zur Erfassung der Grundlinienverschiebung.
In der dritten Herzschlagperiode der Fig. 1 ist die Grundlinie unter das normale Niveau verschoben.
Die EKG-Anordnung enthält eine Masse-Elektrode 13 zur Ableitung in einem ersten Bereich, ein erstes Elektrodenpaar 15, in einem zweiten und ein zweites Elektrodenpaar 17,18 in einem dritten Bereich der Körperoberfläche des Patienten 14. Der Abstand zwischen den Elektroden 15 und 16 bzw. 17 und 18 ist bedeutend kleiner als der Abstand zwischen dem ersten und einem der beiden anderen Bereiche und vorzugsweise auch bedeutend kleiner als der Abstand zwischen den Bereichen der beiden Elektrodenpaare. Der Abstand zwischen Elektroden eines der Elektrodenpaare beträgt regelmäßig ein Zoll oder weniger. Die beiden Elektrodenpaare sind vorzugsweise so angeordnet, daß die Verbindungsgerade ihrer Mitten senkrecht zur elektrischen Herzachse verläuft. Der Abstand zwischen den Elektroden eines Paares ist klein genug, daß man vernachlässigbar kleine EKG-Potentialdifferenzen zwischen ihnen erhält und ist groß genug, daß die Bewegung einer Elektrode wenigstens teilweise unabhängig von der Bewegung der anderen Elektrode ist. Die Elektrodenpaare mögen aus konzentrischen Elektroden bestehen, wie sie in US-PS 3,868.9^7 beschrieben
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sind, aber ihre Verbindung mit den Verstärkern ist anders, so, wie es weiter unten beschrieben ist.
Die .KKG-Anordnung enthält ferner einen EKG-Differential-Verstärker 21 zur Erzeugung eines EKG-Signals auf Leitung 22, einen ersten Artefakt-DiffeEntial-Verstärker 23 zur Erzeugung eines ersten Artefakt-Signals auf Leitung 24- und einen zweiten Artefakt-Differential-Verstärker 25 zur Erzeugung eines zweiten Artefakt-Signals auf einer Leitung 26.
Die Signale auf den Leitungen 22,24 und 26 werden in einen EKG-Auswerter 27 gegeben, der regelmäßig so ausgebildet ist, daß er ein Alarmsignal und nur dann ein Alarmsignal erzeugt, wenn das EKG-Signal einen unstabilen Zustand des Patienten anzeigt, wie z.B. Arrhytmie oder eine unzulässige Frequenz während Alarm verhindert wird, wenn auf Leitung 24 oder 26 ein Artefakt-Signal erscheint, anzeigend, daß an einem Paar der angeschlossenen Elektroden ein Zustand aufgetreten ist, der eine Grundlinienverschiebung hervorruft.
Der gerade, gemeinsame oder Bezugs-Eingang C jedes Differentialverstärkers ist mit der Bezugselektrode 13 im ersten PatBntenbereich verbunden.
Die Eingänge 1 und 2 des Differentialverstärkers 23 sind mit den Elektroden 15 und 16 im zweiten Patientenbereich, die
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Einsänge 1 und 2 des Differentialverstärkers 25 mit den Elektroden 17 und 18 im dritten Patientenbereich verbunden. Der Eingang 1 des Differentialverstärkers 21 ist mit der Elektrode 15 im zweiten Patientenbereich, der Eingang 2 des Differentialverstärkers 21 mit der Elektrode 17 im dritten Patientenbereich verbunden. Das EKG-Signal auf Leitung 22 entspricht somit der Potentialdifferenz zwischen dem zweiten und dritten Patientenbereich.
Die spezifischen Mittel zur Auswertung des EKG-Signals und der Artefakt-Signale sind nicht Gegenstand der Erfindung; die Auswertung erfolgt mit Hilfe bekannter Logikschaltungen, welche die Artefakt-Signale auf den Leitungen 24- oder 26 verwerten, um eine sonst erfolgende Alarmgabe zu verhindern.
Der Auswerter 27 könnte auch so ausgebildet sein, daß die Artefakt-Signale mit dem EKG-Signal so zusammenwirken, daß die Grundlinienverschiebung kompensiert und die normale Grundlinie wiederhergestellt wird.
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Leerse ite

Claims (1)

  1. 27583A7
    1.1 Anordnung zum Erfassen einer Orundlinienverschiebun;;; eines EuG-Signals, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kehrelementelektrode (1b, 16) mit nahe beieinander angeordneten aber isoliert getrennten üilektrodenelementen aur ^erDindun^ mit einer Lörperstelle des Patienten (14) sowie eine Differentia; Meßeinrichtung (23) zur Ableitung eines aus einer Grundlinienverschiebung resultierenden Artefaktsignalε aus den Potentialen der Elemente (15.16) dex· Hehrelernentelektrode vorgecetien ist.
    2. Anoi-dnuiif; nach Einspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite riehx*eloineiitelektiOde (1?·, 1o) zur /erbinaun^; !.'lit einer weitei'en Aöi'perstelle des Patienten (14) in 3iner Entfernuns von der ersten !'lehrelementelektrode (1b: 16) vor;;etchen ist, die v/es ent Ii cn ^rößei· irt als die Entfernung ihx'er Elemente voneinander.
    3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß eine weitei'e Differential-Weßeini'ichtung zur Ableitung eines EKG-Signals aus Potentialen an getrennten Körpersteilen des Patienten vorgesehen ist.
    4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine v/eitere Elektrode als spezielle Bezugselektrode (13) vorgesehen ist, und daß jede der Differential-Meßeinrichtunfeen (21.23,25) einen Bezugseingang (1) zur Verbindung mit der bezugselektrode (13) aufweist.
    809826/1Π37 BAD ORIGINAL
    27583A7
    >. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4-. dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung (23-2^.27) zur differentialen Ableitung dex· ;iu<; einer Grunalinienverschieoung resultierenden Ai'tefakt signale aus den EKG-Potentialen der oeiden Mehrelement--Oden vorgesehen ist.
    6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-. dadurch gekennzeichnet; daß dec· Abstand zwischen den Elementen (1|? und 16 bzw. T/ und Ioj der Hehreienieiiteleictroden (1>.16 bzw. Λ^./\ö) kleine/· als ein Zoll ist.
    7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadux'ch. gekennzeiciinet, daß die Verbindungslinie der Zentren der Mehrelenientelektroden (15>16) und Ί'/^ϊό) im wesentlichen senkrecht zur elektrischen Herzachse steht.
    6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der Mehrelementelektroden (1S.16 und 17,18) koaxial zueinander angeordnet sind.
    9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß eine die Grundlinienverschiebung aufhebende Steuereinrichtung vorgesehen ist.
    809876/ 1 η 3 7
    BAD ORIGINAL
DE19772758347 1976-12-27 1977-12-27 Anordnung zum erfassen einer grundlinienverschiebung eines ekg-signals Withdrawn DE2758347A1 (de)

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