Hintergrund der Erfindung
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< Technischer Bereich>
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Diagnosevorrichtung zur funktionellen Überprüfung des Kreislaufsystems;
insbesondere eine Pulsdiagnosevorrichtung, die sich in der
chinesischen Medizin, bei einem Elektrokardiograph etc. anwenden
läßt.
< Beschreibung des Standes der Technik>
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Als Diagnosevorrichtung zur Ausführung einer
funktionellen Überprüfung des Kreislaufs des menschlichen Körpers sind
in der abendländischen Medizin ein Sphygmomanometer, ein
Elektrokardiograph, eine plethysmographische Vorrichtung etc.
vorgesehen; in der chinesischen Medizin ist eine
Pulsdiagnose-Aufzeichnungsvorrichtung nach US-Patentschrift
4,066,066 üblich.
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Eine Gemeinsamkeit der obigen Vorrichtungen besteht
darin, daß eine physiologische Variation des Kreislaufs unter
Verwendung von elektronischen Vorrichtungen sichtbar zum
Ausdruck gebracht wird. Ein Elektrokardiograph, eine
plethysmographische Vorrichtung, eine
Pulsdiagnose-Aufzeichnungsvorrichtung etc. zeichnen nämlich im menschlichen Körper,
insbesondere im Kreislaufsystem, auftretende natürliche Signale
mittels einer Reihe von Verstärkerschaltungen auf. Die Formen
der so aufgenommenen Kurven werden analysiert, und derartige
Kurven werden als Unterlagen verwendet, um den Zustand des
menschlichen Körpers zu erfassen.
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Ein Elektrokardiograph zeichnet die vom Impuls des
Herzens erzeugte Potentialdifferenz auf und beurteilt die
Funktion des Herzens. Das Elektrokardiogramm hat jedoch die
Nachteile, daß, da es bei der klinischen Untersuchung verwendet
wird und in vielen Fällen die Beurteilung einer Herzkrankheit
nicht aufgrund der Ergebnisse erfolgt, die Interpretation des
Elektrokardiogramms zusammen mit klinischen Beobachtungen
erfolgen muß.
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Andererseits entspricht ein Plethysmograph der neuen
Forschung. Auf der Basis von herkömmlichen Faktoren,
Geschwindigkeit und Beschleunigung in Verbindung mit
insbesondere einer Blutmenge, die sich entlang von Kapillaren
fließend bewegt, zeichnet der Plethysmograph ein Plethysmogramm
auf, um die Diagnosegrenzen eines Elektrokardiogramms zu
überschreiten, und es wird so möglich, verschiedene
Krankheiten zu diagnostizieren, insbesondere Krankheiten von
Erwachsenen (siehe US-Patentschriften 3,881,481; 3,920,004;
4,154,238 und 4,432,374).
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Außerdem zeichnet eine
Pulsdiagnose-Aufzeichnungsvorrichtung nach der oben genannten US-Patentschrift 4,066,066
das wellige Muster von Vibrationen auf, das von
piezoelektrischen Mikrophonen abgetastet und in einer Schaltung erhalten
wird, die für ein existierendes Plethysmogramm verwendet
wird. Die Diagnose von verschiedenen Krankheiten wurde durch
die Analyse der so erhaltenen Aufzeichnungen entsprechend dem
östlichen Medizinsystem ermöglicht.
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Wie oben beschrieben, sind plethysmographische
Aufzeichnungen und Pulsdiagnoseaufzeichnungen insofern identisch, als
sie Einrichtungen zur Diagnose von Krankheiten des
Kreislaufsystems darstellen.
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Da die welligen Muster der Kurve, die beispielsweise
nicht nur von der oben genannten
Pulsdiagnose-Aufzeichnungsvorrichtung, sondern auch von existierenden
Elektrokardiographen erhalten wird, komplexe Formen haben, muß das
Bedienpersonal Erfahrung darin gewinnen, mit einem Blick auf diese
Kurven eine richtige Beurteilung abzugeben. Zusätzlich ist
das Bedienpersonal dazu gezwungen, eine subjektive
Beurteilung abzugeben. Dadurch ist diese Art Vorrichtung nach dem
bekannten Stand der Technik für eine breite Verwendung nicht
hinreichend zufriedenstellend.
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IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Band BME-
3C, 1993, Nr. 6, S. 348-352 offenbart ein Verfahren zur
Analyse
von Signalen, die durch Pulsdiagnose gewonnen wurden.
Dieses Verfahren umfaßt jedoch eine Fourier-Transformation
der Signale und erfordert daher einen leistungsfähigen
Computer.
Zusammenfassung der Erfindung
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Unter Berücksichtigung des oben genannten bekannten
Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Diagnosevorrichtung zur funktionellen
Überprüfung des Kreislaufsystems zu schaffen, die Merkmale der
untersuchten Krankheiten spezifisch und sichtbar darstellt.
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Die oben genannte Aufgabe wird durch die Vorrichtung
nach Anspruch 1 gelöst. Die Punkte, an denen die Mikrophone
vorgesehen sind, sind drei (3) Punkte der Pulspunkte in der
Nähe des Handgelenks, bestehend aus Punkt 1 (sun), Punkt 2
(seki) und Punkt 3 (shaku), die Stiftteile eines
Vorderarmknochens sind.
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Gemäß der oben dargelegten Erfindung werden die vom
Sensorteil erfaßten welligen Pulsmuster vom Filterteil
gefiltert, dessen Frequenzband im wesentlichen zwischen 14 und 37
Hz liegt. Als Ergebnis werden die so erhaltenen welligen
Muster zu Mustern, in denen die für die Überprüfung notwendigen
Merkmale hervorgehoben sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Figur 1 ist ein Blockdiagramm, das ein
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Figur 2 ist ein detaillierter Schaltplan;
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Figur 3 ist ein erklärendes Bild, das die Meßeinrichtung
herausgezogen schematisch darstellt;
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Figur 4 ist eine Kurve einer Frequenzcharakteristik;
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Figur 5(a) bis 7(a) sind graphische Wellenmuster, die
die welligen Muster zeigen, bevor sie gefiltert werden; und
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Figur 5(b) bis 7(b) sind graphische Wellenmuster, die
die welligen Muster zeigen, nachdem sie gefiltert wurden.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in Figur 1 dargestellt, ist ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel eine Pulsdiagnosevorrichtung für die
chinesische Medizin, die zusätzlich zu dem gleichen Sensorteil und
Signalverarbeitungsteil wie in US-Patentschrift 4,066,066
einen Filterteil und einen Anzeigeteil aufweist. Ein Sensor I
wird von Kristallmikrophonen Mikro 1, Mikro 2, Mikro 3
gebildet, die aus piezoelektrischen Elementen zusammengesetzt
sind, von denen jedes abnehmbar an einem Punkt der Pulspunkte
Punkt 1 (sun), Punkt 2 (seki), Punkt 3 (shaku) vorgesehen
ist. Ein Signalverarbeitungsteil II verstärkt Ausgangssignale
von jedem der Mikrophone Mikro 1 bis Mikro 3 und führt
zusätzlich die Signalverarbeitung der Rauschverringerung und
ähnlichem durch. Ein Filterteil III filtert
Frequenzkomponenten in der Nähe von 14 bis 37 Hz der Ausgangssignale des
Signalverarbeitungsteils II, und die von dem Filterteil III
gefilterten Ausgangssignale sind im Anzeigeteil IV sichtbar.
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Figur 2 ist ein Schaltplan, der einen genauen Aufbau des
oben genannten Ausführungsbeispiels zeigt. Die Figur zeigt
ein Signalverarbeitungssystem. Bei diesem Ausführungsbeispiel
weist eine Pulsdiagnosevorrichtung jedoch drei (3) parallele
Signalverarbeitungssysteme auf, von denen eines dem in Figur
2 gezeigten entspricht, und jedes Signalverarbeitungssystem
verarbeitet drei (3) Arten von Pulswellen von Punkt 1 (sun),
Punkt 2 (seki) und Punkt 3 (shaku). Wie in Figur 2
dargestellt, wird der Ausgang eines Sensors 10, einem
Kristallmikrophon, durch einen Kondensator C&sub1; und einen Widerstand R&sub2;
in den Operationsverstärker IC&sub1; eingegeben. Die von dem
Operationsverstärker IC&sub1; verstärkten Signale werden durch die
Widerstände R&sub6;, R&sub7; und R&sub8; sowie durch einen Kondensator C3
einer Rauschunterdrückung unterzogen und in einen
Operationsverstärker IC&sub2; eingegeben. Die von dem Operationsverstärker
IC&sub2; verstärkten Signale werden durch einen Kondensator C&sub4; und
einen Widerstand R&sub9; in einen Operationsverstärker IC&sub3;
eingegeben. Die von dem Operationsverstärker IC&sub3; verstärkten
Signale werden in einen Pegelanzeiger 20 eingegeben und die
Amplitude wird von dem Pegelanzeiger 20 sichtbar angezeigt.
Zusätzlich werden die Signale in einen variablen Widerstand VR&sub1;
eingegeben, der von einem Widerstand R&sub1;&sub1; durch einen
Kondensator C&sub5; geerdet ist. Eine Nadel des variablen Widerstands
VR&sub1; ist mit einem externen variablen Widerstand VR&sub2;
verbunden, dessen eines Ende geerdet ist. Andererseits wird eine
Nadel des externen variablen Widerstands VR&sub2; durch einen
Widerstand R&sub1;&sub4;, Kondensatoren C&sub6;, C&sub7; und Widerstände R&sub1;&sub1;, R&sub1;&sub4; in
einen Operationsverstärker IC&sub4; eingegeben. Der Ausgang des
Operationsverstärkers IC&sub4; wird durch einen variablen
Widerstand VR&sub3; und Widerstände R&sub1;&sub7;, R&sub1;&sub8; in einen
Operationsverstärker IC&sub5; eingegeben. In diesem Teil ist ein
Temperaturkompensationsthyristor TH&sub0;&sub1; mit dem Widerstand R&sub1;&sub7;
parallelgeschaltet.
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Die von dem Operationsverstärker IC&sub5; verstärkten Signale
werden durch einen Widerstand R&sub2;&sub1; jeweils
Operationsverstärkern IC&sub6; und IC&sub7; zugeführt. Die Ausgangsseiten der
Operationsverstärker IC&sub6; und IC&sub7; sind durch einen Kondensator C&sub1;&sub0;
miteinander und jeweils mit den Basen von Transistoren Q&sub1;,
Q&sub2;, Q&sub3; und Q&sub4; verbunden. Ein Relais 30 wird durch die
Transistoren Q&sub1; bis Q&sub4; mit elektrischer Energie versorgt. Ein
Gegentakt-Leistungsverstärkerteil umfaßt Operationsverstärker
IC&sub6;, IC&sub7; und Transistoren Q&sub1; bis Q&sub4;. Da in dem
Ausführungsbeispiel ein Galvanometer als Meßeinrichtung 40 verwendet
wird, ist der oben genannte Leistungsverstärkerteil zum
Antreiben der Meßeinrichtung 40 vorgesehen. Wenn als
Anzeigeteil IV ein Oszilloskop verwendet wird, ist das oben genannte
Leistungsverstärkerteil nicht erforderlich.
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In dem Ausführungsbeispiel wird die Meßeinrichtung 40
von einem Galvanometer gebildet; der Filterteil III und der
Anzeigeteil IV sind vereinigt. Die Meßeinrichtung 40 umfaßt
nämlich, wie in Figur 3 gezeigt, in der der Abschnitt
herausgenommen dargestellt ist, einen Magneten 41 eines bewegbaren
Abschnitts, eine Magnetspule 42 eines festen Abschnitts, die
den Magneten 41 einschaltet und die symmetrisch angeordnet
ist, eine Feder 43, einen Stift 44 und ein Diagrammpapier 45.
Entsprechend der Amplitude von Ausgangssignalen des
Leistungsverstärkerteils, die der Magnetspule 42 zugeführt
werden, ändert sich der Betrag der Drehbewegung des Magnets 41,
und die Drehbewegung wird durch Aufzeichnen der der
Drehbewegung entsprechenden Amplitude mit dem Stift 44 auf das
Diagrammpapier 45 sichtbar dargestellt.
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Der Betrag der Drehbewegung des Magneten 41 wird dann zu
Null, wenn die elektromagnetische Kraft zwischen dem Magneten
41 und der Magnetspule 42 sowie die Vorspannkraft der Feder
43 im Gleichgewicht sind. Eine Resonanzfrequenz eines
mechanischen Vibrationssystems der Meßeinrichtung 40 ändert sich,
indem eine Federkonstante der Feder 43 eingestellt wird.
Dementsprechend wird eine gewünschte Frequenzcharakteristik
durch Einstellen einer Federkonstante der Feder 43
eingestellt.
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Eine Frequenzcharakteristik der Meßeinrichtung 40 bei
diesem Ausführungsbeispiel ist in Figur 4 dargestellt. Wie in
Figur 4 dargestellt, ist die Meßeinrichtung 40 ein Bandfilter
von 14 bis 37 Hz.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Signale, die
einen normalen Puls anzeigen, der, wie in Figur 5(a) gezeigt,
den Ausgang des Signalverarbeitungsteils II darstellt,
sichtbar als welliges Muster, wie in Figur 5(b) gezeigt, auf dem
Diagrammpapier 45 des Anzeigeteils IV dargestellt. Danach
wird, wie oben beschrieben, ein in Figur 6(a) dargestellter
negativer Puls sichtbar als ein in Figur 6(b) dargestelltes
welliges Muster dargestellt, und ein in Figur 7(a)
dargestellter positiver Puls wird sichtbar als ein in Figur 7(b)
dargestelltes welliges Muster dargestellt. Nach den Figuren
5(b) bis 7(b) sind die welligen Muster leicht zu lesen, da
sie in ihren charakteristischen Teilen mehr hervorgehoben
sind als die in den Figuren 5(a) bis 7(a) dargestellten.
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Außerdem wird bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel
der Filterteil III von dem mechanischen Vibrationssystem der
Meßeinrichtung 40 gebildet. Es kann jedoch auch ein
elektrisches Filter mit der gleichen Frequenzbandcharakteristik
verwendet werden. Bei einem elektrischen Filter ist ein
Oszilloskop
für den Anzeigeteil IV geeignet, in den die
Ausgangssignale des Operationsverstärkers IC&sub5; in einer Schaltung nach
Figur 2 eingegeben werden und in dem die Ausgangssignale
eines derartigen Filters in sichtbare Wellen umgewandelt
werden. Ferner läßt sich die vorliegende Erfindung nicht nur auf
eine Pulsdiagnosevorrichtung anwenden, sondern auch auf
Vorrichtungen, die eine funktionelle Überprüfung des
Kreislaufsystems durchführen, beispielsweise einen Elektrokardiograph
und ähnliches.
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Wie oben anhand der Darstellung eines
Ausführungsbeispiels konkret beschrieben, läßt sich eine spezifische
Überprüfung durch Beobachten der sichtbaren welligen Muster
leicht und objektiv durchführen, da die von einem Sensorteil
erfaßten welligen Muster durch Filtern in einem
erfindungsgemäßen Filterteil sichtbar dargestellt werden.