DE2827729A1

DE2827729A1 - Aus einem defibrillator und einem elektrokardiographen bestehendes geraet

Info

Publication number: DE2827729A1
Application number: DE19782827729
Authority: DE
Inventors: John Anderson
Original assignee: PANTRIDGE JAMES FRANCIS
Current assignee: PANTRIDGE JAMES FRANCIS
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1979-01-18
Also published as: FR2395038A1; JPS5434584A

Description

Aus einem Defibrillator und einem Elektrokardiographen bestehendes Gerät

Defibrillatoren werden auf dem medizinischen Gebiet zur Behandlung von Herzkammerflimmern oder einem Herzstillstand ' verwendet. Defibrillatoren führen dem Patienten einen kontrollierten Elektroschock zu, wobei an das Gerät angeschlossene Elektroden mit dem Körper des Patienten, normalerweise mit· der Brust, ; verbunden werden. In unserer GB-PS 1 481 469 ist ein Defibril- I : lator beschrieben, der insbesondere für Notfälle außerhalb ei- : ner Arztpraxis oder eines Krankenhauses dient, der im Aufbau kompakt, verhältnismäßig leicht und daher auch in schwierigen Situationen verwendbar ist. Bevor jedoch den Patienten ein Defibrillationsschock zugeführt wird, ist es zunächst erforderlich, sich ; zu vergewissern, daß sich das Herz tatsächlich im Fibrillationszustand befindet. Eine genaue Diagnose dieses Zustandes erfordert normalerweise die Verwendung eines Elektrokardiographen, um ; das elektrische Verhalten des Herzens zu überwachen. Die Verwen-

• dung eines Elektrokardiographen stellt unter Krankenhausbedin-

• gungen kein Problem dar jedoch ist in Notfällen außerhalb des

j Krankenhauses die Verwendung eines üblichen Elektrokardiographen meist unmöglich oder zumindest sehr schwierig. [

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus einem Defibrillator und einem Elektrokardiographen bestehendes Gerät zu schaffen, das tragbar ist, eine in sich geschlossene Einheit darstellt und auch bequem außerhalb eines Krankenhauses oder einer ärztlichen Praxis eingesetzt werden kann.

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Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gerät eine Kapazität, eine Gleichstromquelle zur Aufladung der Kapazität auf einen vorgegebenen Energiepegel, eine Induktivität und zwei Elektroden enthält/ daß die Kapazität, die Induktivität und die Elektroden durch ümschaltmittel in Reihe

■I schaltbar sind, wobei die Kapazität über einen Patienten und die ι ' . - - " - ι

; Elektroden entladbar ist, und daß der Elektrokardiograph eine Anzeigevorrichtung enthält, die an die Elektroden über Schalt- ^; ', mittel anschließbar sind, um vom Patienten über die Elektroden ; empfangene Signale anzuzeigen, daß beide Elektroden an Kästen ι angebracht sind, die in Kontakt mit dem Patienten zu bringen sind, \ ] wobei die Lademittel, die Induktivität, die Kapazität, die An- ! Zeigevorrichtung und andere im Defibrillator verwendete Komponenten in den Kästen enthalten oder indirekt an diesen angebracht sind, so daß das Gerät tragbar ist.

j Vorzugsweise ist die Induktivität in einem der Kästen

angeordnet, während sich alle anderen Schaltungskomponenten in ; dem anderen Kasten befinden. Auf diese Weise kann einer der Kästen sehr klein gemacht werden, so daß der andere Kasten den Hauptteil des Gerätes bildet. Die Kästen können lösbar miteinan- , der verbunden werden, so daß das Gerät mit einer Hand getragen j

werden kann. ·

Beide Kästen sind vorzugsweise mit Handgriffen versehen,; . die jeweils in einer Hand gehalten werden können und die Entladeschalter aufweisen, die eine Entladung des Defibrillator über die Elektroden ermöglichen, wenn beide Schalter jeweils mit dem Daumen der den zugehörigen Handgriff umfassenden Hand betätigt werden. Einer der Kästen ist zusätzlich mit einem Schalter für die Ladung der Kapazität versehen, und dieser Schalter ist ebenfalls so angeordnet, daß er mit dem Daumen betätigt werden kann.

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! Derselbe Kasten kann mit einem Instrument versehen werden, das

: den Ladezustand der Kapazität anzeigt.

I Die beiden Kästen des erfindungsgemäßen Gerätes kön-

■ nen somit in die Hand genommen und mit ihren Elektroden auf den ^! Patienten gelegt werden, wobei die empfangenen Signale auf dem Elektrokadiographen betrachtet werden können. Falls sich eine

■ Defibrillation als notwendig erweist, kann die Kapazität dann durch Drücken des entsprechenden Schalters mit dem Daumen geladen werden, bis das Anzeigeinstrument den gewünschten Ladungs-

' pegel anzeigt, und anschließend kann die Kapazität dann über ' den Patienten durch Drücken der Entladeschalter an beiden Kästen

entladen werden. Es sei hervorgehoben, daß alle diese Vorgänge j durchgeführt werden können, während die Kästen in den Händen ge-I halten werden, so daß die Verwendung in Notfällen erleichtert

wird, in denen der Zugang zum Patienten erschwert ist.

Es ist im allgemeinen erforderlich, die Elektroden vom j Elektrokardiographen abzuschalten, wenn die Kapazität über die ; Elektroden geladen wird und umgekehrt. Dies kann durch ein Relais j erfolgen, das Schalter betätigt, die normalerweise die Elektro-I den mit dem Elektrokardiographen verbinden. Bei Betätigung der ι Entladeschalteroan den Kästen schaltet das Relais die Elektroden

von dem Elektrokardiographen ab und schließt sie an die Kapazität an.

Die Defibrillationsschaltung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß die Spannungswellenform der Entladungsimpulse an den Elektroden eine Dauer von 10-16 Millisekunden, einen Spitzenwert von nicht mehr als 4 Kilovolt und eine minimale Anstiegszeit von wenigstens einer Millisekunde (vorzugsweise von wenig-

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stens 1,1 Millisekunden aufweist; wenn die Elektroden an einen Lastwiderstand zwischen 50 und 75 Ohm, der repräsentativ für' einen Patienten ist, angeschlossen sind. Geeignete Schaltungen für den Defibrillator sind in unseren GB-Patentschriften 1 435 709 und 1 481 469 beschrieben.

Die Anzeigevorrichtung kann aus einer Kathodenstrahlröhre oder einem Elektrlumineszenzschirm bestehen. Die Schaltung für die Anzeige enthält vorzugsweise einen Analog/Digital-Umsetzer zum Umsetzen der von den Elektroden empfangenen Signale in digitale Form, einen Speicher mit direktem Zugriff zur Speicherung dieser Signale, Mittel zum Herausziehen der gespeicherten Signale aus dem Speicher und zur Umsetzung in analoge Form, und Mittel zur Anzeige der herausgezogenen Signale auf der Kathodenstrahlröhre oder auf dem Elektrolumineszenzschirm.

Das erfindungsgemäße Gerät kann sehr klein und leicht ausgebildet werden, so daß es ohne Schwierigkeiten mit einer Hand getragen werden kann. Die Abmessungen lassen sich beträchtlich verringern, wenn von integrierten Schaltungen und Dickfilmtechnik für die Steuerschaltung Gebrauch gemacht wird und eine sehr kleine Kathodenstrahlröhre für die Anzeige verwendet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der

Schaltung für den Defibrillatorteil des Gerätes

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Fig. 2 ein Blockschaltbild der Schaltung

für den den Elektrokardiographen enthaltenden Teil des Gerätes und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung

des Gerätes, bei der Teile der Kästen ausgeschnitten sind.

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Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung für den Defibril- ' latorteil gleicht in ihrer Funktion der in der GB-PS 1 435 709 angegebenen Schaltung und wird daher nur kurz beschrieben.

An Kästen 21 und 22 (Fig. 3) befestigte Elektroden P. und PJ sind in Reihe init einer Induktivität L. von etwa 45 mH und einer Kapazi- ; tat C_Q von 45 uF über ein Relais RL₁ geschaltet. Mittels die-

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ses Relais werden in einer Schaltstellung die Elektroden in Reihe mit der Kapazität und der Induktivität und"in der anderen •Schaltstellung mit Leitungen 4 und 5 geschaltet. Die Leitungen 4 und 5 verbinden die Elektroden mit einem weiter unten beschriebenen Elektrokardiographen.

Die Kapazität C_a ist ferner an einen Hochspannungsgenerator 6 angeschlossen, der einen Gegentakt-Oszillator und einen Spannungsvervielfacher enthält, der die Leitungen 2 und 3 mit einer Spannung von wenigstens 4KV versorgt. Ein zur Kapazi- \ tat Co parallel geschaltetes Instrument M- zeigt den Ladungszustand der Kapazität an. Eine Funkenstrecke SP-, die die maxi- j male Spannung reguliert, auf die die Kapazität aufgeladen wer- | den kann, ist mit einer durch ein Relais RL₂ betätigten Entla- J dungsleitung versehen, um die Kapazität erforderlichenfalls über | einen Widerstand zu entladen.

Der Hochspannungsgenerator 6 und die Relais RL- und RL₂ werden von einer Steuereinheit 7 betätigt, die von einer Nickel-Cadmium-Batterie B- gespeist wird. Die Betätigung des Relais RL- wird durch Schalter S₃ und S. gesteuert, die von an den Kästen angebrachten Drucktasten betätigt werden. Wenn die Drucktasten für beide Schalter gedrückt sind, werden durch das

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ι Relais RL„ die Elektroden mit der Drossel L₁ und der Kapazität C_Q ^; verbunden, so daß die Kapazität über einen Patienten entladen wird, an den die Elektroden P₁ und P~ angeschlossen sind. Wenn einer oder beide Drucktasten der Schalter S-. und S. nicht gedrückt sind, sind die Elektroden von der Kapazität Cg isoliert und wieder über das Relais RL₁ mit den Leitungen 4 und 5 verbunden.

Die Steuereinheit 7 ist mit einem Dreiwegeschalter S.. versehen, der in eine Stellung "Ladung", in der der Generator 6 zur Ladung der Kapazität mit Strom versorgt wird, in eine Stellung "Entladung", in der die Stromversorgung des Generators abgeschaltet und das Relais RL₁ durch die Schalter S_ und S. zur Entladung der Kapazität über die Elektroden betätigt werden kann,

. und in eine Stellung "Rückstellung" gebracht werden kann, in der durch das Relais RL„ die Kapazität über den Widerstand R₁ entladen wird. Ein Schalter S₂ steuert die Stromversorgung von der Bat-

' terie B.. und kann in eine Stellung "Batterieladung" gebracht werden, in der die Batterie durch ein äußeres, vom Instrument ge-. trenntes Batterieladegerät geladen wird.

Die Schaltung der Steuereinheit 7 ist von üblichem Auf-• bau und braucht daher nicht in Einzelheiten erläutert zu werden. Vorzugsweise besteht sie aus einer Schaltung in Dickfilm-Hybridtechnik ; die Abmessungen von etwa 2,5cm χ 1,25cm aufweist.

Die Arbeitsweise des Elektrokardiographen wird nun anhand von Fig. 2 erläutert. Die einzelnen Blöcke in dieser Figur sind aus der Computertechnologie bekannt und brauchen daher nicht in Einzelheiten beschrieben zu werden.

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Die Elektroden des Instrumentes sind über die Leitungen 4 und 5 und das Relais RS₁ mit einem Vorve'rstärker 11 verbunden, der die vom Patienten empfangenen elektrischen Signale verstärkt. Die verstärkten Signale werden einem Analog/Digital-Umsetzer 12

zugeführt, und die digitale Information wird in einen Speicher mit direktem Zugriff (RAM) eingegeben. Der Speicher versorgt einen Digital/Analog-Umsetzer 14 mit Informationen, der seinerseits die empfangenen Signale einer Hochspannungs-Treibereinheit 15 zuführt, an die eine Kathodenstrahlröhre 16 angeschlossen ist, auf der die Signale als Größen auf der y-Achse sichtbar gemacht werden. Die Schaltung der Kathodenstrahlröhre ist in üblicher Weise ausgebildet und braucht daher nicht beschrieben zu werden.

Um den Informationsfluß zu steuern, ist der Speicher mit einem 8-Bit Adressenzähler 37 und einer Taktschaltung 38 versehen. Die Taktschaltung ist ferner mit einem "Teile-durch 257"-Zähler 39 und einem X-Ablenkungszähler 40 verbunden, der seinerseits mit einem Digital/Analog-Umsetzer 41 verbunden ist. Das analoge Signal wird einem Hochspannungstreiber 42 und von dort der Kathodenstrahlröhre zugeführt, um eine Zeitablenkung auf der X-Achse zu erzeugen.

Die Wirkungsweise des Elektrokardiographen ist folgendermaßen. Jedes Datenwort in dem RAM-Speicher wird der Reihe nach während eines jeden Zyklus von 256 Impulsen von der Taktschal- ! tung adressiert. Der Zahler 39, der die Ausgabe/Eingabe für den ^: Speicher steuert, teilt durch 257, so daß in den Speicher in je- , dem Zyklus ein neues Datenwort an nacheinander zunehmenden Adres- ] senstellen eingegeben werden kann. Wenn der Digital/Analog-Umsetzer mit dem Ausgang des 8-Bit-Adressenzählers verbunden und der resultierende Anstieg als Ablenkung für die Kathoden-

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strahlröhre verwendet würde, erhält man eine Anzeige, bei der sich der jeweils den neuesten Stand darstellende Punkt mit 1/256 der Anstiegsgeschwindigkeit über den Schirm bewegt.Tatsächlich erfolgt jedoch die Darstellung einer sich bewegenden Linie, in der der den neuesten Stand darstellende Punkt am Rand des Bildschirmes fixiert ist, und die gespeicherte Information bewegt sich von dem auf neuestem Stand befindlichen Punkt über den Schirm. Dies wird dadurch erreicht, daß der X-Ablenkungszähler von der Taktschaltung bewegt wird, aber im Gegensatz zum Adressenzähler wird er durch den "Teile durch 257"-Zähler zurückgestellt, der daher eine Zykluszeit von 257 Taktimpulsen hat. Somit wird ein Anstieg für die X-Ablenkung erzeugt, der jedesmal bei Null beginnt, wenn der den neuesten Stand darstellende Impuls ankommt.

Die oben beschriebenen, die Informationen verarbeitenden Einheiten werden durch die Batterie B₁ mit Strom versorgt, und die Kathodenstrahlröhre wird durch einen ebenfalls durch die Batterie B₁ mit Strom .versorgtem Hochspannungsgenerator mit der erforderlichen Hochspannung versorgt. Die Schaltung für die Hochspannungsversorgung der Röhre ist ebenfalls von üblichem Aufbau.

Der Aufbau des Gerätes · ist in Fig. 3 dargestellt. Es besteht aus zwei durch ein Kabel 23 miteinander verbundenen Kästen 21, 22, und alle Komponenten des Gerätes befinden sich in den Kästen. Die mit einem Patienten in Berührung zu bringenden Elektroden sind außerhalb der Kästen angebracht und in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die einzige im Kasten 21 enthaltene Komponente ist die ' Induktivität L₁ und der Schalter S, mit seiner Drucktaste. Der Rest ist im Kasten 22 untergebracht. Die Kapazität Co und das ' Relais RL- sind am Boden des Kastens 22 angeordnet, während sich

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der Drucktastenschalter S., das Meßinstrument M₁ und die Schalter S₁ und S₀ an der Oberseite des Kastens befinden. Die Kathoden-

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. strahlröhre ist mit ihrer Hochspannungsversorgung an einer Schaltungsplatte 24 angebracht. Die Datenverarbeitungsschaltung für

·-. den Elektrokardiographen befindet sich auf einer oberen und unteren Schaltungsplatte 25 bzw. 26.

Bei Nichtgebrauch des .Gerätes befindet sich der Kasten 21 und die Schnur 23 in einem Schlitz 27 des Kastens der dann unter Verwendung des Handgriffes 28 bequem in einer Hand getragen werden kann. Die Gesamtabmessungen des Gerätes sind 27cm χ 17cm χ 11,8cm. Wenn im Gebrauch des Gerätes die Händgriffe 28 von beiden Händen gehalten werden, lassen sich die Schalter S1, S3 und S4 leicht vom Daumen betätigen, ohne daß die Handgriffe losgelassen werden müssen. Das Meßinstrument M₁ und die Kathodenstrahlröhre können leicht von oben betrachtet werden. Das --,Gerät kann daher bevorzugt in Notfällen einge- : setzt werden, bei denen sich der Patient in einer unbequemen ^: Lage befindet. Das elektrische Verhalten des Herzens eines Patienten kann dann geprüft und notfalls sehr schnell ein Defibrillationsschock zugeführt werden.

Bs / dm

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Le

erseite

Claims

EIKENBERG Bt BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

John Anderson 200/336

James Francis Pantridge

Patentansprüche:

Aus einem Defibrillator und einem Elektrokardiographen bestehendes Gerät, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine Kapazität (Cg)- , eine Gleichstromquelle zur Aufladung der Kapazität auf einen vorgegebenen Energiepegel, eine Induktivität (L₁) und zwei Elektroden (P₁, P₃) enthält, daß die Kapazität (Cn), die Induktivität (L..) und die Elektroden (P₁, P„) durch ümschaltmittel (RL₁) in Reihe schaltbar sind, wobei die Kapazität (Cg) über einen Patienten und die Elektroden entladbar ist, und daß der Elektrokardiograph eine Anzeigevorrichtung (16) enthält, die an die Elektroden (P₁, P₃) über Schaltmittel (RL₁) anschließbar sind, um vom Patienten über die Elektroden empfangene. Signale anzuzeigen, daß beide Elektroden (P₁, P₂) an Kästen' (21, 22) angebracht sind, die in Kontakt mit dem Patienten zu bringen sind, wobei die Lademittel, die Induktivität (L₁), die Kapazität (Cg), die Anzeigevorrichtung (16) und andere im Defibrillator verwendete Komponenten in den Kästen enthalten oder indirekt an diesen angebracht sind, so daß das Gerät tragbar ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (L₁) in einem der Kästen (21) und die anderen Schal-

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tungskomponenten in dem anderen Kasten (22) angeordnet sind.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kästen (21, 22) miteinander lösbar so verbindbar sind, daß das Gerät mit einer Hand getragen werden kann.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als ümschaltmittel zur wahlweisen Verbindung der Elektroden (P₁, P„) mit der Kapazität (C_ß) oder dem Elektrokardiographen ein Relais (RL..) dient, und daß beide Kästen (21, 22) mit von Hand betätigbaren Schaltern (S-, S₄) versehen sind, die derart in Reihe mit einer das Relais (RL₁) steuernden Schaltung liegen, daß die Elektroden (P₁/ Pp) normalerweise mit dem Elektrokardiographen verbunden sind, aber bei Betätigung beider Schalter (S.,, S₄) an die Kapazität (Cq) angeschlossen sind, um diese über die Elektroden entladen'zu können.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßinstrument (M₁) zur Anzeige des Energiepegels, auf den die Kapazität (C_R) aufgeladen ist, vorgesehen ist.
6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiepegel, die Kapazität (Cg) und die Induktivität (L₁) so gewählt sind, daß die Spannungswellenform der Entladungsimpulse an den Elektroden eine Dauer von 10 16 Millisekunden, einen Spitzenwert von nicht mehr als 4 Kilovolt und eine minimale Anstiegszeit auf diesen Spitzenwert von 1 Sekunde aufweist, wenn die Elektroden (P₁, P-) an einen Lastwider stand zwischen 50 und 75 Ohm, der repräsentativ für einen Patienten ist, angeschlossen sind.

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7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kästen (21, 22) mit Handgriffen (28, 29) und mit zugehörigen Entladeschaltern (S.,, S.) versehen sind, die in einer Schaltung (7) zur Entladung der Kapazität (C_R) beim Drücken beider Schalter vorgesehen sind, und daß die Entladungsschalter (S₃, S.) so angeordnet sind, daß sie mit dem Daumen betätigbar sind, wenn der Handgriff von der Hand festgehal- i ten wird.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kästen (22) mit einem Ladeschalter (S₁) versehen ist, der in einer Schaltung zur Ladung der Kapazität (C_g) liegt und ' so angeordnet ist, daß er mit dem Daumen betätigbar ist, wenn der Handgriff von der Hand festgehalten wird.
9. Gerät nach einem'der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (16) aus einer Kathodenstrahlröhre besteht.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (16) aus einem Elektrolumineszenzschirm besteht.
11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrokardiograph einen Analog/Digital-Umsetzer (12) zum Umsetzen der von den Elektroden (P.., P₃) empfangenen Signale in digitale Form, einen Speicher (13) mit direktem Zugriff zur Speicherung dieser Signale, Mittel (14) zum Herausziehen der gespeicherten Signale aus dem Speicher und zur Umsetzung in analoge Form, und Mittel zur Anzeige der herausgezogenen Signale auf der Kathodenstrahlröhre oder auf dem Elektrolumineszenzschirm enthält. ,

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