DK155032B - Apparat til registrering, kontrol og opdagelse af kredsloebslidelser - Google Patents

Description

DK 155032 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til registrering, kontrol og opdagelse af navnlig cardiovasculære lidelser (hjerte-kar-lidelser) ved detektering og registrering af hjertefrekvensen og -rytmen ud fra en digital pulsregistrering indsamlet ved en plethysmogra-5 fisk metode pi en finger på en hånd, hvilket apparat er af den art, der omfatter en pulsdetekteringsanordning bestående af en generator for forudbestemt strøm og en tilhørende måleføler, der ved hjælp af et behandlingskredsløb er forbundet med en anordning til registrering i form af informationskurver, der repræsenterer hjertefrekven-, 10 sen eller -rytmen på et underlag, såsom et papirbind.

Talrige rapporter og statistikker fremhæver regelmæssigt den stadigt voksende stigning i kredsløbssygdomme, som repræsenterer en af de vigtige dødelighedsårsager, idet disse sygdomme ikke skåner personer, som betragter sig selv - og ofte fejlagtigt - som værende raske.

15 Erkendelsen af hjerteuregelmæssigheder er i det væsentlige base ret på elektrocardiogrammet, men denne undersøgelse bør i alle tilfælde udføres af en specialist i et konsultationsværelse. I hovedparten af tilfældene udføres denne undersøgelse, når sygdommen allerede forefindes. Sagt på anden måde sker der ikke en tidlig opdagelse af syg-20 dommen, selv om statistikkerne viser, at en opdagelse på begyndelsesstadiet ville være meget gavnlig.

Det er følgelig af indlysende grunde blevet vigtigt i si høj grad som muligt at opdage disse kredsløbssygdomme på anden måde end ved den simple anbefaling af periodisk at foretage hensigtsmæssig kontrol 25 og undersøgelse. En sådan metode kan a priori ikke give tilfredsstillende resultater, idet de fleste mennesker holder sig tilbage med at foretage undersøgelser, når blot de bedømmer deres sundhedstilstand som tilfredsstillende.

Et apparat af den i krav 1's indledning angivne art er iøvrigt 30 kendt fra FR patentansøgning nr. 2.299.003.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at bidrage positivt til opdagelsen og forhindringen af kredsløbslidelser ved hjælp af et apparat, som er simpelt at anvende og bestemt til at stilles til disposition for det brede publikum på egnede steder. Dette apparat er i stand til 35 umiddelbart uden bistand af en specialist at påvise en hjerterytmeuregelmæssighed. Der er ved et sådant apparat ikke tale om at levere et elektrocardiogram, men en simpel, tilstrækkeligt oplysende information om karakteristiske periodiske fænomener, navnlig af hjerterytmen, og som er let at fortolke og anvende.

2

DK 155032 B

Apparatet ifølge opfindelsen er således bestemt til at registrere navnlig hjertefrekvensen og -rytmen ud fra den digitale pulsregistrering optegnet ved en simpel eller kompleks plethysmografisk metode.

En sådan metode gør det muligt at påvise ændringen af volumenet af et 5 eller flere organer under indflydelse af lysningsdiametervariationerne af karrene, som gennembløder dette eller disse organer.

Under ventrikel kontraktionen (systolen) udsender hjertet en vis blodmængde, som gennemløber de arterielle kar og i et hvilket som helst niveau af det arterielle system giver anledning til en forskydning af t 10 arterievæggene. Denne forskydning detekteres ved mindst ét udvalgt sted af legemet, som f.eks. enden af en finger på en hånd. Man får således en mekanisk omsætning af passagen af en vis blodmængde på et givet sted i legemet.

Denne fremgangsmåde går ikke ud på at registrere pulsen, da 15 dette nødvendiggør et specielt apparatur for at opnå en analog kurve af forskydningen af arterievæggene (sfymogram), men vedrører detek teringen af pulsslagene, hvor de indsamlede data er fysisk elementære. Med et sådant apparat detekteres således det mekaniske fænomen ved forskydning af væggene af en arterie på et bestemt sted, hvilket 20 fænomen gentager sig x gange pr. minut (frekvens pr. minut) med en forsinkelse mellem hver forekomst af fænomenet, som er konstant eller ikke konstant (regelmæssighed eller uregelmæssighed). Sagt på en anden måde giver et sådant apparat en artefakt kurve, som er dannet af en række af ens impulser, hvor hver impuls svarer til et 25 pulsslag, som detekteres ved hjælp af et egnet detekteringsorgan.

Ifølge opfindelsen foreslås et apparat af den indledningsvis angivne art, som er ejendommeligt ved, at det omfatter mindst to detekteringsanordninger af forskellig fysisk beskaffenhed udvalgt f.eks. blandt gruppen af infrarøde, elektromagnetiske og/eller ultralyd-detek-30 teringsanordninger og anbragt i nærheden af hinanden i en understøtning, på hvilken fingeren på hånden er anbragt, og at behandlingskredsløbene omfatter en multiplekserenhed, hvis indgange ved hjælp af respektive detektorkredsløb, forstærkere og formningskredsløb er forbundet med udgangene på detekteringsanordningerne og har flere 35 udgange, som danner informationsbus, hvoraf den ene er forbundet med registreringsanordningen, mindst et korrelations kredsløb, der er forbundet mellem udgangene på formningskredsløbene og indgangene på multiplekserenheden og omfatter mindst to tærskelmultivibratorer, der hver har to styreindgange, hvor styreindgangene på multivibrato-

DK 155032 B

3 ren er forbundet med et første kredsløb for opladning og afladning med konstant strøm af en kondensator og med et andet kredsløb for opladning og for afladning med konstant strøm af en kondensator, medens styreindgangene på multivibratoren er forbundet med 5 henholdsvis det første lade- og af ladekredsløb og med det andet lade-og af ladekredsløb.

Blandt de talrige fordele ved apparatet ifølge opfindelsen skal fremhæves dets simple anvendelse, dets rolle som helbredsindikator på samme måde som et termometer eller en vægt, samt det forhold, at det ^ 10 er automatisk og ikke har behov hverken for bistand af en operatør for dets drift eller en specialist til tolkning af resultaterne.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser flere anordninger til digitalpulsdetekte-15 ring ud for en finger pi en bruger af apparatet ifølge opfindelsen, fig. 2 pi oversigtsmæssig mide hovedbehandlingskredsløbene i apparatet ifølge opfindelsen, fig. 3 detaljeret en første detekteringsanordning ifølge opfin-20 delsen, fig. 4 skematisk en anden detekteringsanordning ifølge opfindelsen, fig. 5 grafisk ved hjælp af kurver a og b forsøgsresultater frembragt ved hjælp af apparatet ifølge opfindelsen, 25 fig. 6 skematisk et korrelationskredsløb med iterativ forudbe- stemmelse til på forhånd at bestemme ankomsten af en prøveimpuls, og fig. 7 grafisk funktionsprincippet for kredsløbet vist i fig. 6.

I fig. 1 er skematisk vist tre detekteringsanordninger 1, 2, 3 i 30 apparatet ifølge opfindelsen, som hver er bestemt til digitalt at detektere pulsen i f.eks. en finger 4 på hånden af en bruger af apparatet, hvilken finger 4 er anbragt på en understøtning 5.

Detekteringsanordningen 1 er f.eks. en sædvanlig optisk detekteringsanordning omfattende en generator 6, der udsender en lysstrøm 7, 35 som modtages af en tilhørende modtager 6a.

Detekteringsanordningen 2 er f.eks. en sædvanlig ultralyddetekteringsanordning af akustisk eller eventuelt elektromagnetisk type omfattende en generator 8, som udsender disse ultralyde 9, der modtages af en tilhørende modtager 8b. Eksempelvis er frekvensen af ultralyd- 4

DK 155032 B

strålen flere megaherz.

Detekteringsanordningen 3 er f.eks. en infrarød detekteringsanordning omfattende en generator 10 for en infrarød stråle 11, som modtages af en tilhørende modtager 10c. Eksempelvis kan infrarød-strålen 5 have en bølgelængde-på 900 nm.

Sættet af disse detekteringsanordninger er vist at arbejde med transmission, d.v.s. at en generator og dens tilhørende modtager er beliggende på hver sin side af fingeren 4. Det er imidlertid muligt at arbejde med dybderefleksion, d.v.s. at en generator og dens tilhørende 10 modtager er beliggende på samme side af fingeren 4, hvilket er at foretrække i tilfælde f.eks. af en optisk detekteringsanordning med synligt lys.

Der skal nu henvises til fig. 2, hvor udgangene på modtagerne 6a, 8b og 10c er vist forbundet med indgangene på tre detektorer, 15 henholdsvis 12a, 12b og 12c. Udgangene på disse tre detektorer 12a, 12b og 12c er forbundet med tre forstærkere henholdsvis 13a, 13b og 13c. Udgangene på forstærkerne er efter formning (kredsløb 14a, 14b, 14c) ved hjælp af et korrelationskredsløb 55 forbundet med indgangene 15a,15b,15c på en multiplexer 15, der udfører flere funktioner, som 20 navnlig muliggør visualisering af hjertefrekvensen og -rytmen af brugeren på en visningsanordning 16 eller gengivelse af hjertefrekvensen og -rytmen ved hjælp af en lydanordning 16a, registrering af hjertefrekvensen og -rytmen i et registreri ngs-25 apparat 17 med skrivning på et underlag og navnlig på et filigranpapirbånd 18 fremstillet til formålet. Visualiseringsanordningen 16, lydanordningen 16a og registreringsapparatet 17 er forbundet med udgangene på multiplexeren 15 ved hjælp af en informationssamleledning 19, 30 - den eventuelle udvælgelse af en bestemt modtager 6a, 8b eller 10c i afhængighed af informationer, som tilvejebringes ved hjælp af multiplexeren 15 og hidrørende fra disse modtagere.

I dette øjemed omfatter apparatet f.eks. en vælger 20, hvis bevægelig arm 21 er styret automatisk ved hjælp af en infor-35 mationssamleledning 23, som kommer fra multiplexeren 15. De faste kontakter 22 i vælgeren 20 samvirker med den bevægelige arm 21 for at udvælge den ene eller den anden af modtagerne og er forbundet over ledere 24 med modtagerne henholdsvis 6a, 8b og 10c,

DK 155032 B

5 modifikation af frekvenserne af de eventuelt styrede generatorer 6, 8, 10. Disse generatorer er forbundet med multiplexeren 15 over en informationssamleledning 25.

Der skal nu henvises til fig. 3, som viser en bestemt detekterings-5 anordning 30, der er en HF-oscillator med meget lavt niveau, og som er styret i amplitudesløjfe.

Denne detekteringsanordning 30 omfatter en oscillatortransistor 31 i emitter kobling. Emitteren i transistoren 31 er forbundet med et emitterkredsløb 8 omfattende en spole N1, hvis ene ende er forbundet 10 med emitteren i transistoren 31, og hvis anden ende er forbundet med jord. En kondensator C11 er eventuelt anbragt parallelt over spolen NI for at komplettere svingningen.

Kollektoren i oscillatortransistoren 31 er forbundet med et kollek-torkredsløb 8b omfattende en spole N1, hvis ene ende er forbundet med 15 kollektoren i transistoren 31, og hvis anden ende er forbundet med en forsyningsspænding (+V). En kondensator C12 er monteret parallelt over spolen N2.

Kollektoren i oscillatortransistoren 31 er fortrinsvis forbundet med en kreds DR til udtagning af højfrekvenssignalet fra oscillatoren og 20 omfattende en serieforbindelse af en modstand R3 og en kondensator C3.

Terminalen på kondensatoren C3 modsat modstanden R3 er forbundet med basis i en forstærkningstransistor 32, hvis emitter er forbundet med jord. En modstand R4 til polarisering og modkobling af transisto-25 ren 32 er monteret mellem kollektoren og basis i denne transistor. Kollektoren i forstærkertransistoren 32 er forbundet med spændingskilden +V over en lademodstand R5.

Kollektoren i forstærkertransistoren 32 er forbundet med et differentiationsafkoblingskredsløb omfattende en kondensator C6 og en mod-30 stand R6 forbundet med jord.

Differentiationskredsløbet DR er forbundet med et detekterings kredsløb DE bestående af to dioder 33 og 34. Forbindelsespunktet mellem modstanden R6 og kondensatoren C6 er forbundet med katoden i dioden 33. Anoden i dioden 34 er forbundet med katoden i dioden 33, 35 medens dens katode er forbundet med jord. Anoden i dioden 33 er forbundet med en detekteringsfilter kondensator C7.

Forbindelsespunktet mellem dioden 33 og kondensatoren C7 er forbundet med to begrænsningsmodstande R7, R8, der er monteret i serie.

Den anden ende af modstanden R8 er i fast forbindelse med skyderen 6

DK 155032 B

på et potentiometer 35 til regulering af amplituden af svingningerne af transisitoren 31 over et nedenfor beskrevet Darlington-kredsløb.

Forbindelsespunktet mellem begræsningsmodstandene R7, R8 er forbundet med et styrekredsløb CO for basisstrømmen i oscillatortransisto-5 ren 31 med en indskudt filter kondensator C8. Dette styrekredsløb udgøres af to transistorer 36, 37 monteret i Darlington-kobling. Emitteren i transistoren 37 er forbundet med en modstand R9 til begrænsning af basisstrømmen til oscillatortransistoren 31. Denne modstand er dels forbundet med basis i transistoren 31 og dels med jord over en højfrekvens-, 10 afkoblings kondensato C9.

Kredsløbet RC1, forstærkeren 32, differentiationsafkoblingskredsløbet DR, detekteringskredsløbet DE og styrekredsløbet CO, der således er forbundet i serie, danner et amplitudestyrekredsløb 30.

Udgangen på denne detekteringsanordning 30 findes ved forbindel-15 sespunktet mellem kondensatoren C7 (detekteringskondensatorn) og begrænsningsmodstanden R7. Dette forbindelsespunkt er over en modstand R10 forbundet med basis i en strømforstærkertransistor 38, hvis kol-lektor er forbundet med spændingskilden +V, og hvis emitter er forbundet med jord over en lademodstand R11. Det forstærkede signal ud-20 tages på emitteren forstærkertransistoren 38, der virker som impedanstilpasningsled for at føres til et pasbåndfilter 39 og derefter til et formnings kredsløb 40 for at opnå en elementarinformation, der kan udnyttes.

Strømforstærkningstransistoren 38, båndpasf iltret 39 og form-25 ningskredsløbet 40, der således er forbundet i serie, danner et koblingskredsløb BC1, der forbinder udgangen på detektorkredsløbet D2 med indgangen 55c på korrelationskredsløbet 55.

Under henvisning til fig. 4 skal beskrives en anden type af detekteringsanordningen ifølge opfindelsen. Denne detekteringsanordning 45 30 er en ultralydanordning omfattende et ultralydsenderkredsløb 8 og et modtagerkredsløb 86 for udsendt ultralyd. Til senderen 8 og modtageren 86 er forbundet en svingningskreds DO og en koblingskredsBC2. Svingningskredsen omfatter en forstærker 48, hvis indgang er forbundet med udgangen på modtageren 86. Udgangen på forstærkeren 48 er forbun-35 det med indgangen på et dæmpningsled 49, hvis udgang er forbundet med ultralydsenderen 8.

Koblingskredsen omfatter et kredsløb til udtagning af svingningerne bestående af en modstand R12 og en kondensator C10 monteret i serie eller eventuelt af et helt andet koblingssystem. Modstanden R12 er for- 7

DK 155Q32B

bundet med udgangen på ultralydmodtageren 86 og kondensatoren C10 er forbundet med en måleforstærker 50. Udgangen på denne forstærker er forbundet med et detekteringstrin 51, som udfører en vekselstrømsjævnstrømsomformning af de modtagne signaler. Jævnstrømssignalerne på 5 udgangen af detektortrinnet 51 gør det muligt at styre dæmpningsleddet 49, der f.eks. er et af jævnstrøm styret dæmpningsled. Sløjferegulerin gens følgesignaler på udgangen af detektoren 51 bliver ligeledes behandlet og formet af kredsløbet 52 for på udgangen F at få et signal, der kan anvendes af multiplexeren 15, idet dette signal S føres til indgan-10 gen 55b på korrelationskredsløbet 55.

Apparatet omfatter ligeledes mindst ét korrelationskredsløb med iterativ forudbestemmelse, som er vist skematisk i fig. 6, og som gør det muligt at forudbestemme ankomsten af en impuls hidrørende fra en detekteringsanordning i afhængighed af mindst én af de allerede detek-15 terede forudgående impulser på en anden detekteringsanordning. Dette kredsløb 55 omfatter et første kredsløb 56 omfattende i det væsentlige en ladekreds 56a (spænding v, modstand R) med konstant strøm for en kondensator C1 med en indskudt afbryder 11 og et afladekredsløb 56b, ligeledes med konstant strøm (modstand R1 med en indskudt afbryder ΙΊ, 20 der f.eks. er mekanisk koblet til afbryderen 11) for kondensatoren C1. Ladekredsløbet 56a og afladekredsløbet 56b er forbundet med styreindgan gene e1 og e4 på to tærskelflipflop B1 og B2. Kredsløbet 55 omfatter endvidere et andet kredsløb 57, der er identisk med det foregående, og omfatter et ladekredsløb 57a (spænding v, modstand R) med konstant strøm 25 for en kondensator C2 med en indskudt afbryder 12 og et afladekredsløb 57b, ligeledes med konstant strøm for kondensatoren C2 bestående af en modstand R2 med en indskudt afbryder I'2, der f.eks. er mekanisk koblet til afbryderen I2. Ladekredsløbet 57a og afladekredsløbet 47b er forbundet med styreindgangene e2 og e3 på de to tærskelflip-flop B1 og B2.

30 Forbindelserne af dette korrelationskredsløb med iterativ forudbe stemmelse 55 er beskrevet nærmere nedenfor i forbindelse med forklaringen af apparatets virkemåde.

Det foran beskrevne apparat virker på følgende måde.

Brugeren, som ønsker at udføre en prøve, begynder først med at 35 sætte apparatet i drift på en hvilken som helst egnet måde, som f.eks. tilstedeværelse af fingeren, en trykknap, indføring af et pengestykke i en slids i apparatet.

I det tilfælde, hvor apparatet er udstyret med traditionelle detekteringsanordninger 1, 2, 3 (fig. 1 og 2) bevirker tilslutning af spænding 8

DK 155032 B

til apparatet, at generatorerne 6, 8, 10 aktiveres. I fravær af et fremmedlegeme, som afskærer strømmene 7, 9, 11, som udsendes af de respektive generatorer 6, 8, 10, modtager modtagerne 6a, 8b 10c hørende til de respektive generatorer de udsendte strømme i deres helhed. De-5 tektorerne 12a, 12b, 12c hørende til de respektive modtagere 6a, 8b, 10c, der er følsomme for amplitudevariationer af de elektriske signaler, som leveres af modtagerne 6a, 8b, 10c, afgiver ikke noget signal på udgangen, da der ikke er nogen forstyrrelse af strømmene 7, 9, 11, som udsendes af de respektive generatorer 6, 8, 10. Multiplexeren 15 10 modtager ikke noget signal, og der kan ved visningsanordningen 16 være anbragt en kontrollampe, som angiver, at apparatet er under spænding.

Efter at apparatet er sat under spænding, anbringer brugeren en finger på hånden korrekt på et tydeligt vist sted på apparatet for at 15 forstyrre de forskellige strømme, som udsendes af systemet af generatorer i detekteringsanordningerne 1, 2, 3.

Strømmen 7 fra generatoren 6 bliver delvis absorberet af brugerens finger 4, således at modtageren 6a hørende til generatoren 6 vil afgive et signal med mindre amplitude. Denne amplitudevariation bliver detek-20 teret af detektoren 12a, som igen frembringer et signal, der forstærkes af den tilhørende forstærker 13a og formes af formningskredsløbet 14a. Dette signal modtages derpå af multiplexeren 15.

Strømmene 9 og 11 fra generatorerne 8 og 10 bliver ligeledes forstyrret, og signalerne, som afgives af modtagerne 8 og 10, bliver 25 behandlet på samme måde som signalet, der afgives af modtageren 6a.

I det viste eksempel vil multiplexeren 15 således modtage tre signaler, som i sig selv ikke er af interesse for prøven, da de kun angiver tilstedeværelsen af et fremmedlegeme i strømningsvejen for detekteringsanordningerne 1, 2, 3. Hvis dette fremmedlegeme er inaktivt, vil mul-30 tiplexeren ikke mere modtage noget signal. Hvis fremmedelegemet derimod har et rumfang, som varierer, vil den af legemet absorberede energi variere, hvilket giver sig udslag i amplitudevariationer og/eller frekvensvariationer af signalerne på udgangen af modtagerne 6a, 8b, 10c. I den her omhandlede anvendelse vil denne rumfangsændring være belig-35 gende ved karrene, som udvider sig ved hver blodtilstrømning. Sagt på anden måde vil der være amplitudevariationer i signalerne, som af gives af modtagerne 6a, 8b, 10c. Disse amplitudevariationer resulterer i signaler, som modtages af multiplexeren 15.

Multiplexerens opgave er at sammenligne, blande, korrelere, ind-

DK 155032 B

9 flette o.s.v. disse forskellige modtagne signaler for at fortolke dem for deraf at uddrage udtømmende informationer med høj pålidelighed og med meget stor sandsynlighed for sand værdi såvel som indirekte eller indirekte afledede sekundære informationer.

5 Disse informationer og navnlig den digitale pulsfrekvens bliver der på gennem informationssamleledningen 19 sendt til visualiseringsanordningen 16 og/eller lydanordningen 16a og/eller registreringsanordningen 17 med skrivning pi filigranpapirbåndet 18.

I fig. 5 er vist to artefaktkurver a og b, som repræsenterer to 10 hjertefrekvenser, der er skrevet på filigranbåndet 18. Artefaktkurven a viser en normal hjertefrekvens, medens artefaktkurven b viser en unormal hjertefrekvens. Tolkningen af disse artefaktkurver er indlysende for brugeren, som deraf vil kunne uddrage de konklusioner, som er påkrævet.

15 Ved hjælp af informationssamleledningen 25, som udgår fra multi- plexeren, er det muligt at ændre karakteristikkerne for strømgeneratorerne 6, 8, 10, hvis det f.eks. viser sig, at signalerne, som modtages af multiplexeren 15, udviser funktionsuregelmæssigheder. På samme måde er det muligt at påvirke vælgeren 20 for at vælge f.eks. en bestemt 20 modtager, som kan antages at give de bedste resultater. Da detekteringsanordningerne er af forskellige fysisk beskaffenhed, kan de nemlig reagere forskelligt afhængjgt af brugeren.

Under henvisning til fig. 3 skal beskrives funktionen af detekteringsanordningen 30, der med fordel kan erstatte en af detekteringsan-25 ordningerne 1, 2, 3 i fig. 1.

Når detekteringsanordningen 30 sættes under spænding, frembringer oscillatortransistoren 31 svingninger med meget lavt niveau af størrelsesordenen 100 millivolt. Hvis der indføres et fremmedlegeme mellem de to spoler N1 og N2 i emitterkredsløbet og kollektorkredsløbet, vil 30 der være et fald i amplituden af svingningerne såvel ved modifikation af det tilsluttede kredsløbs overspændingskoefficient, som ved modifikation af koblingen mellem emitteren og kollektoren i oscillatortransistoren 31. Som tidligere vil blodtilstrømningen i karrene i fingeren 4, som er indskudt mellem de to spoler N1 og N2, hver gang modificere 35 amplituderne af transistoren 31's svingninger.

Ved hjælp af modstanden R3 og kondensatoren C3, der er monteret i serie, udtages en meget lille del af svingningerne, som forbindes på kollektoren i transistoren 31. Det er nødvendigt kun at udtage et meget svagt signal for at undgå at indføre en alt for stor dæmpning, som 10 DK 1550Ϊ2Β ville standse svingningerne. Af denne grund er koblingen meget svag, og i det beskrevne tilfælde er modstanden R3 relativt høj.

Signalet, som udtages ved hjælp af kredsløbet RC1, forstærkes derpå af forstærkertransistoren 32. Det forstærkede signal bliver der-5 næst afkoblet ved hjælp af differentiationskredsløbet DR bestående af kondensatoren C6 og modstanden R6. Ved hjælp af dioden' 34 udelukkes derpå de positive impulser for kun at bibeholde de negative impulser, som passerer gennem dioden 33. Dette negative signal bliver dernæst begrænset af begyndelsessignalet til regulering af oscillatortransistoren 10 31 bestemt af modstanden R8 og potentiometeret 35. Spændingen i for- t bindelsespunktet af modstanden R7 og R8 aftager, d.v.s. at spændingen på basis i transistoren 36 nedsættes og dermed også spændingen på basis i oscillatortransistoren 31. Under disse forhold forøges kollektor-basisspændingen i transistoren, hvilket gør det muligt at udligne faldet 15 i svingningerne fremkaldt af blodtilstrømningen i fingeren 4. Man har følgelig en meget højfrekvent oscillator med meget lavt niveau, der er styret i en amplitudesløjfe. De negative impulser pi udgangen af dioden 33 hidrørende fra,en elektronisk følgning af styrekredsen, udtages og forstærkes af forstærkertransistoren 38 og behandles af behandlings-20 kredsløbene 39 og 40 for på udgangen F at få impulser, der kan udnyttes af multiplikatoren 15.

Under henvisning til fig. 4 skal beskrives en anden udførelsesform for en detekteringsanordning 45 ifølge opfindelsen.

Denne detekteringsanordning 45 er en ultralydanordning, der 25 anvender Larsen-effekten. Ultralyden, som udsendes af senderen 8, modtages af modtageren 86. Svingningsimpulserne på udgangen af modtageren 86 forstærkes af forstærkeren 48 og føres igen til senderen 8 over det styrede dæmpningsied 49. Under disse forhold genindføres en del af udgangsenergien i indgangen for at opretholde svingningerne.

30 Som foran vil indskydning af brugerens finger 4 mellem senderen 8 og modtageren 86 ligesom blodtilstrømningen i fingeren 4 fremkalde amplitudevariationer af svingningerne ved modtageren 86. Ved hjælp af modstanden R12 og kondensatoren C10 udtages en meget ringe del af signalet, som afgives fra modtageren 47. Dette svage signal forstærkes 35 af forstærkeren 50. Som det er tilfældet ved detekteringsanordningen beskrevet under henvisning til fig. 3 skal der kun udtages et svagt signal for ikke at forstyrre svingningerne. Det udtagne vekselspændingssignal bliver derefter af detektoren 51 omdannet til et jævnspændingssignal, som gør det muligt at styre dæmpningsleddet 49 for at følge

DK 155032 B

11 faldet i svingningerne fremkaldt af blodtilstrømningen i brugerens finger 4. Signalet på udgangen af detektoren 51 behandles af formningskredsløbene 52 pi sædvanlig måde for på udgangen S at tilvejebringe impulser, der kan undnyttes af multiplexeren 15.

5 Under henvisning til fig. 6 og 7 skal beskrives virkemåden af korrelationskredsløbet med iterativ forudbestemmel se for således at forudbestemme ankomsten af en impuls, som afgives af detekteringsanordningen i afhængighed af mindst én af impulserne, som tidligere er blevet detekteret af en anden detekteringsanordning.

^ 10 Det antages, at en impuls A optræder på indgangen af korrela tionskredsløbet 55. Denne impuls A vil åbne afbryderen I2 i kredsløbet 57 og lukke afbryderen I‘2 for således at tillade afladning med konstant strøm af kondensatoren C2 (som tidligere er blevet opladet) i modstanden R2. Når spændingen på terminalerne på kondensatoren C2 når tærskel-15 spændingen for multivibratoren B2, gøres denne ledende. Fra dette tidspunkt lader multivibratoren B2 de impulser passere, som den modtager på sin indgang 55b, og som hidrører fra en anden detekteringsanordning. Normalt vil der nogle øjeblikke senere optræde en impuls B hidrørende fra den anden detekteringsanordning, og denne impuls vil bevirke om-20 skiftning af afbryderen I2 i kredsløbet 57 for påny at tillade opladning med konstant strøm af kondensatoren C2, der i øvrigt ikke mere kan aflades i modstanden R2, da afbryderen I'2 er åbnet i synkronisme med afbryderen I2. Når ladningen på kondensatoren C2 påny når skiftetærskelen for multivibratoren B2, bliver denne ikke-ledende. Man har 25 således bestemt en varighed dl i hvilken multivibratoren B2 er ledende.

Kondensatoren C2, som fortsætter med at oplades, vil nå skiftetærsklen for multivibratoren B1 og gøre denne ledende med henblik på forekomsten af en impuls A. Ved ankomsten af denne impuls A fra den første detektor bliver afbryderen I2 påny kommuteret for at sikre af-30 ladningen med konstant strøm af kondensatoren C2. Under afladningen passerer spændingen på kondensatoren C2 igen udløsningstærsklen for multivibratoren B1 for igen at lukke denne. Man har således bestemt en varighed d2, under hvilken multivibratoren B1 er gjort ledende for at lade informationerne hidrørende fra den første detekteringsanord-35 ning, og som modtages på indgangen 55c på multivibratoren B1, passere.

Hvis forudsigelserne er nøjagtige, bliver multivibratorerne B1 og B2 gjort ledende umiddelbart før forekomsten af en impuls og derefter lukket igen.

DK 155032 B

12

Hvis Impulsen B derimod ikke ankommer engang, hvor multivi-bratoren B2 er gjort ledende, vil denne forblive ledende og lade alle informationerne hidrørende fra den anden detekteringsanordning passere. Sagt på anden mide vil den sidste information ikke være meget 5 selektiv.

Ræsonnementet, som skal foretages, når ankomsten af en impuls A betragtes som udgangspunkt, er nøjagtigt det samme ved betragtning af ankomsten af en impuls B med henblik på at bestemme fremkomsten af den næste impuls A. I dette tilfælde er det kredsløbet 56, som skal 10 betragtes. I realiteten virker de to kredsløb 56 og 57 praktisk taget samtidigt.

Det er muligt i det tilfælde, hvor den ene impuls A eller B ikke fremkommer, at kompensere for denne manglende tilstedeværelse ved indføring af en impuls, som gør det muligt igen at føre kondensatoren 15 Cl eller C2 indenfor de normale funktionsgrænser. Dette kredsløb 55 muliggør således en god selektivitet af informationen, navnlig når hjerterytmen er forholdvis regelmæssig. Korrelationskredsløbet 55 kan omfatte en tredie multivibrator, hvis indgang 55a skal forbindes med udgangen Sa pi formningskredsløbet 14a, idet de to andre indgange 20 55b,55c pi multivibratorerne B2 og B1 er forbundet med udgangene

Sb og Sc pi formningskredsløbene 14b og 14c.

Dette korrelationskredsløb kan være anbragt før multiplexeren 15, d.v.s. at impulserne, som passerer multivibratorerne B1 og B2, overføres til multiplexeren 15 for at sikre, at hjerterytmen vises og/eller 25 høres og/eller registreres.

I det beskrevne eksempel er det antaget, at de tre detekteringsanordninger er i forbindelse med en enkelt- finger 4 på brugeren, men naturligvis kan disse anordninger anbringes i forbindelse med flere fingre på hånden. Detekteringsanordningen vist i fig. 3 kan naturlig-30 vis udføres med integrerede kredsløb.

Det skal ligeledes bemærkes, at multiplexeren 15 kan modtage analoge informationer til eventuelle styringsformål fra behandlingskredsløbene for signalerne hidrørende fra modtagerne, og denne mulighed er vist i fig. 2 ved den punkterede forbindelse 60.

35 Det beskrevne apparat kan ligeledes indbefatte andre kredsløb, navnlig i forbindelse med multiplexeren 15, for at gøre det muligt at indikere f.eks. ved visualiseringsanordningen 16 indikationer med hensyn til pålideligheden af informationerne, som udskrives, f.eks. pi filigranpapirbindet 18.

13

DK 155032 B

De ved hjælp af apparatet tilvejebragte registreringer er elementære, men nøjagtige, d.v.s. de muliggør kontrol af hjerterytmen og -frekvensen. En unormal rytme kan let opdages, eventuelt efter at der er udført en anden prøve for at bekræfte den første.

5 Det er ligeledes muligt ved anvendelse af flere detekteringsanord ninger at mile udbredelsen af blodstrømmen i arterierne. Med en første detekteringsanordning, såsom en palperingsføler anbragt pi hjertet, detekteres et slag af dette, og med en anden detekteringsanordning såsom to af de foran beskrevne, detekteres det tidspunkt, hvor blod-10 tilstrømningen sker, f.eks. i brugerens finger. Ud fra disse to målinger er det let at bestemme udbredelseshastigheden.

Et sådant apparat kan følgelig let stilles til rådighed for det brede publikum og i betydelig grad hjælpe med til at kontrollere og opdage cardiovasculære lidelser.

15 20 25 30 35

Claims (11)

1. Apparat til registrering, kontrol og opdagelse af navnlig hjer-te-karlidelser ved detektering og registrering af hjertefrekvensen og-5 rytmen ud fra en digital pulsregistrering indsamlet ved en plethysmo-grafisk metode på en finger (4) på en hånd, hvilket apparat er af den art, der omfatter en pulsdetekteringsanordning (1,2,3,30,45) bestående af en generator for forudbestemt strøm (6,8,10,Bl ,B2) og en tilhørende måleføler (6a,6b,10c,B1 ,B2), der ved hjælp af et behandlings-t 10 kredsløb (12a,12b,12c,13a,13b,13c,14a,14b,14c,15) er forbundet med en anordning til registrering i form af informationskurver, der repræsenterer hjertefrekvensen eller -rytmen pi et underlag, såsom et pa-pirbånd, kendetegnet ved, at det omfatter mindst to detekteringsanordninger (1,2,3,30,45) af forskellig fysisk beskaffenhed ud-15 valgt f.eks. blandt gruppen af infrarøde, elektromagnetiske og/eller ultralyd-detekteringsanordninger og anbragt i nærheden af hinanden i en understøtning (5), på hvilken fingeren (4) på hånden er anbragt, og at behandlingskredsløbene omfatter en multiplekserenhed (15), hvis indgange (15a,15b,15c) ved hjælp af respektive detektorkredsløb (12a, 20 12b,12c), forstærkere (13a,13b,13c) og formningskredsløb (14a,14b,14c) er forbundet med udgangene på detekteringsanordningerne og har flere udgange (19,23), som danner informationsbus, hvoraf den ene (19) er forbundet med registreringsanordningen (17), mindst et korrelationskredsløb (55), der er forbundet mellem udgangene (Sa,Sb,Sc) på form-25 ningskredsløbene (14a,14b,14c) og indgangene (15a,15b,15c) på multi-plekserenheden og omfatter mindst to tærskelmultivibratorer (B1,B2), der hver har to styreindgange ^,β^,β^·^), hvor styreindgangene (β^,β^) på multivibratoren (B1) er forbundet med et første kredsløb (56) for opladning (56a) og afladning (56b) med konstant strøm af 30 en kondensator (C1) og med et andet kredsløb (57) for opladning (57a) og for afladning (57b) med konstant strøm af en kondensator (C2), medens styreindgangene (e^eg) på multivibratoren (B2) er forbundet med henholdsvis det første lade- og afladekredsløb (56) og med det andet lade- og afladekredsløb (57).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at multi- plekserenheden (15) ved hjælp af en anden udgang (23) ligeledes er forbundet med en anordning (20) til eventuel udvælgelse af den ene af strømningsgeneratorerne (8,10) i detekteringsanordningerne (2,3) i afhængighed af signalerne, som modtages på indgangene (15a,15b, DK 155032 B 15c) pi multiplekserenheden.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at de to nævnte detekteringsanordninger (3,2) omfatter henholdsvis en generator (10) for infrarød stråling (11) og en måleføler (10c) for 5 infrarød stråling og en generator (8) for ultralydstråling (9) ved høj frekvens, til hvilken der er knyttet en måleføler (8b) for infrarød stråling.

4. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de to nævnte detekteringsanordninger (3,2) omfatter en generator (10) for 10 infrarød stråling (11) med høj frekvens, til hvilken der er knyttet en måleføler (10c) for strålingen, og en generator for elektromagnetisk stråling (8) med høj frekvens, til hvilken der er knyttet en måleføler (8b) for elektromagnetisk stråling, hvilken generator (8) er forbundet med senderen i en højfrekvenstransistoroscillator (31) med meget lavt 15 amplitudeniveau, medens måleføleren (8b) er forbundet med kollektoren i transistoren (31), idet et amplitudestyrekredsløb (30) er forbundet mellem basis i transistoren (31) og dens emitter for at kompensere for faldet i svingningerne fremkaldt af blodtilstrømningen i fingeren (4).

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det 20 nævnte styrekredsløb omfatter en serieforbindelse af et udtagskredsløb (R C1) for en lille del af højfrekvenssignalet fra transistoren (31), et forstærkerkredsløb (32) for det udtagne signal, et differentiationskredsløb (DR), et detektorkredsløb (D1) og et styrekredsløb (CO) for basisstrømmen i oscillatortransistoren (31).

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at styre kredsløbet (CO) for basisstrømmen udgøres af to transistorer i Dar-lington-kobling.

7. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at generatoren (8) består af en spole (N1), der er forbundet i parallel med 30 en kondensator (C10), og at måleføleren (8b) består af en spole (N2), der er forbundet i parallel med en kondensator (C11).

8. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at et koblingskredsløb (BC1) forbinder detektorkredsløbet (D2) med indgangen (55c) på korrelationskredsløbet (55) og omfatter en serieforbindelse af 35 en forstærkningstransistor (38), et båndpasfilter (39), der er forbundet med emitteren i transistoren (38), og et formningskredsløb (40).

9. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de to detekteringsanordninger (3,2) omfatter en generator (10) for infrarød stråling (11) med høj frekvens, til hvilken der er knyttet en måleføler DK 155032 B (10c) for denne stråling, og en generator for ultralyd stråling (8) og en måleføler (8b) for denne ultralyd stråling, idet et svingningskredsløb (BO) er forbundet mellem udgangen på måleføleren (8b) og indgangen på generatoren (8), og at et koblingskredsløb (BC2) forbinder ud-5 gangen på måieføleren (8b) med indgangen (55b) på korrelationskredsløbet (55).

10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at svingningskredsen (BO) omfatter en forstærker (48), som er forbundet med udgangen på måleføleren (8b), og at udgangen på forstærkeren (48) 10 er forbundet med indgangen på et dynamisk dæmpningsled (49), hvis udgang er forbundet med ultralydsenderen (8).

11. Apparat ifølge krav 9 eller 10, kendetegnet ved, at koblingskredsen (BC2) omfatter et udtagskredsløb (RC2) for svingningerne, som modtages af måleføleren (8b) og består af en modstand 15 (R12) og en kondensator (C10), der er monteret i serie, hvor mod standen (R10) er forbundet med udgangen på måleføleren (8b), medens kondensatoren (C10) er forbundet med en måleforstærker (50), og at udgangen på forstærkeren (50) er forbundet med et detekteringstrin (51), som udfører en vekselstrøms-jævnstrømsomformning af de modtag-20 ne signaler, hvilke signaler på udgangen af detektortrinnet (51) anvendes til styring af dæmpningsleddet (49). 25 30 35