DE676214C - Verfahren zur Beobachtung oder Aufzeichnung der Lage und Groesse unzugaenglicher elektrischer Potentiale, insbesondere von biologischen, beispielsweise Herzaktionsspannungen - Google Patents

Verfahren zur Beobachtung oder Aufzeichnung der Lage und Groesse unzugaenglicher elektrischer Potentiale, insbesondere von biologischen, beispielsweise Herzaktionsspannungen

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DE676214C
DE676214C DEB177288D DEB0177288D DE676214C DE 676214 C DE676214 C DE 676214C DE B177288 D DEB177288 D DE B177288D DE B0177288 D DEB0177288 D DE B0177288D DE 676214 C DE676214 C DE 676214C
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/339Displays specially adapted therefor
    • A61B5/341Vectorcardiography [VCG]

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Description

  • Verfahren zur Beobachtung oder Aufzeichnung der Lage und Größe unzugänglicher elektrischer Potentiale, insbesondere von biologischen, beispielsweise Herzaktionsspannungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beobachtung oder Aufzeichnung der örtlichen und zeitlichen Veränderung von elektrischen Spannungen, die im Innern von unzugänglichen Medien auftreten und deren Vorhandensein sich lediglich durch an die Oberfläche der Medien angelegte. Meßapparaturen nachweisen läßt. Die Spannungen werden hierbei in bekannter Weise mittels zweier oder mehrerer Ableitungen gleichzeitig abgenommen und einem oder mehreren Beobachtungs-oder Aufzeichnungsorganen, beispielsweise über Ablenkplatten einer Braunschen Röhre zugeführt. Insbesondere hat das Verfahren Bedeutung bei biologischen Vorgängen, z. B. bei der Messung von Herzmuskel- oder Nervenaktionsspannungen des menschlichen oder tierischen Körpers, da man hier im allgemeinen nicht in die Tiefe des Körpers bis an die Ursprungsstelle der Spannungen eindringen kann, sondern auf die Beobachtung der an der Körperoberfläche auftretenden Potentialdifferenzen angewiesen ist.
  • Die Erfindung besteht darin, daß die von mehreren Ableitungen dem gleichen Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan zugeführten Spannungen oder deren steuernde Wirkungen mit einem Wechselfeld zur Überlagerung gebracht werden, das die verschiedenen Meßgrößen gegenseitig abwechselnd nach Phase, Amplitude und Form den jeweiligen geometrischen Verhältnissen entsprechend von Null bis zum Maximum und wieder zurück usf. regelt. Weitere Kennzeichen der Erfindung sind nachstehend an Hand der Ausführungsbeispiele beschrieben. Das Wesen der Erfindung soll am Beispiel der Elektrokardiographie an Hand der Abb. i bis 6 näher erläutert werden; sinngemäß -ist sie bei allen ähnlich gelagerten Fällen v o'n unzugänglichen Spannungen anwendbar.
  • An den in Abb. i mit a bezeichneten Körper sollen beispielsweise drei Elektrodenpaare b-c, d-e und f-g angelegt «erden. Diese werden über drei Verstärker u, v, w (Abb. ?) in an sich bekannter Weise mit einem Beobachtungs- öderAufzeichnungsorgan, beispielsweise einem Braunsehen Rohr p, verbunden. Dieses Brauasche Rohr hat drei Plattenpaare, deren Felder parallel laufen, so daß der zwischen ihnen durchlaufende Strahl von allen drei Feldern in gleicher Richtung abgelenkt wird. Ebenso können natürlich auch in an sich bekannter Weise magnetische Felder in Gestalt von geeignet angeordneten Spulen Verwendung finden: Sinngemäß kann hier wie im folgenden statt des Brauaschen Rohres jedes andere geeignete Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan Verwendung finden; z. B. Spiegelgalvanometer, oder sogar ohne Verwendung von Verstärkern geeignet konstruierte Saitengalvanometer oder ähnliche Einrichtungen.
  • Die eben erläuterte Anordnung arbeitet zwar mit mehreren Ableitungen, die auf ein gemeinsames Aufzeichnungsorgan wirken; jedoch hat das vorliegende Verfahren, wie sich aus dem Folgenden eindeutig ergibt, trotzdem nichts mit den bekannten Methoden zur Aufzeichnung von Elektrokardiogrammen in Form von zwei- oder dreiphasigen Lissajousfiguren zu tun.
  • Senkrecht zu der Ablenkrichtung der drei Plattenpaare soll der Strahl der Brauaschen Röhre p (Abb. 2) einem ablenkenden Wechselfeld ausgesetzt werden. Dieses Wechselfeld soll eine hohe Frequenz gegen die zu erwartende Frequenz der zu untersuchenden Impulse haben. Im Falle der Herzuntersuchung wird man daher beispielsweise je nach der vorzunehmenden Untersuchung etwa zehn Schwingungen pro Sekunde wählen oder bei Forderung größter Feinheit der Zeichnung bis hinauf zu etwa 5ooo Schwingungen pro Sekunde. Auf dem Leuchtschirm der Braunscheu Röhre p (Abb: 3) wird diese Hilfsfrequenz einen Strich i-h-L hervorrufen: Gesteuert durch die Hilfsfrequenz sollen die drei Verstärker it, v, w (Abb. a) aus- und eingeschaltet bzw. in ihrem Verstärkungsgrad beeinflußt werden, und zwar so, daß sie abwechselnd wirken. Diese Steuerung kann durch mechanische bzw: rotierende Hilfseinrichtungen erfolgen, ebenso durch geeignet konstruierte schwingende Schalter oder durch als Schaltarm wirkende Elektronenstrahlen oder durch analoge Vorrichtungen. Zweckmäßig wird man bei Verwendung von Verstärkern die Regelung dadurch vornehmen, daß man zu einer der Verstärker stufen parallel oder in Reihe eine Steuerröhre schaltet, deren veränderlicher Widerstand in an sich bekannter Weise den Verstärkungsgrad des Verstärkers beeinflußt, oder aber man verwendet im Verstärker eine oder mehrere sog.. Regelröhren, deren Steilheit durch die Hilfsfrequenz in bekannter Weise verändert wird, wodurch der Verstärkungsgrad eine Steuerung erfährt.
  • Mit Bezug auf die Abb. i, 2 und 3 wird nunmehr zum genaueren Verständnis des Meßvorganges ein Augenblick herausgegriffen, in dem sich eine Potentialdifferenz. im Körper a an der durch h gekennzeichneten Stelle befindet. In dem Moment, wo sich der Leuchtpunkt auf dem Schirm des Brauaschen Rohres p an der Stelle i befindet, soll der Verstärker it völlig geöffnet sein, die beiden anderen Verstärker v und w sollen gesperrt sein. Der Leuchtpunkt wird daher entsprechend dem Einfluß der Spannung h auf die Elektroden b und c eine Ablenkung erfahren, und zwar derart, daß er sich statt in i in in befinden wird. Während der Leuchtpunkt durch die Hilfsfrequenz auf dem Leuchtschirm senkrecht zur Verbindungslinie i: in abgelenkt wird, schließt sich allmählich der Verstärker it, während sich in gleichem Maße der Verstärker v öffnet. Ist der Leuchtpunkt in Höhe von h angekommen, so sind alle Verstärker bis auf den völlig geöffneten Verstärker v geschlossen, so daß sich der Leuchtpunkt unter dem Einfluß der Spannung h auf die Elektroden d und e statt in h in ii befinden wird. Ebenso öffnet sich während des Weiterwanderns - des Leuchtpunktes unter dem Einfluß der Hilfsfrequenz allmählich der Verstärker w, während sich der Verstärker v schließt, so daß am unteren Ende der Ablenkung sich der Leuchtpunkt unter dem Einfluß der Spannung lt auf die Elektroden f und g statt in l in o befinden wird.
  • Der Leuchtpunkt auf dem Schirm der Brauaschen Röhre p (Abb. 3) durchläuft also im herausgegriffenen Moment mit der Geschwindigkeit der Hilfsfrequenz die Bahn mrt-ii-o, und zwar hin und zurück. Entsprechend werden gleichzeitig die Verstärker in der Reihenfolge u-v-zE@-v-it usw. beeinflußt. Sollte es sich aus schaltungstechnischen Gründen als zweckmäßig erweisen, die Verstärker statt dessen in zyklischer Reihenfolge, also u-v ze,-u-v=zer usw. zu öffnen, so kann der Leuchtpunkt durch die Hilfsfrequenz ebenfalls in entsprechender Weise gesteuert werden, beispielsweise derart, daß er während des Rücklaufes von l nach i bzw: voll o nach in. gelöscht wird. Da sich im gezeichneten Augenblick (Abb. i und 3) die Potentialdifferenz h näher an dem Elektrodenpaar d-.e befindet als an dem Elektrodenpaar b-c, wird bei einigermaßen homogenem Medium a die Auslenkung h-ii entsprechend größer sein als die Auslenkung i-na. Ebenso wird die Auslenkung 1-o noch kleiner sein als die beiden eben genannten Auslenkungen, da sich die Potentialdifferenz h von dem Elektrodenpaar f-g am weitesten entfernt befindet. Es ist ersichtlich, daß man aus der Neigung der Linien n-n und ia-o Rückschlüsse auf die Lage der Potentialdifferenz lt im Körper a ziehen kann, während die Größe des Abstandes der Linie in-n-o von der ursprünglichen Nullinie i-h-l Rückschlüsse auf die Größe der Potentialdifferenz h erlaubt.
  • Unterliegt das zu untersuchende Potential h (Abb. i) dauernden größenmäßigen und örtlichen Veränderungen und Schwankungen, so wird man zweckmäßig die Vorgänge auf dem Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan (Abb. 3) beispielsweise photographisch registrieren. Eine Aufzeichnung in üblicher Weise auf einem fortlaufenden Streifen ist hier jedoch nicht immer möglich. Denn sowohl bei einer Fortbewegung des Registrierstreifens in Richtung i-k-L als auch in der Ablenkungsrichtung h-n würde zu einem Ineinanderlaufen und Vdrschwiminen der registrierten Vorgänge führen. Unter Umständen muß daher in an sich bekannter Weise eine Fortbewegung des Registrierstreifens derart erfolgen, daß sie schiefwinklig zu den beiden eben genannten Richtungen erfolgt, und/oder die Ablenkungsrichtung k-n verläuft schiefwinklig zur Richtung der Hilfsablenkung i-k-l. Zur schärferen Markierung der aufgezeichneten Vorgänge kann auch in an sich bekannter Weise eine Helligkeitssteuerung beispielsweise des Leuchtpunktes der Braunschen Röhre durch die Hilfsfrequenz undioder durch die zu beobachtende Ablenkspannung erfolgen.
  • Man erhält also auf dem Registrierstreifen ein getöntes breites Band, das die zeitliche Veränderung des Linienzuges rri-n-o zu verfolgen gestattet. Aus dieser wiederum läßt sich die zeitliche Veränderung der Größe und Lage der Potentialdifferenz h ersehen.
  • Bei der in Abb. i und 3 gezeigten Anordnung werden nur die Lage- und Größeveränderungen in einer Richtung, nämlich senkrecht zu den Verbindungslinien b-c, d-e oder f-g erfaßt. Um kompliziertere Vorgänge zu erfassen, muß man die in Abb. i gezeigte Elektrodenanordnung in der Zeichenebene beispielsweise senkrecht zu sich verdrehen und eine zweite Registrierung vornehmen, nötigenfalls auch noch eine dritte Registrierung, bei der die Elektrodenanordnung beispielsweise senkrecht auf den beiden in der Zeichenebene befindlichen Anordnungen steht.
  • Statt der drei Elektroden b, d, f kann man auch nur eine Elektrode, beispielsweise d, benutzen. Die Elektrodenpaare sind dann (Abb. i) d-c, d-e und d-g. Statt in parallelen Linien wird hierbei der zu untersuchende Körper strahlenförmig abgetastet. Es kann bei dieser Anordnung zweckmäßig sein, auch die entsprechen@len Ablenkfelder, beispielsweise des Braunschen Rohres p (Abb. 3), nicht einander parallel verlaufen zu lassen, sondern in bekannter Weise analog den Richtungen der zugehörigen Elektrodenpaare (Abb.. i). Die Ablenkungsrichtung i-ui wird man also in dein gewählten Beispiel parallel d-c legen, die Ablenkungsrichtung 1-o parallel zur Richtung d-g, während schließlich die Ablenkungsrichtung k-n in diesem Falle unverändert parallel d-e bleibt.
  • Die Methode kann dadurch verfeinert werden, daß man die Zahl der Abtaststellen mittels weiterer Elektroden (Abb. i) erhöht. Statt der drei Punkte ni, n, o (Abb. 3) erhält man dementsprechend eine größere Anzahl von näher beieinanderlieggenden Punkten, wodurch eine bis in die Einzelheiten gehende Unterteilung des zu beobachtenden Vorganges eintritt. Zur Vermeidung einer zu großen Anzahl von Verstärkern kann man durch an sich bekannte Verstärkerschaltungen die Anordnung so treffen, daß mehrere durch die Hilfsfrequenz geregelte, mit verschiedenen Elektrodenpaaren verbundene Verstärkerstufen gemeinsam auf einen einzigen nachfolgenden Verstärker und die zugehörige Steuerung des Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgans, beispielsweise im Falle des Braunschen Rohres, auf ein einziges Ablenkplattenpaar ihre Spannung geben.
  • Umgekehrt kann man auch -eine Vereinfachung der Methode dadurch erzielen, daß man nur zwei Elektrodenpaare verwendet, beispielsweise also nur b-c und d-e (Abb. i). Die beiden Elektroden b und d kann man wieder zusammenfassen, so daß schließlich beispielsweise nur die beiden Elektrodenpaare d-e und d-e übrigbleiben. Entsprechend der vorgenommenen Vereinfachung wird auf dem Braunschen Rohr nur die Strecke na-n (Abb. 3) vorhanden sein, nicht mehr dagegen die Strecke n-o. Trotzdem kann man auch bei dieser Anordnung noch bis in die feineren Einzelheiten des zu beobachtenden Vorganges eindringen, indem man mit den Elektroden, beispielsweise c und e (Abb. i), auf dem zu untersuchenden Körper a herumtastet.
  • Soll der zu beobachtende Vorgang nicht aufgezeichnet, sondern lediglich beobachtet werden, oder soll die Aufzeichnung statt auf einem fortlaufenden Streiten, beispielsweise auf einer feststehenden Platte, photographiert werden, so kann im Rhythmus der Hilfsfrequenz oder einer oberen oder unteren Harmonischen derselben auch eine Auslenkung senkrecht oder schiefwinklig zur Richtung i-k-L (.ebb. 3) vorgenommen werden, so daß eine Rasterung ähnlich wie bei der an sich bekannten Erzeugung von Fernsehbildern entsteht. Diese Auslenkung kann aber auch mit einer Frequenz erfolgen, die der Geschwindigkeit eines sich fortbewegenden Registrierstreifens entsprechen würde, ohne Rücksicht auf die Hilfsfrequenz.
  • Um den Einblick in die Zusammenhänge der erhaltenen, manchmal etwas unübersichtlichen Kurvenbilder zu erleichtern, kann zweckmäßigerweise gleichzeitig mit der Aufnahme eines Potentialablaufs nach einer der bisher oder im folgenden beschriebenen Anordnungen auf dem gleichen oder einem getrennten Registrierstreifen eine gewöhnliche Aufnahme oder Registrierung des Potentialablaufes an zwei oder mehreren Ableitungselektrodenpaaren gemacht werden, und zwar in kartesischen oder Polarkoordinaten oder nach irgendeinem anderen an sich schon bekannten Registrierverfahren.
  • Da die durch Elektroden. abgenommenen und dem Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan zugeführten Spannungen, die durch eine unzugängliche Potentialdifferenz lt an der Oberfläche eines Körpers a (Abb. r) hervorgerufen werden, alle miteinander' zwangsläufig gekoppelt sind, ist es möglich, durch Summation zweier oder mehr von zwei oder mehr Ableitungselektrodenpaaren gewonnener Spannungen, die jedoch nicht gleich, sondern verschieden stark dem Beobachtungs-oder Aufzeichnungsorgan zugeführt werden, die gleiche Wirkung hervorzurufen, als ob man mit einem Ableitungselektrodenpaar den Körper an verschiedenen Stellen abtasten würde.
  • Man lege beispielsweise an den menschlichen oder tierischen Körper zur Aufnahme von Elektrokardiogrammen in bekannter Weise drei Elektroden an (b, c und g in Abb.4). Sinngemäß entsprechend den zu Abb. a gegebenen Erklärungen soll das eine Ableitungselektrodenpaar (b-c in Abb.4) über einen Verstärker, beispielsweise einer Braunsehen Röhre, zugeleitet werden, während das andere Ableitungselektrodenpaar (b-g in Abb.4) über einen zweiten Verstärker der Braunsehen Röhre ebenfalls zugeleitet wird, und zwar derart, daß die beiden von der Herzspannung h (Abb. 4.) erhaltenen Spannungen q bzw. r eine Auslenkung des Leuchtpunktes in derselben Richtung hervorrufen, sich also summieren. Es ist selbstverständlich, daß, wenn der an b-g (Abb. ,4) angeschlossene Verstärker gesperrt ist, also nicht verstärkt, auf dem Braunschen Rohre lediglich die Spannung q wirksam ist, so also, als ob man ein ganz normales Kardiogramm zwischen den beiden Ableitungspunkten b und c (Abb. 4) aufnehmen wollte. Ebenso, wenn der an b-c (Abb.4) angeschlossene Verstärker gesperrt, der andere dagegen geöffnet ist, wird auf dem Braunsehen Rohre lediglich die Spannung r wirksam, so also, als ob man ein ganz normales Kardiogramm zwischen den beiden Ableitungspunkten b und g (Abb. 4) aufnehmen wollte. Verkleinert man nun aber in diesem letzteren Falle etwas die Verstärkung des an b-g angeschlossenen Verstärkers, während man die Verstärkung des an b-c angelegten Verstärkers etwas aufregelt, so wird sich der hinter seinem Verstärker noch übrigbleibende Teil der Spannung r mit dem neudazugekommenen Teil der Spannung q summieren. Der Ausschlag auf dem Braunsehen Rohr wird so erfolgen, als ob an Stelle der beiden Ableitungselektrodenpaare (b-c und b-g in Abb. 4) mit ihren beiden Verstärkern nur ein Verstärker an die beiden Ableitungsstellen x und y angelegt wäre, der die Spannung s zu verstärken und dem Braunsehen Rohr zuzuführen hat.
  • Durch entsprechendes Auf- bzw. Zudrehen der beiden Verstärker kann man also im Beobachtungs- oderAufzeichnungsorgan dieselbe Wirkung hervorrufen, als ob man mit zwei Tastelektroden x und y sich auf dem zu untersuchenden Körper a so bewegen würde, daß die Verbindungslinie.r-y sich im Kreise dreht. Während es meist fast unmöglich ist, während der Beobachtung eines Vorganges Tastelektroden zu verschieben, da .durch d:e dabei auftretenden Kontaktfehler und -schwankungen die Verstärker im allgemeinen in ihrem Gleichgewicht gestört werden und sich erst wieder beruhigen müssen, ist eine Scheinverschiebung der Ableitungselektroden durch Verstärkungsregelung ohne weiteres während der Beobachtung möglich. Dabei muß das öffnen bzw. Schließen der Verstärker nach genau zu errechnenden Funktionen erfolgen, die beispielsweise in dem in Abb. 4. gezeichneten Falle sinus- bzw. cosinusähnlichen Charakter haben.
  • Wird die Regelung. der Verstärker von Hand aus vorgenommen, so kann man bei geeigneter Anordnung aus der Stellung der Regelvorrichtung ersehen, welcher Lage der Verbindungslinie x-y der jeweilige Ausschlag auf dem Braunsehen Rohre entspricht. Hat man die Stellung gefunden, bei der der größte Ausschlag auftritt, so hat man damit die in der untersuchten Ebene tatsächlich vorhan- Jene Richtung der Potentialdifferenz gefunden.
  • Da bei Schwankungen der Richtung der beobachteten Potentialdifferenz lt (Abb. @1) eine Feststellung der momentan vorhandenen Richtung jedoch nicht möglich ist, läßt man zweckmäßigerweise die Verstärker hochfrequent gegen die zu untersuchenden Impulse regeln, wie dies schon im Falle der Abb. i gezeigt wurde. Ebenso kann man synchron mit dieser Regelung eine Hilfsablenkung des Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgans vornehmen (i-k-1 in Abb. 3). Die durch die gleichzeitig geregelten Verstärker hervorgerufene Ablenkung (im Falle der Abb. 3 senkrecht zu i-h-l) wird so erfolgen, daß jedem Punkt der Kurve na-ii-o, die in diesem Falle natürlich einen anderen Formcharakter hat, als in Abb. 3 gezeichnet, eine bestimmte Stellung der scheinbaren Abtastrichtung x-y (Abb. q.) entspricht. Durch photographische oder sonstige Aufzeichnung dieses Vorganges läßt sich daher im Gegensatz zur Regelung mit Hand jede Richtungsänderung und sonstige Unregelmäßigkeit leicht erkennen.
  • Um sofort ohne Überlegung oder Umrechnung die Richtung der scheinbaren Tastelektroden x-y (Abb. q.) oder auch die Richtung der zu untersuchenden Potentialdifferenz h (Abb. 4.) erkennen zu können, läßt man die Hilfsablenkung nicht wie in Abb. 3 in einer Richtung (i-Iz-l) erfolgen, sondern in einer dem zu untersuchenden Körper analogen, geschlossenen Kurve, beispielsweise in einem Kreis (Abb.5). Dieser wird sich im Takte der auftretenden Potentialschwankungen aufblähen und wieder zusammenziehen, wie es in Abb. 5 durch die schraffierte Fläche dargestellt ist. Die Richtung der Schraffur gibt dabei die jeweils durch die zu beobachtende Spannung hervorgerufene Auslenkungsrichtung an. Die Verbindungslinie der größten Auslenkungen gibt hier unmittelbar die Richtung der momentanen elektrischen Achse an, während eine zeitliche Aufnahme oder Registrierung des Vorganges auf einem fortlaufenden Registrierstreifen den Potentialverlauf für sämtliche Ableitungen x-y so ergibt, als ob man sämtliche Abtaststellen x-y, beispielsweise sämtliche Kardiogramme, die man bei einem Umlauf von x-y erhält, gleichzeitig registriert hätte.
  • Vorteilhafter ist es, wenn man statt der in Abb. 5 durch die Schraffierung gekennzeichneten Ablenkungsrichtung eine radiale erhält, da ja in Wirklichkeit die Linien der Schraffierung nicht nebeneinander zu sehen sind, sondern verschwommen die eine in die benachbarte übergeht. Eine solche radiale Ablenkung läßt sich dadurch erzielen, daß man das oder die Ablenkungsfelder in bekannter Weise elektrisch oder durch mechanische Anordnung synchron mit der Hilfsfrequenz rotieren läßt.
  • Nimmt man eine Hilfsfrequenz, die nur langsam gegen die zu erwartenden Impulse ist, also beispielsweise bei der Kardiographie eine Frequenz, die etwa achtmal langsamer ist als der Herzschlag (etwa 11, Schwingung pro Sekunde), so erhält man statt einer atmenden Hilfskurve nach Abb. 5 eine Hilfskurve als Abszisse nach Abb. 6, der die zti untersuchenden Impulse überlagert sind. Auf einen Umlauf der Hilfskurve werden im gewählten Beispiel acht Herzschläge kommen, deren kardiographische Aufzeichnung in Abb.6 durch Impulszacken angedeutet ist.
  • Die Abb.6 verdeutlicht die Verhältnisse, wie man sie erhält, wenn man eine Anordnung nach Abb. 4. trifft. Dabei ist hierbei vorausgesetzt, daß die Ablenkfelder synchron mit der Hilfsfrequenz rotieren, so daß man die Impulse nicht, wie in Abb. 5 dargestellt ist, alle in einer Richtung (schraffiert) erhält, sondern in radialer Richtung, also in Polarkoordinaten.
  • Durch Aufnahme oder Registrierung eines Vorganges nach Abb. 6, die man auf stehender, nicht fortlaufender photographischer Platte vornehmen kann, erhält man einen völligen Einblick über sämtliche interessierenden Vorgänge: Man erhält die Kurvenform als solche wie bei gewöhnlichen Kardiographenaufnahmen, nur mit dem Unterschied, daß man viele statt nur drei Formen erfaßt, als ob man mit den scheinbaren Tastelektroden x-y auf dem Körper herumwandern würde. Außerdem erhält man gleichzeitig die Richtung und Größe der Potentialdifferenz lt unmittelbar anschaulich mit allen zeitlichen Veränderungen. Sind beispielsweise zwei verschiedene Potentialdifferenzen nacheinander vorhanden, deren Richtungen verschieden sind, so werden die entsprechenden Impulse beim Umlauf um die Kurve der Abb.6 sich abwechseln, werden jedoch entsprechend der verschiedenen Lage der beiden Potentiale ihre Maxima an verschiedenen Punkten des Kurvenumlaufes haben, z. B. die Haupt- und Nachschwankung im Elektrokarcliogramin.
  • Hat die Regel- oder Hilfsspannung der getroffenen Anordnung entsprechend eine etwas kompliziertere Form, so kann es zweckmäßiger sein, dieselbe wiedergabefähig in an sich bekannter Weise, beispielsweise auf Schallplatte, Tonfilm, magnetischem Band oder ähnlichem, aufzuzeichnen, um sie formgerecht der Anordnung zuführen zu können. Man kann auch ein der Regel- oder Hilfsspannungsforrn entsprechendes Profil mechanisch die Regelung eines Widerstandes oder ähnliches vornehmen lassen, wodurch die Hilfskurve erzeugt wird.
  • Da man Verstärker nur von Null im positiven Sinne auf- Lind zudrehen kann, wird vorgesehen, daß in dem Moment, wo die Regel- oder Hilfskurve negative Werte annimmt, die Regelung nur nach den Absolutw orten der Hilfskurve vorgenommen wird, also immer positiv, daß dagegen während der Zeiten, in denen die Hilfskurve negativ ist, die Ablenkwirkung auf das Beobachtungs-oder Aufzeichnungsorgan an irgendeiner Stelle der Anordnung umgepolt wird. Diese Umpolung kann durch mechanische Urnschaltüng oder durch gesteuerte Gleichrichter, welche entweder die eine oder die andere Stromrichtung freigeben, oder durch eine in all sich bekannter Weise einzuschaltende fällende Charakteristik einer Verstärkerröhre oder durch Überspringen einer Verstärkerstufe oder schließlich durch zwei Verstärkerröhren im Gegentakt, von denen abwechselnd nur die eine oder nur die andere arbeitet, oder in ähnlicher Weise erfolgen.

Claims (1)

  1. PATrNTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Beobachtung oder Aufzeichnung der Lage und Größe unzugä iglicher elektrischer Potentiale, insbesondere von biologischen, beispielsweise von Herzaktionsspännungen, die mittels zweier- oder mehrerer Ableitungen gleichzeitig abgenommen und einem oder mehreren Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorganen, beispielsweise über Ablenkplatteii einer Braunsehen Röhre, zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die von mehreren Ableitungen dem gleichen Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan zugeführten Spannungen oder deren steuernde Wirkungen mit einem Wechselfeld zur LTberlagerung gebracht werden, das die verschiedenen Meßgrößen gegenseitig abwechselnd nach Phase, Amplitude und Form den jeweiligen geometrischen Verhältnissen entsprechend von Null bis zum höchstmöglichen Maximum und wieder zurück üsf. regelt. z. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß im gleichen Rhythmus mit der Regelung der Meßgrößen die Bild- bzw. Registrierfläche beeinflußt, beispielsweise der Leuchtschirm des Braunsehen Rohres abgelenkt wird, und zwar in irgendeiner Richtung, beispielsweise senkrecht öder schiefwinklig, zu einer von den zu beobachtenden Ableitungsspannungeii hervorgerufenen Ablenkrichtüng 3. Verfahren nach Anspruch r oder :z, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Wechselfeldes höher ist als die der zu beobachtenden Spannungsimpulse. d. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch r, 2 oder 3; dadurch gekennzeichnet, daß die von den zu beobachtenden Spannungen auf das Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan ausgeübten Wirkungen, also beispielsweise die den Kathodenstrahl des Braunschen Rohres steuernden statischen oder magnetischen Ablenkfelder, in ihrer Richtung analog, beispielsweise parallel, zu den Verbindungslinien der zugehörigen Ableitungselektrodenpaare (b-c, d-e, t-a) angeordnet sind. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den zu beobachtenden Ableitüngsspaiinüngen resultierende Spannung und/oder die Spannung des Wechselfeldes zur Steuerung der Helligkeit des Beobachtungs-oder Aufzeichnungsorgans, beispielsweise des Leuchtpunktes der Braunscheit Röhre, verwendet wird. 6. Einrichtung nach Anspruch :4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Beobachtungs- oder Aufzeichi:ungsorgan, beispielsweise auf dem Leuchtschirm der Braunsehen Röhre, erzielten Bilder auf einem fortlaufenden Registrierstreifen aufgezeichnet oder photographiert werden, so daß die Helligkeitsverhältnisse und/oder die Hüllkurven auf dem Registrierstreifen Rückschlüsse auf die zeitliche Veränderung der Lage und Größe der zu beobachtenden Potentiale erlauben. 7: Verfahren nach Anspruch z his dadurch gekennzeichnet, däß gleichzeitig oder hintereinander Aufnahmen oder Beobachtungen in verschiedenen Richtungen, beispielsweise senkrecht zueinander orientiert, gemacht werden, um nicht nur einen linearen, sondern einen flächenmäßigen oder räumlichen Einblick in den Vorgang des- Potentialverlaufes zu erhalten. ä. Einrichtung nach Anspruch z bis ;, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbeeinflussung der Bild- bzw. Registrierflache gemäß Anspruch 2 einerseits hochfrequent im Verhältnis zu den zu beobachtenden Spannungsimpulsen erfolgt, und daß jene Fläche andererseits schief- oder rechtwinklig zu sich selbst derart verschoben wird, daß dicht nebeneinander die Linien der Hilfsbeeinflussung aufgezeichnet werden und eine größere Fläche des Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgans bestreichen, so da1a ähnlich wie bei der an sich bekannten Fernsehbildererzeugung eine Rasterung entsteht, die eine Darstellung. der Potentialverschiebungen in zwei Dimensionen statt nur in einer gestattet. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Hilfsbeeinflussung gemäß Anspruch sinngemäß mit der Regelung der zu beobachtenden Spannungen oder deren das ßeobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan steuernden Wirkungen frequenzmäßig mit einem Wechselfeld gemäß Anspruch i gekoppelt sein kann, wobei sowohl eine obere als auch eine untere Harmonische der Hilfsfrequenz des Wechselfeldes Verwendung finden kann. io. Einrichtung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung Verstärkerröhren Verwendung finden, und zwar entweder solche mit veränderlicher Steilheit oder solche, die durch ihren den zu beobachtenden oder aufzuzeichnenden unverstärkten oder verstärkten Spannungen parallel oder in Reihe geschalteten veränderbaren Widerstand die Regelung hervorrufen. i i. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbeeinflussung des Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgans gemäß Anspruch 2 in einer geschlossenen Hilfskurve, beispielsweise einem Kreis, erfolgt, und daß die zu beobachtenden Spannungen dieser Hilfskurve derart überlagert werden, daß das resultierende Kurvenbild an jeder Stelle der Hilfskurve den Spannungsverlauf entsprechend der analogen Stelle in dem zu untersuchenden Körper darstellt. 1z. Einrichtung nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß zu Vergleichszwecken gleichzeitig auf dein gleichen oder einem getrennten ]#egistrierstreifen eine gewöhnliche Aufnahme oder Registrierung des Potentialablaufes an zwei oder mehreren Ableitungselektroden gemacht wird oder auch eine solche in Polarkoordinaten oder anderen an sich bekannten Registrierverfahren. 13. Einrichtung nach Anspruch i, und io, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Regelröhren gemeinsam denselben Verstärker steuern. 14. Einrichtung nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfrequenz des Wechselfeldes niedrig gegen die Frequenz der zu beobachtenden Impulse ist. 15. Einrichtung nach Anspruch i oder z oder i i oder i4., dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr Ableitungselektroden Verwendung finden, die auf zwei oder mehr Verstärker wirken, wobei die Anordnung der Ableitungselektroden und der Hilfskurvenverlauf nach Anspruch a oder i i einander entsprechen müssen, also beispielsweise bei einem mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durchlaufenen Hilfskreis im Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan beispielsweise drei Ableitungselektroden an den Spitzen eines gleichseitigen oder eines rechtwinkligen Dreiecks am zu untersuchenden Körper liegen, wobei unter Berücksichtigung der Phasen- und Amplituden- (Form-) Beziehungen die Verstärker mit der Hilfsfrequenz des Wechselfeldes auf und zu geregelt werden, und wobei vor oder irn Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan in an sich bekannter Weise die Summe der von den Ableitungselektroden herkommenden Spannungen nach Richtung entsprechend der Elektrodenlage und/oder nach Größe entsprechend den in ihrer Verstärkung dauernd sich ändernden Verstärkern gebildet wird. 16. Einrichtung nach Anspruch i i oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschlagsrichtung des Beobachtungs-oder Aufzeichnungsorgans sich entsprechend dem Momentanwert der Hilfskurve dreht, so daß beispielsweise die Ausschläge immer senkrecht auf der Hilfskurve stehen, wobei diese Drehung sowohl elektrisch als auch mechanisch erfolgen kann, beispielsweise beim Braunschen Rohr sowohl durch elektrisches als auch durch mechanisches Drehen der Ablenkfelder in an sich bekannter Weise. 17. Einrichtung nach Anspruch i oder 2 oder ii und i5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Erfordernissen entsprechend von Fall zu Fall verschiedene Kurvenform der Regel- und Hilfsspannung wiedergabefähig aufgezeichnet wird, beispielsweise wie in an sich bekannter Weise der Ton in der Schallplatte, auf dem Tonfilmband oder magnetisch auf dem Eisenband aufgezeichnet wird, oder daß ein dieser Hilfskurvenform entsprechendes Profil mechanisch die Regelung eines Widerstandes oder ähnliches vornimmt, wodurch die Hilfskurve erzeugt wird. 18. Einrichtung nach Anspruch i und 2 oder i i und 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei negativen Werten der Regelkurven dieselben nur entsprechend ihren Absolutwerten, also positiv, die Regelung vornehmen, während gleichzeitig die Ablenkwirkung auf das Beobachtungs- oder Aufzeichnungsorgan an irgendeiner Stelle der Anordnung umgepolt wird, wobei diese Umpolung durch mechanische Umschaltung oder durch gesteuerte Gleichrichter, welche entweder die eine oder die andere Richtung freigeben, oder durch eine in an sich bekannter Weise einzuschaltende fallende Charakteristik einer Verstärkerröhre oder durch Ein- bzw. Ausschaltung einer Verstärkerstufe oder schließlich durch zwei Verstärkerröhren ini Gegentakt, von denen abwechselnd nur die eine oder nur die andere arbeitet oder ähnlich, erfolgen kann. r9. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Regelung der Verstärker von Hand aus diese so eingerichtet ist; daß man aus der Stellung der Regelvorrichtung die entsprechende Lage der resultierenden, vom zu untersuchenden Körper abgenommenen Spannung entnehmen kann.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE931193C (de) * 1952-02-14 1955-08-04 Fritz Schwarzer Einrichtung zur sichtbaren Anzeige elektrophysiologischer Wechselpotentiale
DE966630C (de) * 1953-11-20 1957-08-29 Technicon Cardiograph Corp Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen einer Reihe von Figurenspuren auf den Schirm einer Bildroehre

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DE931193C (de) * 1952-02-14 1955-08-04 Fritz Schwarzer Einrichtung zur sichtbaren Anzeige elektrophysiologischer Wechselpotentiale
DE966630C (de) * 1953-11-20 1957-08-29 Technicon Cardiograph Corp Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen einer Reihe von Figurenspuren auf den Schirm einer Bildroehre

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