NO156635B - Apparat til registrering, kontroll og diagnose av kardiovaskulaere forloep eller lidelser. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår generelt og har særlig som for mål å skaffe et apparat for registrering, kontroll og diagnose av kardiovaskulære forløp eller lidelser, det vil si fenomener som angår hjertets slag og blodets bevegelse i årene.

Mange rapporter og statistiske oppgaver understreker regelmessig den stadig voksende forekomst av hjerte/karsykdom-mer, og disse bidrar i betydelig grad til en befolknings-dødelighet. Slike sykdommer unngås ikke engang av personer som, og da ofte feilaktig, betrakter seg selv som i besiddel-se av god helse.

Detekteringen eller oppsporingen av hjerteuregel-messigheter er vesentlig basert på elektrokardiogrammet; en slik prøve eller undersøkelse skulle imidlertid i et hvilket som helst tilfelle utføres av en spesielist på et legekontor.

I de fleste tilfeller blir en slik prøve eller undersøkelse foretatt mens sykdommen allerede foreligger; m.a.o. er der ikke noen tidlig detektering av sykdommen, mens de statistiske oppgaver viser at en innledende tidlig detektering ville være meget fordelaktig.

Det er derfor av innlysende årsaker blitt uunnværlig

å detektere eller spore opp tidlig i" størst mulig grad slike sykdommer i hjertemuskulaturen på annen måte enn bare ved å råde til fortsatte periodiske passende prøver, kontroller, undersøkelser o.l. En slik fremgangsmåte kan bl.a. ikke gi tilfredsstillende resultater fordi de fleste av de personer det gjelder er nølende og uvillige til å foreta prøver så lenge ^e bedømmer sin helsetilstand som tilfredsstillende.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å bidra positivt til den tidlige detektering og til forebygning av hjerteVkarsykdommer ved å anordne et apparat som er enkelt i bruk som er tilpasset for å gjøres tilgjengelig for det vanlige publikum på egnede steder. Dette apparat er istand til straks å vise uten assistanse av noen spesialist, eventuelle unormale tegn eller forstyrrelser av hjerteslagets rytme. Det er utelukket med slikt apparat å skaffe et elektrokardio-gram, men i stedet en forenklet informasjon som på en til-strekkelig måte vil vise spesielt hjerteslagets rytme, karakteristiske periodiske fenomener som lett kan forstås og hånd-teres eller analyseres.

Apparatet ifølge oppfinnelsen er følgelig innrettet for registrering spesielt av hjerteslagets frekvens og rytme fra nedtegningen av digitale pulser tatt opp gjennom en hvilken som helst enkel eller komplisert pletysmograf isk prosess. Med en slik prosess er det mulig å vise frem forandrin-gen i volum for et eller flere organer under innflydelsen av variasjonene i åpningen av karene som tømmer eller forsyner dette eller disse organer.

Nærmere bestemt ville hjertet under den ventrikulære kontraksjon (systol) trykke ut en viss mengde blod som be-veger seg langs de arterielle kar og gir foranledning på noen steder av det arterielle system til en forskyvning av arteri-enes vegger. En slik forskyvning føles på minst ett valgt sted av kroppen såsom tuppen av finger på en hånd. Således fås en mekanisk omsetning av passeringen av en viss mengde blod til et bestemt sted på kroppen.

Denne fremgangsmåte tar ikke med registrering av pulsen fordi dette ville kreve et spesielt apparat til å oppnå en analog kurve for forskyvningen av arterieveggene (sphygogram), men omfatter følingen av pulsslagene der hvor oppgavene sam-les eller tas opp og disse er fysikalsk av elementær art. Med et slikt apparat blir således det mekaniske fenomen med forskyvningen av veggene i en arterie på et spesielt sted av samme følt og dette fenomen vil bli gjentatt x ganger hvert minutt (frekvens pr. minutt) med en tidsperiode mellom hver opptreden av fenomenet som er enten konstant eller ikke (regu-læritet eller irregulæritet). Sagt på en annen måte gir et slikt apparat en kunstig nedtegning eller uttegning bestående av en serie like pulser, idet hver puls tilsvarer et slag av pulsen som føles ved hjelp av en egnet detekteringsinnretning.

Oppfinnelsen skaffer tilveie et apparat for registrering, kontroll og diagnose av særlig kardiovaskulære lidelser ved detekering og registrering av hjertets slagfrekvens og -rytme ut fra en digital pulsregistrering, pletysmografisk opptatt fra en hånds finger, omfattende en pulsdetekteringsinnretning bestående av en generator som genererer en kjent utstråling samt en tilhørende føler, x samvirke med generatoren og tilkoblet via signalbehandlingskretser til en registreringsinnretning innrettet for å registrere den representative informasjon for hjertets slagfrekvens og

-rytme på et registrerende medium, såsom en papirstrimmel, og apparatet er kjennetegnet ved at apparatet i kombinasjon omfatter minst to i og for seg kjente, men fysikalsk forskjellige detekteringsinnretninger valgt eksempelvis innenfor gruppene infrarøde eller elektromagnetiske detektorer og/eller ultralyddetektorer, idet detekteringsinnretningene er anordnet i nærheten av hverandre i en holder i hvilken en hånds

finger plasseres, at .signalbehandlingskretsene omfatter en multipleksenhet hvis innganger respektive er koblet via detektorkretser, forsterkere og signalformingskretser til detektor-innretningenes utganger som danner datalinjer hvorved den ene datalinje er koblet til registreringsinnretningen og hvor

minst én korrelasjonskrets er koblet mellom utgangene på signalformingskretsene og inngangene på multipleksenheten,

og at apparatet omfatter minst to terskelflip-flop som hver har to styreinnganger, idet styreinngangene på flip-flop kretsene respektive er tilkoblet en første krets som består av en ladekrets og en utladningskrets for konstant strøm til^henholdsvis fra en kondensator, og en andre krets som består av en ladekrets og en utladningskrets for konstant strøm til, henholdsvis fra en kondensator, mens styreinngangene på nevnte flip-flop respektive er tilkoblet den første og den andre krets for ladning og utladning.

Ifølge et annet kjennetegn ved oppfinnelsen er den anvendte detekteringsinnretning en optisk innretning (infrarød stråle), en ultralydinnretning, en innretning som benytter høyfrekvente oscillatorer med et meget lavt nivå, en ultralydinnretning som anvender den såkalte "Larsen"-effekt osv. idet disse innretninger plasseres på samme sted på menneske-kroppen, eller på forskjellige steder særlig når det dreier seg om detekteringsinnretninger av samme fysikalske art, for derved i størst mulig grad å unngå interferensfenomener.

I samsvar med et annet kjennetegn ved oppfinnelsen anvender nevnte detekteringsinnretninger en høyfrekvensoscil-lator med et meget lavt nivå omfattende en svingekrets tilkoblet en emitterkoblet transistor med amplitudetilbakekobling, slik at amplitudesvekking av svingningene (effekttap) som følge a,v volumøkning av en arterie ,på grunn ;avTdennes .pulse-rende ,blo,dstrøm kompenseres..; -r, r -, , -I samsvar med et-annet trekk ,ved.oppfinnelsen omfatter nevnte detekteringsinnretninger, når det .anvendes detektering av ultralyd ifølge Larsens effekt, en forsterknings-sløyfe og en målesløyfe for å ekstrahere de pulser som er representative for pulsslagene.

Ifølge enda et trekk ved oppfinnelsen omfatter apparatet minst én korrelasjonskrets som utfører iterativt korrelerende analyse, hvorved tidspunktet for en puls fra én detekteringsinnretning kan bestemmes i forhold til minst én av de foregående pulser som allerede er detektert av samme eller en annen detekteringsinnretning.

Blant de mange fordeler ved apparatet ifølge oppfinnelsen skal spesielt fremheves:

- dets enkelhet ved anvendelse,

- dets funksjon som en rettledning for helsen på samme måte som et termometer eller en veieinnret-ning, - det faktum at det er automatisk og krever hverken assistanse av en operatør for utførelse av sin funksjon eller av en spesialist for forståelse av resultatene.

Ytterligere karakteristiske trekk, fordeler og detal-jer vil fremgå klarere av følgende beskrivelse i forbindelse med de ledsagende tegninger som er rent skjematiske og bare viser illustrerende eksempler, og hvor fig. 1 skjematisk viser noen innretninger for detektering av pulsslagene i en finger tilhørende en bruker av apparatet i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 er et blokkskjema for de viktigste signalbehandlingskretser i apparatet ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser en detaljanordning av en første detekteringsinnretning ifølge oppfinnelsen, fig. 4 er et skjematisk riss av en annen detekteringsinnretning ifølge oppfinnelsen, fig. 5 er et grafisk kurvebilde som ved hjelp av inntegninger a og b viser prøve-resultater oppnådd med apparatet ifølge oppfinnelsen, fig. 6 viser den skjematiske oppbygging av en korrelasjonskrets som ved hjelp av iterativ korrelasjon analyserer samsvaret mellom ankommende pulser, og fig. 7 er et skjema som grafisk viser arbeidsprinsippet for kretsen på fig. 6.

På fig. 1 er skjematisk vist tre detekteringsinnretninger 1, 2, 3 i apparatet ifølge oppfinnelsen og hver innrettet for å føle pulsslagene i f.eks. en finger 4 på hånden til en bruker av apparatet, hvilken finger 4 legges eller tryk-kes mot en understøttelse eller lignende i en holder 5.

Detekteringsinnretningen 1 er f.eks. en konvensjo-nell optisk detekteringsinnretning som omfatter en generator 6 som sender ut en lysfluks eller stråle 7 mottatt av en til-hørende føler 6a.

Detekteringsinnretningen 2 er f.eks. en konvensjo-nell ultralyd-detektor av akustisk type eller eventuelt av elektromagnetisk art som omfatter en generator 8 som sender ut en ultralydbølge 9 mottatt av en tilhørende føler 8b. Som et eksempel er frekvensen for ultralydbølgen på flere mega-hertz .

Detekteringsinnretningen 3 er f.eks. en infrarød stråledetektor som omfatter en generator 10 som sender ut en infrarød stråle 11 mottatt av en tilhørende føler 10c. De infrarøde stråler kan f.eks. ha en bølgelengde på 900 nano-meter. Alle disse detektorer er vist innrettet for direkte transmisjon, dvs. en generator sammen med sin tilhørende føler anordnet på hver respektive side av fingeren 4. Det er imidlertid fullt mulig å innrette detektorene slik at de benytter dyp refleksjon, dvs. en generator sammen med sin tilhørende føler anbragt på samme side av fingeren 4, idet dette er fore-trukket i tilfelle f.eks. av en innretning for optisk detektering i synlig lys.

Med henvisning til fig. 2 er vist hvordan utgangene fra følerne 6a, 8b og 10c er forbundet respektive med inngangene på tre detektorer 12a, 12b og 12c. Utgangene fra disse tre detektorer 12a, 12b, 12c er tilkoblet tre forsterkere hhv. 13a, 13b og 13c. Utgangene fra forsterkerne er etter forming i signalformingskretser 14a, 14b, 14c koblet via en korrelasjonskrets 55 til inngangene (15a, 15b, 15c) på en mutiplek-ser 15 som utfører flere funksjoner og særlig gjør det mulig å:

- se hjerteslagfrekvensen og -rytmen for brukeren på en fremvisningsinnretning 16 eller høre den omvandlede hjerteslagfrekvens og -rytme ved hjelp av en lydproduserende innretning 16a, - registrere hjerteslagfrekvensen og -rytmen i en registreringsinnretning 17 med opptegning på et underlag og særlig på et filigranpapir i form av en strimmel 18 tilpasset det aktuelle behov; idet fremvisningen på innretningen 16, utsendel-sen fra lydinnretningen 16a og nedtegningen 17 på registreringsinnretningen skjer via utgangene på multiplekseren 15 over en datalinje 19, - foreta det eventuelle valg av en spesiell føler 6a, 8b eller 10c i samsvar med de data som er opp-samlet ved hjelp av multiplekseren 15 fra disse følere. For dette formål omfatter apparatet f.eks. en velger 20 hvis bevegelige anker eller åk 21 styres automatisk eller drives ved hjelp av en datalinje 23 som fører fra multiplekseren 15.

De stasjonære kontaktstykker 22 i velgeren 20 samvirker med det bevegelige anker eller åk 21 for å tilkoble den ene eller annen av følerne og for-bindes gjennom ledere 24 med følerne 6a, 8b, 10c,

- forandre generatorenes 6, 8, 10 frekvenser som

eventuelt er fastlagt ut fra en tilbakekobling. Disse generatorer er forbundet med multiplekseren 15 ved hjelp av datalinjen 25.

Med henvisning til fig. 3 er vist en spesiell detekteringsinnretning 2 som er en høyfrekvensoscillator med et meget lavt nivå i en amplitudetilbakekoblingssløyfe.

Denne detekteringsinnretning 2 omfatter en oscillerende transistor 31 med emitterkobling. Emitteren på denne transistor 31 er tilkoblet en avstemt emitterkrets 8 som omfatter en induktivitet eller spole Ni, hvis ene ende er forbundet med emitteren på transistoren 31 og hvis annen ende er koblet til jord. En kondensator Cll er eventuelt parallellkoblet med spolen Ni for å øke svingningen.

Kollektoren på den oscillerende transistor 31 er koblet til en avstemt kollektorkrets 8b som omfatter en induktivitet eller spole N2, hvis ene ende er koblet til kollektoren på transistoren 31 og hvis annen ende er koblet til en spenningskilde (+V). En kondensator C12 ,er parallellkoblet med spolen N2.

Kollektoren på den svingende transistor 31 er for-trinnsvis tilkoblet en opptakskrets RCl for å ta ut høyfrekvens-signalet fra oscillatoren og omfatter en resistor R3 og en

j kondensator C3 koblet i serie.

Den side av kondensatoren C3 som vender bort fra resistoren R3, er tilkoblet basen på en forsterkertransistor 32 hvis emitter er jordet. En resistor R4 for forspen-ning og negativ tilbakekobling av transistoren 32 er koblet

, mellom kollektor og base på denne transistor. Kollektor på forsterkertransistoren 32 er tilkoblet spenningskilden (+V) over en belastningsresistor R5.

Kollektoren på en forsterkertransistor 32 er koblet til en derivasjonskrets DR som består av en kondensator C6 og en jordet resistor R6.

Derivasjonskretsen DR er koblet til en detektorkrets DE bestående av to dioder 33, 34. Koblingspunktet mellom resistoren R6 og kondensatoren C6 er forbundet med katoden på dioden 33 og anoden på dioden 34, mens diodens 34 katode er jordet. Anoden på dioden 33 er koblet til detektorens filterkondensator C7.

Koblingspunktet mellom dioden 33 og kondensatoren

C7 er forbundet med to strømbegrensende resistorer R7, R8

som er seriekoblet. Den annen ende av resistoren R8 er koblet til en glidekontakt på et potensiometer 35 for justering av amplituden for svingningene av transistoren 31 via to Darlington-koblede transistorer 36 og 37 beskrevet i det følgende.

Koblingspunktet mellom de strømbegrensende resistorer R7, R8 er forbundet med en styrekrets CO for styring av basestrømmen på den svingende transistor 31 og avkoblet med en filterkondensator C8. Denne styrekrets består av to transistorer 36, 37 koblet i xaskade som et Darlington-par. Emitteren på transistoren 37 er koblet til en resistor R9 for begrensning av basestrømmen for den svingende transistor 31. Denne resistor er på den ene side tilkoblet basen på transistoren 31 og på den andre side koblet til jord over en avkoblings-kondensator C9 for høyfrekvens, idet opptakskretsen RC1, forsterkertransistoren 32, derivasjonskretsen DR, detektorkretsen DE og styrekretsen CO som således danner en seriekobling, utgjør en amplitudetilbakekoblingssløyfe 30.

Utgangen på denne detekteringsinnretning 2 befinner seg i koblingspunktet mellom kondensatoren C7 (detekterings-kondensator) og den strømbegrensende resistor R7. Dette koblingspunkt er ved hjelp av en resistor RIO forbundet med basen på en strømforsterkende transistor 38 hvis kollektor er forbundet med spenningskilden (+V) og hvis emitter er koblet til jord over en belastningsresistor Ril. Det forsterkede signal tas fra emitteren på den impedanstilpassede forsterken-de transistor 38, føres til et båndpassfilter 39 og deretter til en signalformingskrets 40 for å få en analyserbar basis-informasjon. Den strømforsterkende transistor 38, båndpass-filteret 39 og signalformingskretsen 40, hvilke til sammen danner en seriekobling, utgjør en koblingssløyfe BC1 som forbinder utgangen av detektoren D2 med inngangen 55c på korre-las jonskretsen 55.

Fig. 4 viser en annen type detekteringsinnretning ifølge oppfinnelsen. Denne innretning 2 er en ultralydinnretning som omfatter en ultralydgenerator 8 og en føler 8b for mottagning av de utsendte ultralyder. Til denne generator 8 og føler 8b hører en svingekrets DO og en koblings-sløyf e BC2. Svingekretsen omfatter en forsterker 48 hvis inngang er koblet til utgangen av føleren 8b. Utgangen fra forsterkeren 48 er koblet til inngangen på en attenuator 49, hvis utgang er koblet til ultralydgeneratoren 8.

Koblingssløyfen BC2 omfatter en krets som bestemmer sløyfens tidskonstant, og denne krets består av en resistor R12 i serie med en kondensator CIO, eventuelt kan andre tids-konstantkretser benyttes. Resistoren R12 er tilkoblet utgangen fra ultralydføleren 8b og kondensatoren CIO er koblet til en måleforsterker 50. Utgangen fra denne forsterker er tilkoblet en detektor 51 som likeretter de mottatte signaler til en likespenning. Likespenningen på utgangen av detektoren 51 gir da styring av attenuatoren 49 som f.eks. kan være en dynamisk likespenningsstyrt attenuator. lilbakekoblings-sløyfens forsterkede og likerettede signaler på utgangen av detektoren 51 blir deretter tilpasset og formet i en krets 52 for ved dennes utgang S å gi et signal som kan anvendes av multiplekseren 15, idet dette signal først føres til inngangen 55b på en korrelasjonskrets 55.

Apparatet omfatter minst én korrelasjonskrets som utfører iterativ korrelerende analyse, og en slik krets er vist skjematisk på fig. 6. Med denne krets er det mulig å fastlegge tidspunktet for en puls fra én detekteringsinnretning i forhold til i det minste én av de foregående pulser som allerede er detektert av en annen detekteringsinnretning. Denne krets 55 omfatter: - En første krets 5 6 som hovedsakelig omfatter en krets 56a (spenning V, motstand R) for ladning av en kondensator Cl med en konstant strøm via en bryter II, og en krets 56b for utladning, også med en konstant strøm (resistor Ri via en bryter I'l, f.eks. mekanisk tilkoblet bryteren II), av kondensatoren Cl. Lade- og utladningskretsen 56a hhv. 56b er tilkoblet styreinngangene 23 hhv. 22 på to terskél^Elip-flop e.l. multivibrator- eller vippekretser Bl hhv. B2. - En annen krets 57 i likhet med den foregående og omfattende en krets 57a for ladning (spenning V, motstand R) av en kondensator C2 med konstant strøm via en bryter 12, og en krets 57b for utladning, også med en konstant strøm, av kondensatoren C2, bestående av en resistor R2 i forbindelse med en bryter I'2, er mekanisk koblet f.eks. til bryteren 12. Denne lade- <p>g utladningskrets 57a hhv. 57b er respektive forbundet med styreinngangene e4 og el på to terskel-flip-flop eller lignende multivibrator- eller vippekretser Bl og B2.

Tilkoblingene til denne korrelasjonskrets 55 for iterativ analyse av pulstidspunkter skal beskrives mer detaljert senere under forklaringen av apparatets virkemåte.

Funksjonen av det tidligere beskrevne apparat er som følger.

Brukeren som ønsker å foreta en test, begynner med først å sette apparatet i drift på en eller annen måte, såsom f.eks. ved å plassere fingeren, betjening av en trykknapp, innføring, av en mynt i en sliss i apparatet, eller liknende.

I det tilfelle hvor apparatet er utstyrt med konven-sjonelle detekteringsinnretninger 1, 2, 3 (fig. 1 og 2), vil innkoblingen av apparatet eller styringen av dette føre til energisering av generatorene 6, 8, 10. Uten at noen gjen-stand er innført for avbryting av strålene eller bølgene 7,

9, 11 fra generatorene 6, 8, 10, vil de respektive følere 6a, 8b, 10c som hører til generatorene, motta den utsendte stråle eller bølge uten hindring. Detektorene 12a, 12b, 12c som hører til de respektive følere 6a, 8b, 10c og som er følsomme for og vil reagere på amplitudevariasjonene for de elektriske signaler fra følerne 6a, 8b, 10c, vil da ikke gi noe utgangs-signal fordi strålen eller bølgen 7, 9, 11 utsendt av generatorene 6, 8, 10 ikke varierer på følersiden. Multiplekseren 15 vil ikke få noe signal og det kan ved fremvisningsinnretningen 16 være anordnet en indikerings- eller kontrollampe som bare viser at apparatet er koblet inn, dvs. at spenning er påtrykt.

Etter kontroll av innkoblingen plasserer så brukeren en finger på et sted som er nærmere angitt på apparatet, slik at de forskjellige stråler hhv. bølger som sendes ut av detekteringsinnretningenes 1, 2, 3 generatorer, delvis hind-res.

Lysstrålen 7 fra generatoren 6 vil delvis absorberes av brukerens finger 4, slik at føleren 6a som hører til generatoren 6, vil avlevere et signal med mindre amplitude. Disse amplitudevariasjoner vil detekteres av detektoren 12a som igjen vil generere et signal forsterket av den tilhørende forsterker 13a og formet av den tilhørende signalformingskrets 14a. Dette signal mottas deretter av multiplekseren 15.

Bølgen 9 hhv. strålen 11 fra generatorene 8 og 10 vil også bli forstyrret og de signaler som sendes ut av følerne 8b og 10c vil bli behandlet på samme måte som signalet utsendt av føleren 6a.

I den som eksempel viste utførelse vil multiplekseren 15 tilsvarende motta tre signaler som i virkeligheten ikke er av betydning for prøven fordi de bare viser tilstedeværel-sen av et fremmedlegeme eller stoff i strålebanen mellom generatorene og detekteringsinnretningene 1, 2, 3. Hvis dette fremmedlegeme er inert, vil multiplekseren ikke lenger motta noe signal. Hvis derimot fremmedlegemet har et varierende volum vil den energi som absorberes variere og dette vil gjenspeiles i amplitude- og/eller frekvensvariasjoner for signalene ved utgangene av følerne 6a, 8b, 10c. I den an-gjeldende anvendelse vil denne volumforandring opptre i fingerens blodårer som vil ekspandere ved hvert ankommende puls-slag i fingerens arterier.. Angitt på en annen måte, vil det være amplitudevariasjoner i de signaler som utsendes av føler-ne 6a, 8b, 10c. Disse variasjoner vil derfor føre til et signal som vil bli mottatt av multiplekseren 15.

Multiplekserens oppgave er å sammenligne, blande, korrelere, interpolere osv. disse forskjellige mottatte signaler for å analysere eller tolke dem med det formål å trekke ut fullstendig informasjon eller data med stor pålitelighet og meget høy sannsynlighet for sannferdighet på den ene side såvel som sekundær informasjon som fremkommer indirekte eller kan utledes indirekte på den annen side.

Denne opplysning og særlig den digitalt opptatte pulsfrekvens sendes deretter over datalinjen 19 til den visuelle fremvisningsinnretning 16 og/eller til lydinnretningen 16a, og/eller til registreringsinnretningen 17 med nedtegning på et filigranpapir i form av en strimmel 18.

På fig. 5 er vist to typiske nedtegninger a, b som respektive representerer to hjerteslagfrekvenser trykket på filigranstrimmelen 18. Fremstilling a viser en normal hjerteslagfrekvens, mens registrering b viser en unormal hjerte-slagf rekvens . Analyse av disse kurver er nødvendig for at brukeren skal kunne trekke korrekte slutninger av registre-ringene .

Ved hjelp av datalinjen 25 som fører ut av multiplekseren, er det mulig å forandre egenskapene for generatorene 6, 8, 10 hvis de mottatte signaler i multiplekseren 15 f.eks. viser seg å avsløre uregelmessigheter. Det er like-ledes mulig å betjene velgeren 20 for valg av f.eks. en spesiell føler som sannsynligvis vil gi de beste resultater.

Det er et faktum at siden detekteringsinnretningene har forskjellig fysikalsk natur, kan disse reagere forskjellig i forhold til forskjellige brukere.

Med henvisning til fig. 3 skal beskrives funksjonen av detekteringsinnretningen 2 som med fordel kan erstattes av en av detekteringsinnretningene 1, 2, 3 på fig. 1.

Når først detekteringsinnretningen 2 er innkoblet eller er påtrykt driftsspenning vil den oscillerende transistor 31 generere svingninger med amplitude i størrelsesordenen 100 millivolt. Hvis et fremmedlegeme føres inn mellom de to spoler Ni og N2 i henholdsvis emitterkretsen og den avstemte kollektorkrets, vil svingningsamplituden reduseres på grunn av minsket Q-verdi i den avstemte krets såvel som grunnet minsket kobling mellom emitter og kollektor på transistoren 31. Som tidligere vil de forekommende pulseringer av blod-strømmen i fingerens 4 årer, når en finger er innskutt mellom spolene NI og N2 hver gang forandre svingningsamplitudene fra transistoren 31.

En meget liten del av transistorens 31 kollektor-signal tas ut over en opptakskrets RC1 som består av en seriekobling av en resistor R3 og en kondensator C3. Det er viktig ikke å ta ut mer enn et svakt signal for å unngå å innføre for stor dempning i kretsen, hvilket kunne føre til at oscillasjonen opphørte. Av denne grunn er koblingen meget svak og i det beskrevne tilfelle er motstanden R3 forholdsvis stor.

Det signal som tas ut av opptakskretsen RC1 blir deretter forsterket ved hjelp av forsterkertransistoren 32. Det forsterkede signal føres deretter til enderivasjonskrets DR bestående av kondensatoren C6 og resistoren R6. Deretter sperres de positive pulser med en diode 34 slik at bare de negative pulser føres gjennom dioden 33. Dette negative signal blir deretter subtrahert fra det innledende signal for justering av svingetransistoren 31 gitt ved resistoren R8 og potensiometeret 35. Spenningen i dette koblingspunkt for resistorene R7 og R8 vil avta, dvs. at spenningen på basen på transistoren 36 og følgelig spenningen på basen på den svingende transistor 31 vil bli redusert. Under slike forhold vil spenningen kollektor-base på transistoren bli økt, hvorved det er mulig å ta opp eller kompensere reduksjonen av svingninger bevirket av den ankommende strømning av blod i fingeren 4. Det er følgelig skaffet en meget høy-frekvent oscillator med et meget lavt nivå som er bestemt av en amplitudetilbakekobling. De negative pulser ved utgangen av dioden 33 og som fremkommer som følge av elektronisk spenningsdobling fra tilbakekoblingssløyfen, forsterkes i transistoren 38 og formes i signalformingskretser 39 og 40 for ved utgangen S å få pulser som er tilpasset multiplekseren 15.

Med henvisning til fig. 4 skal beskrives en annen utførelse av en detekteringsinnretning 2 i samsvar med oppfinnelsen.

Denne innretning 2 er en ultralydinnretning som benytter Larsen-effekten. Ultralyd utsendes av generatoren 8 og mottas av føleren 8b. Svingepulsene ved utgangen av føle-ren 8b forsterkes av forsterkeren 48 og mates deretter igjen inn i generatoren 8 via en styrbar attenuator 49. Under slike forhold blir endel av utgangsenergien igjen matet inn i inngangen for å opprettholde svingningene. Som tidligere vil plasseringen av brukerens finger 4 mellom generatoren 8 og føleren 8b sammen med ankommende strømninger av blod i fingeren 4 indusere amplitudevariasjoner av svingningene ved føle-ren 8b. Ved hjelp av resistoren R12 og kondensatoren CIO

tas en meget liten del av det signal som går ut fra føleren 8b. Dette svake signal forsterkes ved hjelp av forsterkeren 50. På samme måte som for detekteringsinnretningen beskrevet med henvisning til fig. 3, må bare et svakt signal tas eller plukkes opp for ikke å forstyrre svingningene. Det vekslende signal som opptas, blir deretter omvandlet av detektoren 51 til et kontinuerlig eller likerettet signal som gjør det mulig å drive eller styre attenuatoren 4 9 slik at den kompenserer svingningsfallene indusert ved de ankommende strømninger av blod i fingeren 4 på brukeren. Signalet ved utgangen av detektoren 51 signalbehandles av kretsen 52 på en konvensjo-

nell måte for å skaffe ved utgangen S pulser som er tilpasset multiplekseren 15.

Med henvisning til fig. 6 og 7 skal nå beskrives funksjonen og betjeningen av korrelasjonskretsen 55.

Hvis vi antar at en puls A ankommer til inngangen av korrelasjonskretsen 55, vil denne puls A åpne bryteren 12

i kretsen 57 og slutte bryteren I<1>2 for å tillate den "forut oppladede" kondensator C2 å bli utladet med en konstant strøm inn i resistoren R2. Når spenningen over klemmene av kondensatoren C2 er lik terskelspenningen for flip-flop B2, blir sistnevnte koblet inn eller gjort ledende. Fra dette øyeblikk vil flip-flop B2 slippe gjennom de pulser den mottar ved sin inngang 55b og som kommer fra en annen detekteringsinnretning. Normalt vil en puls B et kort tidsintervall senere komme fra den annen detekteringsinnretning, og denne puls vil bevirke at bryteren 12 i kretsen 57 slår om slik at kondensatoren C2 påny lades med en konstant strøm, og kondensatoren utlades fra dette øyeblikk ikke lenger i resistoren R2<1> siden bryteren I'2 åpnes i synkronisme med bryteren 12. Når ladespenningen over kondensatoren C2 igjen har nådd terskelen for flip-flop B2, blir sistnevnte koblet ut eller gjort ikke-ledende. Det er således fastlagt en varighet dl, under hvilken flip-flop B2

er innkoblet eller ledende.

Når kondensatoren C2 fortsatt lades, vil ladespenningen nå terskelen for flip-flop Bl og stille denne i påvente av ankomst av en puls A. Ved ankomsten av denne puls A fra den første detektor, kobles bryteren 12 igjen over for å bevirke utladning av kondensatoren C2 med en konstant strøm. Under utladningen vil spenningen på kondensatoren C2 igjen passere terskelen for flip-flop Bl og koble denne ut igjen. Det er således blitt fastlagt en varighet d2, under hvilken flip-flop Bl er koblet inn for å la informasjoner eller data som kommer fra den første detekteringsinnretning, passere gjennom til inngangen 55c på flip-flop Bl.

Hvis antesiperingene er korrekte blir flip-flop Bl og B2 koblet inn umiddelbart før det opptrer en puls og deretter koblet ut.

Når derimot pulsen B unnlater å komme etter at flip-flop B2 er koblet inn, vil sistnevnte forbli innkoblet og vil la alle informasjoner eller data passere som kommer fra den annen detekteringsinnretning. M.a.o. vil sluttinformasjonén ikke være særlig selektiv.

Den nettopp gjennomgåtte tankegang under betraktning av utgangspunktet ved ankomsten av en puls A er nøyaktig den

samme hvis man betrakter ankomsten av en puls B for å fastlegge opptreden av den neste puls A. I et slikt tilfelle er det kretsen 56 som.skal betraktes. I virkeligheten arbeider begge kretser 56 og 57 tilnærmet samtidig.

I tilfelle av at det ikke opptrer noen puls A eller B er det mulig å kompensere denne mangel ved å mate inn en puls som gjør det mulig å bringe kondensatoren Cl eller C2 tilbake til vanlige driftsforhold. Denne krets 55 tillater derfor oppnåelsen av god selektivitet ved informasjon særlig når hjerteslagrytmen er forholdsvis regelmessig.

Korrelasjonskretsen kan innskytes foran multiplekseren 15, dvs. at pulsene vil gå gjennom flip-flop Bl og B2 og overføres til multiplekseren 15 for å skaffe fremvisning og/eller høring og/eller registrering av hjerteslagrytmen.

Det skal bemerkes at korrelasjonskretsen 55 kan omfatte en tredje vippekrets eller flip-flop hvis inngang 55a da vil være tilkoblet utgangen Sa på signalformingskretsen 14a, mens de øvrige innganger 55b hhv. 55c på flip-flop B2

og Bl er koblet til utgangene Sb hhv. Sc på signalformingskretsene 14b og 14c.

I den som eksempel beskrevne utførelse er det an-tatt at de tre detekteringsinnretninger anvendes på én og samme finger 4 hos brukeren. Det er selvsagt mulig å anordne disse innretninger på flere fingre på hånden. Detekteringsinnretningen er vist på fig. 3 og kan selvsagt utføres med integrerte kretser.

Det må også fremheves at multiplekseren 15 kan motta analog informasjon eller data for eventuell servostyring eller tilbakekoblingsformål fra signalbehandlingskretsene som former signalene fra følerne og denne mulighet er vist på fig. 2 ved forbindelsen 60 trukket med brutte linjer.

Det nettopp beskrevne apparat kan også inkludere andre kretser særlig tilhørende multiplekseren 15 for å gjøre det mulig å indikere f.eks. ved fremvisningsinnretningen 16 indikasjoner i forbindelse med sannferdigheten av opplysninger eller data som vil bli skrevet ned eller registrert f.eks. på en filigranpapirstrimmel 18.

De registreringer som fås med apparatet er av elementær, men nøyaktig art, dvs. at de gjør det mulig å kontrollere, sjekke eller teste hjerteslagets rytme og frekvens. En unormal rytme kan uten videre detekteres tidlig etter at det eventuelt er utført en annen test for å bekrefte den første.

Det er også mulig ved anvendelse av flere detekteringsinnretninger å måle blodstrømmens forplantning i årene. Med en første detekteringsinnretning såsom en føler anbragt på hjertet, detekteres slaget av sistnevnte og med en annen detekteringsinnretning som de allerede beskrevne, detekteres øyeblikket for ankomsten av pulsen f.eks. i en finger på brukeren. Fra disse to målinger er det lett å bestemme forplant-ningshastigheten.

Et slikt apparat kan derfor gjøres lett tilgjengelig for det vanlige publikum og være til betydelig hjelp ved kontroll, tester eller sjekking og vil kunne bidra til en tidlig detektering eller diagnose av hjerte/karsykdommer.

Claims (11)

1. Apparat for registrering, kontroll og diagnose av særlig kardiovaskulære lidelser ved detektering og registrering av hjertets slagfrekvens og -rytme ut fra en digital pulsregistrering,pletysmografisk opptatt fra en hånds finger (4), omfattende en pulsdetekteringsinnretning (1, 2, 3) bestående av en generator (6, 8, 10) som genererer en kjent utstråling samt en tilhørende føler (6a, 8b, 10c), i samvirke med generatoren og tilkoblet via signalbehandlingskretser (12a, 12b, 12c, 13a, 13b, 13c, 14a, 14b, 14c) til en registreringsinnretning (17) innrettet for å registrere den representative informasjon for hjertets slagfrekvens og -rytme på et registrerende medium, såsom en papirstrimmel, karakterisert ved at apparatet i kombinasjon omfatter minst to i og for seg kjente, men fysikalsk forskjellige detekteringsinnretninger valgt eksempelvis innenfor gruppene infrarøde eller elektromagnetiske detektorer og/ eller ultralyddetektorer, idet detekteringsinnretningene er anordnet i nærheten av hverandre i en holder (5) i hvilken en hånds finger (4) plasseres, at signalbehandlingskretsene (12a-c, 13a-c, 14a-c) omfatter en multipleksenhet (15) hvis innganger (15a, 15b, 15c) respektive er koblet via detektorkretser (12a, 12b, 12c), forsterkere (13a, 13b, 13c) og signalformingskretser (14a, 14b, 14c) til detektorinnret-ningenes utganger (19, 23) som danner datalinjer hvorved den ene datalinje (19) er koblet til registreringsinnretningen (17) og hvor minst én korrelasjonskrets (55) er koblet mellom utgangene (Sa, Sb, Sc) på signalformingskretsene (14a-c) og inngangene (15a-c) på multipleksenheten (15), og at apparatet omfatter minst to terskelflip -flop (B^, B2) som hver har to styreinnganger (e^, e^; e^, e2), idet styreinngangene (e^, e^) på flip-flop (Bj) respektive er tilkoblet en første krets (56) som består av en ladekrets (56a) og en utladningskrets (56b) for konstant strøm til,henholdsvis fra en kondensator (Cl), og en andre krets (57) som består av en ladekrets (57a) og en utladningskrets (57b) for konstant strøm til,henholdsvis fra en kondensator (C2), mens styreinngangene (e^, e2) på flip-flop (B2) respektive er tilkoblet den første (56) og den andre krets (57) for ladning.og utladning.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at multipleksenheten (15) også over den andre datalinje (23) er tilkoblet en velger (20) som kan velge én av generatorene (8, 10) som frembringer utstråling i detektorinnretningene (2, 3) i avhengighet av de mottatte signaler på inngangene (15a-c) på multipleksenheten (15).

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at én av detekteringsinnretningene (2, 3) omfatter en generator (10) som sender ut en infrarød stråle (11), og en føler (10c) følsom for infrarød bestråling, og at den andre av de to detekteringsinnretninger (2, 3) omfatter en generator (8) for utsendelse av en ultra-lydbølge (9) med høy frekvens, idet generatoren (8) samvirker med en føler (8b) for ultralydbølger.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den ene av de to detekteringsinnretninger (2, 3) omfatter en generator (10) for utsendelse av en infrarød bølge (11) med høy frekvens og en føler (10c) for infrarød bestråling, og en generator (8) for elektromagnetisk utstråling med høy frekvens og som samvirker med en føler (8b) som er følsom for et elektromagnetisk felt, idet generatoren (8) er tilkoblet emitteren av en transistor (31) som svinger med en høy frekvens, men med svært lavt nivå, mens føleren (8b) er tilkoblet til denne transistors (31) kollektor, og hvor en amplitudetilbakekoblingssløyfe (30) er koblet mellom transistorens (31) base og emitter for å kompensere for de tap som innføres i transistorens oscilla-sjonskrets som følge av fingeren (4) og dennes blodstrøm.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at tilbakekoblingssløyfen (30) omfatter en seriekoblet opptakskrets (RC1) som opptar en liten del av transistorens (31) høyfrekvente signal, en forsterkerkrets (32) for dette opptatte signal, en derivasjonskrets (DR), en detektorkrets (DE) og en styrekrets (CO) for den oscillerende transistors (31) basestrøm.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at styrekretsen (CO) for base-strømmen består av to transistorer (36, 37) anordnet som et Darlington-par.

7. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at generatoren (8) består av en/ en spole (Ni) parallellkoblet med kondensator (CIO), og at føleren (8B) består av en spole (N2) parallellkoblet med en kondensator (Cll).

8. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at en tilbakekoblingssløyfe (BCl) forbinder detektorkretsen (DE) med inngangen (55c.) på korrelasjonskretsen (55) og omfatter en seriekobling av en transistor (38) koblet som forsterker, et båndpassfilter (39) koblet til transistorens (38) emitter og en signalbehandlings-krets (40).

9. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at de to detekteringsinnretninger (2, 3) omfatter en generator (10) som sender ut en infrarød stråle (11) med høy frekvens og som samvirker med en føler (10c) følsom for infrarød bestråling, med en generator (8) for utsendelse av en ultralydbølge (9) i samvirke med en føler (8b) følsom for ultralyd, en tilbakekoblingssløyfe (BO) for positiv tilbakekobling mellom følerens (8b) utgang og generatorens (8) inngang, og en koblingssløyfe (BC2) anordnet mellom følerens (8b) utgang og inngangen (55b) på korrelasjonskretsen (55) .

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at tilbakekoblingssløyfen (BO) omfatter en forsterker (48) tilkoblet utgangen av føleren (8b), idet forsterkeren (48) er tilkoblet inngangen av en dynamisk attenuator (49) hvis utgang er tilkoblet ultralydgeneratoren (8).

11. Apparat ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at koblingssløyfen (BC2) omfatter en opptakskrets (RC2) for de svingninger som opptas av føleren (8b) og som består av en seriekobling av en resistor (R12) og en kondensator (CIO), idet resistoren (R12) er tilkoblet utgangen av føleren (8b) mens kondensatoren, (CIO) er tilkoblet en måleforsterker (50) hvis utgang er koblet til en detektor (51) som utfører en likeretting av de mottatte signaler, hvorved disse, når likerettet, gir styrespenning til den dynamiske attenuator (49).