DE959214C

DE959214C - Device for determining heart pulsation

Info

Publication number: DE959214C
Application number: DEH18746A
Authority: DE
Inventors: Dr Med Karl Heckmann
Original assignee: KARL HECKMANN DR MED
Current assignee: KARL HECKMANN DR MED
Priority date: 1953-12-19
Filing date: 1953-12-19
Publication date: 1957-02-28

Description

EinriChtung zur Bestimmung von Herzpulsation Die Aufnahme von Herzpulsationen durch Abtastung des im Leuchtschirmbild durch Röntgenstrahlen sichtbar gemachten Herzschattenrandes zwecks Aufnahme eines Elektrokymogramms beruht bekanntlich darauf, den Helligkeitsunterschied zwischen dem dunkleren Herzschatten und dem helleren Lungenschatten zu erfassen; zu diesem Zweck bediente man sich zunächst einer Fotozelle, später (gemäß der deutschen Patentschrift 854407j zweier Fotozellen, deren Ströme zur Aufnahme eines gemeinsamen Kymogramms vereinigt wurden.Device for determining heart pulsation The recording of heart pulsations by scanning what is made visible in the luminescent screen image by means of X-rays Heart shadow edge for the purpose of recording an electrokymogram is known to be based on the difference in brightness between the darker heart shadow and the lighter one To capture lung shadows; for this purpose a photocell was used first, later (according to the German patent specification 854407j of two photocells, their currents were united to record a common kymogram.

Trotz Verwendung von zwei Fotozellen, deren eine vornehmlich von dem im Leuchtschirmbild dunkleren Herzschatten und deren andere vornehmlich von dem im Leuchtschirmhild helleren Hintergrund des Lungenschattens beeinflußt wird, ist es hierbei nur schwer zu vermeiden, daß das ganze ausgeblendete Bild des Leuchtschirmes in seiner Gesamthelligkeit auf beide Fotozellen einwirkt. Man er- -hält dann Werte, die von der Helligkeitsdifferenz abhängig sind und die wenig interessieren, wohingegen Werte erwünscht sind, die sich auf den Verlauf der Herzrandbewegung beziehen, welche über die Amplituden der Herzpulsationen und über die Amplitudenhöhe Auskunft geben, die Aufzeichnungen also eine Proportionalität mit den Herzpulsationen aufweisen.Despite the use of two photocells, one of which is primarily from the the darker heart shadows in the luminescent screen and the others mainly from that the lighter background of the lung shadow is influenced in the fluorescent screen it is difficult to avoid that the whole blanked image of the screen acts in its overall brightness on both photocells. One then receives values which are dependent on the difference in brightness and which are of little interest, whereas Values are desired which relate to the course of the cardiac edge movement, which provide information about the amplitudes of the heart pulsations and the amplitude level, the recordings are proportional to the heart pulsations.

Diese Proportionalität besteht bei den bekannten Einrichtungen nicht, und zwar auch dann nicht, wenn mit einer konstanten Einstellung des Verstärkers und der an ihn gelegten Spannungen gearbeitet wird. Die Kurvenhöhe ist nämlich nicht nur von der Amplitude der Randbewegung, sondern auch von dem Verhältnis des Herzschattens zur Helligkeit des »Hintergrundes«, d. h. des Lungenfeldes, abhängig. Da dieser aber nicht nur bei verschiedenen Individuen, sondern auch beim gleichen Individuum an verschiedenen Punkten der Herzoberfläche ganz verschieden ist, so ist eine solche Proportionalität nicht zu erwarten. This proportionality does not exist with the known devices, and not even if with a constant setting of the amplifier and the tensions placed on him are being worked on. The curve height is namely not only on the amplitude of the edge movement, but also on the ratio of the heart shadow to the Brightness of the "background", i.e. H. of the lung field, depending. Since this not only applies to different individuals, but also to the same Individual is very different at different points on the surface of the heart, so such proportionality is not to be expected.

Es ist also praktisch zu kompliziert, mit den bekannten Mitt'eln dieses Ziel zu erreichen und das Pulsieren des Herzschattenrandes zu verfolgen, weil die Trennungslinie zwischen dem hellen und dem dunklen Schatten nicht scharf genug zum Ausdruck kommt. Die Auswirkung der vom Leuchtschirmbild kommenden Lichtstrahlen und deren Umsetzung in fotoelektrische Ströme erschwert daher außerordentlich die gute Erkennbarkeit des Elektrokymogramms. So it is practically too complicated with the known means to achieve this goal and to follow the pulsation of the heart's shadow edge, because the dividing line between the light and the dark shadow is not sharp enough is expressed. The effect of the rays of light coming from the screen image and their conversion into photoelectric currents therefore extremely difficult good readability of the electrokymogram.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ein anderes Verfahren vorgeschlagen, welches teilweise von an sich bekannten Maßnahmen Gebrauch macht. Another method is therefore proposed to solve this problem, which partly makes use of measures known per se.

So ist es bekannt, durch Röntgenstrahlen erzeugte Leuchtschirmbilder mit Hilfe eines Abtaststrahles abzutasten und die von diesem aufgenommenen Energiewerte über eine Braunsche Röhre als Registriervorrichtung wiederzugebenz auf deren Bildschirm die Energiewerte dann als Leuchtstrich erscheinen (USA.-Patentschrift 2 442 287) Bekannt ist es ferner, die Registriervorrichtung mit einer Filmeinrichtung zur Aufnahme des auf der Braunschen Röhre wiedergegebenen Bildes zu versehen (französische Patentschrift 86o 752).It is known, for example, to use X-ray generated fluorescent screen images to be scanned with the aid of a scanning beam and the energy values recorded by this to be reproduced on the screen using a Braun tube as a recording device the energy values then appear as a luminous line (US patent specification 2 442 287) It is also known to have the recording device with a film device for recording of the image reproduced on the Braun tube (French patent specification 86o 752).

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß es unter Anwendung dieser bekannten Maßnahmen möglich ist, in weit vollkommenerer Weise als mittels Fotozellen das Verfahren zur Bestimmung von Herzpulsationen durchzuführen, indem auch hierbei die im Leuchtschirmbild durch Röntgenstrahlen sichtbar gemachten Pulsationen dadurch abgetastet werden, daß der im Röntgenleuchtschirmbild wiedergegebene pulsierende Herzrand mit den im Bild benachbarten Teilen des dunkleren Herzschattens und des helleren Lungenschattens von einem auf dieses Bild senkrecht eingestellten Abtaststrahl aufgenommen und die von ihm aufgenommenen Energiewerte auf eine Registriervorrichtung, z. B. eine Braunsche Röhre, übertragen werden. Erfindungsgemäß wird hierbei nun zwecks Aufnahme eines Elektrokymogramms ein lediglich linear hin- und herlaufender Abtaststrahl benutzt, und vor dem sich auf derRegistriereinrichtung ausbildenden Leuchtstrich mit der gemäß den Herzpulsationen pendelnden scharfen Begrenzung zwischen einem helleren und einem dunkleren Strichanteil wird ein Film mit gleichmäßiger Geschwindigkeit senkrecht zum Leuchtstrich vorbeibewegt. Mittels einer derartigen Abtastung ist es dann einwandfrei möglich, den Rand des hin- und herpendelnden Herzschattens in jedem Augenblick scharf zu erfassen; denn bei einer solchen linearen Abtastung muß die Energieaufnahme des abtastenden Strahles sich in dem Augenblick ändern, in dem er aus dem helleren Lungenschatten in den dunkleren Herzschatten -und umgekehrt - übergeht. Dies aber bedeutet, daß bei der Umwandlung des Abtaststrahles in der Registriervorrichtung das so erzeugte Bild die Begrenzung des Herzschattens in jeder Phase seiner Pulsation scharf zum Ausdruck bringt. Wird nun an der Registriervorrichtung, wie der Braunschen Röhre, ein Film gleichmäßig vorbeigezogen und exponiert, so wird auf diesem ein fortlaufender Kurvenzug aufgenommen, der sich aus dem Hin-und Herpendeln der Begrenzung zwischen dem helleren und dem dunkleren Lichtanteil ergibt und der diese Begrenzung - und damit die Stellung des Herzschattenrandes - in jeder Phase der Pulsation, wie auch die Pulsationsamplitude in einer eindeutig scharfen Weise entweder amplitudengetreu oder in seiner Größe mit einem bestimmten, für alle Beobachtungsstellen gleichen Faktor, beispielsweise vergrößert, wiedergibt, wie dies durch unmittelbare Lichtabtastung durch Fotozellen nur unter erschwerenden Komplikationen möglich ist. The invention is based on the knowledge that it is using this known measure is possible in a far more perfect way than by means of Photocells carry out the procedure for determining heart pulsations by also here the pulsations made visible in the luminescent screen image by means of X-rays are scanned by the fact that the pulsating displayed in the X-ray fluorescent screen image Heart edge with the parts of the darker heart shadow and the lighter lung shadow from a scanning beam set perpendicular to this image recorded and the energy values recorded by him on a recording device, z. B. a Braun tube can be transferred. According to the invention here is now for the purpose of recording an electrokymogram, a linear back-and-forth only Scanning beam used, and prior to the one forming on the recorder Luminous line with the sharp delimitation oscillating according to the heart pulsations between a lighter and a darker line portion makes a film with more uniform Speed moved past perpendicular to the luminous line. By means of such a It is then perfectly possible to scan the edge of the heart shadow oscillating back and forth to grasp sharply at every moment; because with such a linear scan the energy consumption of the scanning beam must change at the moment in which he moves from the lighter shade of the lungs to the darker shade of the heart - and vice versa - transforms. But this means that when converting the scanning beam in the Registering the image thus generated delimiting the shadow of the heart in each Clearly expresses the phase of its pulsation. If now on the registration device, like the Braun tube, a film uniformly drawn past and exposed, so becomes on this a continuous curve is recorded, which results from the back and forth pendulum the limitation between the lighter and the darker light component and the this limitation - and thus the position of the heart shadow edge - in every phase the pulsation, as well as the pulsation amplitude, in a clearly sharp manner either with the same amplitude or with a certain size for all observation points same factor, for example enlarged, reproduces as this by immediate Light scanning by photocells is only possible with aggravating complications.

Hierbei kann das Röntgenleuchtschirmbild mit beliebigen, aus der Fernsehtechnik bekannten Mitteln, auch beispielsweise unter Verwendung einer Nipkowscheibe, abgetastet werden. Auch kann der Abtaststrahl auf die Halbleiterschicht eines Vidicons oder einer sonstigen -geeigneten Fernsehempfangsröhre treffen und dort die Auslösung von elektrischen Strömen bewirken, die, auf eine Braunsche Röhre übertragen, auf deren Leuchtschirm eine ihrem Energieinhalt entsprechende Erhellung des Leuchtstriches verursachen. Here, the X-ray fluorescent screen image with any, from the Means known to television technology, also, for example, using a Nipkow disk, are scanned. The scanning beam can also hit the semiconductor layer of a vidicon or another suitable television receiving tube and trigger there cause of electrical currents, which, transferred to a Braun tube, on whose luminescent screen illuminates the luminous line according to its energy content cause.

Eine hiermit grundsätzlich äquivalente Verfahrensweise besteht darin, das durch eine Blende auf einen schnell umlaufenden Spiegel geworfene Bild des Röntgenleuchtschirmes von einer Fotozelle abtasten zu lassen, deren elektrische Ströme beispielsweise auf dem Leuchtschirm einer Braunschen Röhre in einen Leuchtschirm mit im Rhythmus der Herzpulsationen hin- und hergehender Begrenzung zwischen dem helleren und dem dunkleren Strichanteil umgewandelt werden. A procedure that is basically equivalent to this consists in the image of the X-ray fluorescent screen projected through a screen onto a rapidly rotating mirror to be scanned by a photocell, their electrical currents, for example on the fluorescent screen of a Braun tube into a fluorescent screen with the rhythm the heart pulsations reciprocating limit between the lighter and that can be converted to a darker part of the stroke.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise verwendbare Einrichtung. The drawing shows a schematic representation of one for implementation of the method, for example, usable device.

A ist einLeuchtschirm, auf dem mittelsRöntgenstrahlen das Herz eines Patienten wiedergegeben ist, das sich gegenüber dem helleren Hintergrund des Lungenschattens B als dunklerer Schatten C abhebt. Die Pulsationen dieses Herzens werden demzufolge dadurch erkennbar, daß sich der Herzrand D in einem bestimmten Rhythmus mehr oder weniger über den helleren Lungenschatten vorschiebt, wie durch die gestrichelte Linie' angedeutet. A is a fluorescent screen on which the heart of a The patient is shown facing the lighter background of the lung shadow B stands out as a darker shadow C. The pulsations of this heart become accordingly recognizable by the fact that the edge of the heart D is more or more in a certain rhythm advances less over the lighter shade of the lungs, as indicated by the dashed line Line 'indicated.

Vor dem dieses Herzschattenbild wiedergebenden Röntgenbild ist ein Vidicon E angeordnet, über dessen von dem Röntgenbild erzeugtes Ladungsbild ein Elektronenstrahl linear über denjenigen Teil des Röntgenschirmbildes abtastend so hinweggeführt wird, daß ein bestimmter, durch das kleine Rechteck X angedeuteter Ausschnitt elektrisch abgetastet wird, der den Rand des Herzens und die benachbarten Teile desdunkleren Herzschattens und des helleren Lungenschattens umfaßt. Auf der vor- deren Halbleiterschicht des Vidicons wird dieser Abtaststrahl in elektrische Ströme umgesetzt, die über die Leitungen Y auf eine Braunsche Röhre F gegeben werden, wo sie auf deren in der Zeichnung dem Beschauer zugekehrtem Leuchtschirm einen Lichtstrahl hervorrufen, der einen helleren Lichtstrichanteil B' und einen dunkleren Lichtstrichanteil C' aufweist mit einer dazwischenliegenden, scharf ausgeprägten Begrenzungslinie Z. Diese unterschiedliche Helligkeit entsteht dadurch, daß der Elektronenstrahl bei Abtastung des Röntgenschirmbildes, wenn er auf Teile des helleren Lungenschattens B trifft, mehr Energie aufnimmt, als wenn er auf Teile des dunkleren Herz schattens C trifft. An der Übergangsstelle zwischen B und C entsteht dann ein merkbarer Helligkeitssprung, der im Leuchtschirmbild der Braunschen Röhre durch die Begrenzung Z wiedergegeben ist. In front of the X-ray image showing this heart silhouette is a Vidicon E arranged over its charge image generated by the X-ray image Electron beam scanning linearly over that part of the X-ray screen image like this is carried away that a certain, indicated by the small rectangle X. Section is scanned electrically, the edge of the heart and the neighboring Includes parts of the darker heart shadow and the lighter lung shadow. On the before- whose semiconductor layer of the vidicon becomes this scanning beam converted into electrical currents, which via the lines Y to a Braun tube F, where they are shown on the luminescent screen facing the viewer in the drawing cause a light beam that has a lighter light line portion B 'and a has a darker light line portion C 'with an intermediate, sharply defined one Boundary line Z. This different brightness arises from the fact that the Electron beam when scanning the X-ray screen image when it hits parts of the brighter one Lung shadow B, absorbs more energy than when it hits parts of the darker one Heart shadow C meets. At the transition point between B and C there is then a noticeable jump in brightness, which occurs in the fluorescent screen of the Braun tube the limit Z is reproduced.

Dann wird an diesem Leuchtschirmbild ein Film G vorbeigezogen und dabei exponiert oder in sonst geeigneter Weise das Leuchtstrichbild aufzeichnungsmäßig erfaßt. Beim Film erfolgt dann eine Belichtung im ganzen Bereich des Leuchtstriches, die sowohl den helleren Anteil B' wie auch den dunkleren Anteil C' umfaßt. Da die Anteilverhältnisse sich ständig im Rhythmus der Herzpulsationen ändern und die erwähnte Begrenzung Z in einer gewissen Amplitude hin- und herpendelt, muß das auf den Film aufgenommene Bild einen Kurvenzug Z' ergeben, der auch dort den helleren Teil B" gegenüber dem dunkleren Teil C" trennt und somit in diesem Filmbild genau die Herzpulsationen an der beobachteten Stelle. wiedergibt, und zwar entweder amplitudengetreu oder in einem bestimmten, durch die Wiedergabe auf dem Leuchtschirmbild bedingten Größenänderungsverhältnis. A film G is then drawn past this fluorescent screen image and exposed or otherwise suitable for recording the luminous line image recorded. In the case of film, exposure then takes place in the entire area of the luminous line, which includes both the lighter part B 'and the darker part C'. Since the Proportion ratios change constantly in the rhythm of the heart pulsations and the mentioned Boundary Z oscillates back and forth in a certain amplitude, this must affect the film recorded image result in a curve Z ', which there also the lighter part B " compared to the darker part C ″ separates and thus precisely the heart pulsations in this film image at the observed point. reproduces, either true to amplitude or in a certain size change ratio caused by the display on the luminescent screen image.

Die bandförmige Darstellung der Kurve, wie geschildert, läßt sich vermeiden, wenn man in der Braun scheu Röhre statt eines hin- und hergehenden Strahles in an sich bekannter Weise durch Anlegen einer Kippspannung eine plateauförmige Kurve erzeugt, der durch das Aufnehmen des Herzrandes eine Stufe aufgedrückt wird; hierbei läßt sich dann nur das Pendeln dieser Stufe im Rhythmus der Herzpulsationen aufnehmen. The ribbon-like representation of the curve, as described, can be avoid when you are shy in the Braun tube instead of a reciprocating beam a plateau-shaped one in a manner known per se by applying a breakover voltage Curve generated, which is pushed up one step by picking up the edge of the heart; in this case only the oscillation of this level can be seen in the rhythm of the heart pulsations take up.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for determining heart pulsations by scanning those made visible in the luminescent screen image by means of X-rays Pulsations, in which the pulsating one reproduced in an X-ray fluorescent screen image Heart edge with the parts of the darker heart shadow and the lighter lung shadow from a scanning beam set perpendicular to this image is recorded and the energy values recorded by it are recorded on a recording device, z. B. a Braun tube can be transferred. characterized in that for the purpose Recording of an electrokymogram, a scanning beam that moves back and forth only in a linear manner is used and in front of the luminous line forming on the registration device with the sharp boundary oscillating between one and the other according to the heart pulsations lighter and a darker line part a film with even speed perpendicular ~ to the luminous line is moved.

2. Device according to claim I, characterized in that the fluorescent X-ray screen image is scanned with the means known from television technology.

3. Device according to claim I or 2, characterized in that the scanning beam hits the semiconductor layer of a vidicon and triggers there caused by electrical currents, which, transferred to a Braun tube, on whose luminescent screen illuminates the luminous line according to its energy content y cause.

4. Device according to claim I or 2, characterized in that the image of the X-ray fluorescent screen projected through a screen onto a rapidly rotating mirror is scanned by a photocell whose electrical currents, for example, on the fluorescent screen of a Braun tube in a luminous line with the rhythm of the Heart pulsations reciprocating limiting between the darker and the lighter Line portion can be converted.

Publications considered: German Patent Specifications No. 854 407, 525 38o; French Patent Nos. I 026 770, 860 752; U.S. Patent No. 2,443,287.