DE4102640A1 - Elektrische einrichtung zur erfassung der herzfrequenz aus den herzklappenbewegungen - Google Patents

Description

In der Human- und Veterinärmedizin ist die Erfassung der Herz­ frequenz von allgemeinem Interesse. Hierzu sind invasive und nichtinvasive Methoden bekannt.

Die Erfindung betrifft eine elektrische, vorzugsweise batterie­ betriebene Einrichtung zur nichtinvasiven Bestimmung der Herz­ frequenz aus den Herzklappenbewegungen, bei der die Forderungen nach leichter und handlicher Bauart im Vordergrund stehen.

Unter den nichtinvasiven Einrichtungen sind solche bekannt, bei denen Durchblutungssensoren benutzt werden, die an den Extremi­ täten appliziert werden. Dies sind vorzugsweise Durchleuchtungs­ sensoren. Ferner ist bekannt, die Herzfrequenz aus den Herztönen mittels Körperschallmikrofone zu gewinnen. Des weiteren ist die Anwendung von Ultraschallsensoren gebräuchlich.

Nachteilig bei den Durchblutungs- und Ultraschallverfahren ist der relativ große Strombedarf, was im Hinblick auf eine mög­ lichst lange Betriebszeit ohne Batteriewechsel zu unhand­ lichen Gerätekonstruktionen führt.

Nachteilig bei der Anwendung von Körperschallmikrofonen sind unvermeidbare Artefakte, die durch körpereigene oder äußere Ge­ räusche bedingt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Nachteile zu vermeiden.

Dies gelingt durch die Anwendung eines Sensors, der allgemein als pyroelektrischer Sensor bekannt ist und z. B. in Bewegungs­ meldern zur Diebstahlsicherung anzutreffen ist.

Unter diesen pyroelektrischen Sensoren gibt es solche, die eine extrem geringe Masse aufweisen und deshalb in der Lage sind, auch schnellen Bewegungsabläufen folgen zu können. Hinzu kommt ein äußerst geringer Eigenstrombedarf, der in der Größenordnung von einigen Mikroampere liegt.

Bringt man nun solch einen pyroelektrischen Sensor in geeigneter Weise in einem Gehäuse so unter, daß die günstigen Masseverhält­ nisse nicht wesentlich geändert werden und die aktive Sensor­ fläche in Gehäusebodenrichtung weist, dann erhält man bei geeig­ neter elektrischer Beschaltung und Aufsetzen des Gehäusebodens auf den Brustkorb in Herznähe, eine praktisch verzögerungsfreie Abbildung des zeitlichen Bewegungsablaufes des Herzens.

Eine nachgeschaltete Erkennungselektronik für die Incision, d. h. der zeitliche Bereich der größten Beschleunigung, sorgt dann, wie bereits bei bekannten Ultraschallverfahren, für exakte Trigger­ signale zu den Zeitpunkten größter Beschleunigungen und schließ­ lich für eine genaue Schlag- zu Schlag-Herzfrequenzbewertung.

Fig. ₁ zeigt schematisch eine mögliche Konstruktion. In einer Kapsel 1 mit der Auflagefläche 2 und dem Durchbruch 3 ist ein pyroelektrischer Sensor 4 mit sehr geringer Eigen­ masse in eine Scheibe 5 aus wärmeisolierendem Material so ein­ gefaßt, daß seine aktive Fläche 6 thermisch ungehindert in Richtung Durchbruch 3 zeigt. Die Auflagefläche 2 ist auf den Brustkorb 7 oberhalb des Herzens 8 aufgesetzt.

Der Sensor wird, wie in üblichen Bewegungsmeldern, eventuell modi­ fiziert für schnelle Bewegungsabläufe, aus einer Stromversorgung 9 gespeist. Sein Ausgang wird über einen elektrischen Hochpaß 10 zu dem Eingang eines üblichen, normalerweise für Ultra­ schallverfahren geeigneten Herzfrequenzmeßgerätes mit Incisions­ erkennungselektronik 11 geleitet.

Fig. 2 zeigt eine modifizierte Einrichtung von Fig. 1. In einer Kapsel 20 mit der Auflagefläche 21 und dem Durch­ bruch 22 ist ein pyroelektrischer Sensor 23 mit sehr ge­ ringer Eigenmasse in oder auf einer Scheibe 24 aus wärmeiso­ lierendem Material so untergebracht, daß seine aktive Fläche 25 in Richtung Herz 26 zeigt, wobei zwischen aktiver Sensorfläche 25 und Herz 26 eine thermische Fokussierungseinrichtung 28 bekannter Ausführung sitzt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Modifikation von Fig. 1 oder Fig. 2, die zwei oder mehrere pyroelektrische Sensoren 31, 32, 33, 34 gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 in einer Kapsel 35 beinhaltet, um so das Auf­ finden der Harzklappen zu erleichtern. Dabei sind die Sensoren 31, 32, 33, 34 bei einer z. B. kreisförmigen Bodenfläche 36 an de­ ren Peripherie im Sinne von Fig. 1 oder Fig. 2 untergebracht und vorzugsweise mit ihren aktiven Flächen 37, 38, 39, 40 in Richtung Herz 41 ausgerichtet und der Kapsel-Bodenwölbung angepaßt.

Claims (7)

1. Elektrische, vorzugsweise batteriebetriebene, in Herznähe appli­ zierbare Einrichtung mit minimalem Strom- und Platzbedarf zur nichtinvasiven Erfassung der Herzklappenbewegungen im zeitlichen Bereich der Incision des arteriellen Blutdruckverlaufes zwecks Gewinnung, den Incisionen zeitlich genau zugeordneter elektri­ scher Impulse, die für die Ansteuerung nachgeschalteter Herzfre­ quenz- oder Zeitintervallmeßeinrichtungen geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein, in einer, den anatomischen Verhältnissen angepaßten Kapsel eingebauter, gegenüber der Kapsel thermisch isolierter pyroelektrischer Wandler mit geringer Eigenmasse, mit seiner ak­ tiven Fläche thermisch ungehindert zum Herzen zeigt.

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die aktive Fläche des pyroelektrischen Wandlers und die Körperoberfläche, thermisch fokussierende Mittel eingebracht sind.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere pyroelektrische Wandler mit ihren aktiven Flächen in Herzrichtung zeigen.

4. Einrichtung gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kapsel eine Einrichtung zur drahtlosen Übertragung der Impulse eingebaut ist.

5. Einrichtung gemäß Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kapsel eine Stromversorgung eingebaut ist.

6. Einrichtung gemäß Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Kapsel die Auswerteelektronik für die Herz­ frequenz- oder Zeitintervallbewertung mit oder ohne die Anzeige der Meßergebnisse integriert ist.

7. Einrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kapsel weitere Sensoren mit oder ohne Auswerteelektronik untergebracht sind.