DE1466669C3

DE1466669C3 -

Info

Publication number: DE1466669C3
Application number: DE1466669A
Authority: DE
Inventors: William Edward Torrance Mills; Clifford Tolling Hills Estates Sanctuary
Original assignee: Del Mar Engineering Laboratories
Current assignee: Del Mar Engineering Laboratories
Priority date: 1962-09-10
Filing date: 1963-07-26
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE1466669A1; DE1466669B2; SE321541B; US3267933A; GB1025209A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Auswerteeinrichtung zum Analysieren einer Folge von aperiodischen Analogsignalen mit- ähnlicher Wellenform, z. B. Elektrokardiogrammen, hinsichtlich ihrer Wellenform, mit einer Vorrichtung, die Triggersignale von einem bestimmten Teil der Eingangssignale ableitet, und mit einer die Eingangssignale aufnehmenden Abtastvorrichtung, die eine auf die Triggersignale ansprechende Vorrichtung enthält, die die Amplitude der Eingangssignale genau dann, wenn die Triggersignale auftreten, abtastet.

Mit einer derartigen Einrichtung läßt sich die Amplitude von Signalen bekannter Grundform, die in einer unregelmäßigen Folge auftreten, zu einer bestimmten Zeit nach Beginn jedes der Signale ermitteln. Dadurch ist es möglich, verschiedene Änderungen bei solchen Signalen festzustellen.

Mit der beschriebenen Auswerteeinrichtung kann man beispielsweise in einer Folge auftretende Zündimpulse einer Zündschaltung für Kraftfahrzeuge auf Änderungen des Widerstands vor und nach dem. Schließen des Unterbrechens untersuchen.

Es ist ημη häufig erwünscht, die Änderungen der beschriebenen Signale auch optisch beobachten zu können. Dies ist beispielsweise bei der Untersuchung eines nur hin und wieder einmal fehlerhaft arbeitenden Unterbrechers der oben erwähnten Zündschaltung zweckmäßig, da sich das fehlerhafte Arbeiten Tiäufig erst nach Beobachtung einer großen Folge von Zündimpulsen erkennen läßt.

Insbesondere ist aber die optische Beobachtung von Folgen aperiodischer Eingangssignale in der Medizin notwendig. Beispielsweise erzeugt die Ausdehnung und Zusammenziehung des Herzmuskels elektrische Signale, die durch den Körperteil an der Oberfläche der menschlichen Haut umlaufen. Diese Signale, die durch auf der Hautoberfläche geeignet angelegte Elektroden abgetastet werden können, sind sogenannte elektrokardiographische oder EKG-Signale.

Die Impulsformen dieser Signale stehen mit der Tätigkeit und dem Zustand des Herzmuskels in einer bekannten Beziehung. Bei Verwendung eines geeignet

ten Kathodenstrahloszillographen, Elektrokardio- Eine derartige Auswerteinrichtung gibt jedesmal

graphen oder eines ähnlichen Gerätes: können die dann einen sich von den Ausgangsimpulsen bei nor-Wellenformen der EKG-Signale sichtbar gemacht maler bekannter Grundform der Eingangssignale 'werden. Ein Facharzt kann dann das Elektrokardio- unterscheidenden Impuls ab, wenn die Kurvenform gramm beobachten und daraus die charakteristischen 5 des Eingangssignals bei einer bestimmten Phase von Eigenschaften des Herzens bestimmen. der der Normalkurve abweicht.

Wenn auch auf diese Art viele Herzfehler fest- Die beschriebene Anordnung eignet sich insbeson-

gestellt worden sind, so hat sich doch herausgestellt, dere zur Untersuchung von elektrokardiographischen daß das Ausbleiben eines gestörten EKG-Signals bei Signalen, wobei diese Untersuchung weitgehend der Untersuchung noch nicht eine ganz zuverlässige 10 selbsttätig erfolgt. .

Anzeige für ein normales und gesundes Herz ist. Ferner kann man auch eine Folge von Zünd-

Frühformen von Herzfehlern erzeugen gestörte EKG- impulsen einer Zündschaltung für Kraftfahrzeuge, Signale nur in zufälligen oder unregelmäßigen Ab- deren Frequenz sich mit der Drehzahl des Motors ständen und/oder nur, wenn sich der Patient auf be- ändert, mit der erfindungsgemäßen Auswerteeinrichstimmte Weise betätigt. Um solch gestörte EKG- 15 tung in einfacher Weise auf Veränderungen der Signale aufzuzeichnen, ist es also notwendig, die ejek- Amplitude einzelner Signale untersuchen. Dabei wertrokardiographischen Signale, die während eines aus- den die Hauptzündspitzen zum Triggern verwendet, gedehnten oder langen Zeitabschnittes, während- und es wird bei einer bestimmten Phase jedes Imdessen sich der Patient auf die verschiedenste Weise pulses der Strom oder der Widerstand gegenüber der betätigt, erscheinen, festzuhalten. Früher war es 20 Zündspannung gemessen.

äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich, die erfor- Die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung kann

derliche Menge von EKG-Signalen zu sammeln und beispielsweise zusammen mit einer anderen Ausdies war insbesondere dann schwierig, wenn sich der Werteeinrichtung verwendet werden, bei der die Patient betätigte. Außerdem war es notwendig, daß Wellenform der Signale sichtbar auf dem Bildschirm sich ein Facharzt die einzelnen Wellenformen müh- 25 eines Kathodenstrahloszillographen erscheint, so daß sam betrachtet und sich bemüht, die Eigenschaften die aufeinanderfolgenden Signale zum direkten sichtder EKG-Signale zu bestimmen, wenn die erforder- baren Vergleich einander überlagert sind. Die erfinliche Menge von Aufzeichnungen vorhanden ist. Dies dungsgemäße Einrichtung ist jedoch nicht auf die ist eine zeitraubende Arbeit, die große Übung er- Verwendung zusammen mit einem Sichtgerät befordert. Außerdem hängt die Genauigkeit der Be- ₃₀ schränkt.

Stimmung stark von der Geschicklichkeit und dem Eine Ausführungsform der Erfindung wird nach-

Beurteilungsvermögen des Facharztes ab. Um diese stehend an Hand der Zeichnungen im Zusammen-Schwierigkeit zu beheben, wurde bereits vorgeschla- hang mit der Untersuchung von EKG-Signalen beigen (deutsche Patentanmeldung P 14 66 821.4) die spielshalber beschrieben. Dabei zeigt
sichtbaren Bilder der Wellenform der aufeinander- ₃₅ F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform folgenden EKG-Signale den Bildern von vorher- der elektrischen Auswerteeinrichtung gemäß der Ergehenden Wellenformen mit hoher Geschwindigkeit findung,

zu überlagern. Diese Geräte sind wertvoll, wenn man F i g. 2 ein typisches Elektrokardiogramm, welches

EKG-Signale mit hoher Geschwindigkeit beobachtet von der elektrischen Auswerteeinrichtung nach und analysiert. Sie sind auch wichtig, da sich durch ₄₀ Fig. .1 sichtbar gemacht ist und
die verbesserte Genauigkeit gestörte Herzschläge auf- F i g. 3 eine Ansicht einer typischen Anzeige, die

decken und erkennen lassen, insbesondere wenn sie sich bei einer Messung einer der Eigenschaften einer in zufälligen oder unregelmäßigen Abständen auf- Folge von elektrokardiographischen Signalen ergibt, treten. Die Genauigkeit der Zerlegung der einzelnen Die Erfindung ist insbesondere in den elektro-

Signale hängt jedoch immer noch von der Geschick- ₄₅ kardiographischen Geräten 10 verkörpert, die die lichkeit des Facharztes ab, die verschiedenen Eigen- elektrokardiographischen oder EKG-Signale sichtbar schäften der Wellenform genau zu bestimmen. machen und ausgewählte Kennzeichen eines Signals

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine messen. In dem vorliegenden Beispiel enthalten die elektrische Auswerteeinrichtung zu schaffen, mit der elektrokardiographischen Geräte 10 einen Eingangseine Änderung der Wellenform der aperiodischen ₅₀ teil, der die EKG-Signale vom Patient her erhält. Wie Analogsignale weitgehend selbsttätig festgestellt wer- später noch deutlich wird, hat man gerne für die den kann. , EKG-Signale am Eingang eine Zeitverzögerung. Dem-

Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen - Aus- entsprechend kann z. B. ein Bandaufnahmegerät 12 Werteeinrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch zur wenigstens zeitweisen Speicherung der EKG-gelÖst, daß neben der einen Abtastvorrichtung eine ₅₅ Signale vorgesehen sein. Dieses Bandaufnahmegerät entsprechende weitere Abtastvorrichtung vorgesehen 12 kann auf bekannte Weise die Signale auf ein ist, daß die Phasenlagen der Triggersignale für die Magnetband aufnehmen. Es kann ein vollständiges beiden Abtastvorrichtungen relativ zu den abzutasten- selbständiges verkleinertes Gerät sein, das von einem den Eingangssignalen derart verschieden sind, daß Patient getragen werden kann, ohne daß es dessen der Ämplitudenverlauf jedes Analogsignals während 60 Tätigkeit beeinträchtigt. Dadurch kann man eine zweier voneinander getrennter Zeitintervalle abge- große Menge von EKG-Signalen ansammeln, wähtastet wird, daß die auf jeweils mit dem früher auf- rend der Patient jede gewünschte Tätigkeit ausübt, tretenden Amplitudenwert ansprechende Abtastvor- Andererseits kann das Aufnahmegerät 12 größere . richtung mit einer Speichervorrichtung für den Am- Abmessungen haben und in der Nähe des Patienten plitudenwert verbunden ist und daß die von den Ab- 65 aufgestellt sein, und mit ihm z. B. durch elektrisch tastvorrichtungen abgegebenen Ausgangssignale einer leitende Drähte oder durch Funkfernmeßverbindun-Vergleichsvorrichtung zum Vergleich der Amplituden gen verbunden sein,
der beiden Abtastsignale zugeführt werden. In jedem Aufnahmegerät befindet sich gewöhnlich

ein Eingangsverstärker, der einen oder mehrere elektrische Anschlüsse hat. Diese Anschlüsse sind mit einer oder mehreren Elektroden verbunden, die an den Patienten angelegt werden, um die EKG-Signale abzutasten. Der Verstärker verstärkt die EKG-Signale so weit, daß sie magnetisch auf ein Magnetband aufgezeichnet werden können.

Der Verstärker hat vorzugsweise eine so große Wiedergabegüte, daß das durch ihn verstärkte Signal eine naturgetreue Wiedergabe des ursprünglichen EKG-Signals ist. Obgleich sich die Eigenschaften der EKG-Signale in weitem Bereich ändern können, wenn die Aufnahmeelektroden in einer sogenannten einpoligen Stellung an einen gesunden Menschen angelegt werden, werden die EKG-Signale ähnlich der Wellenform 14 in F i g. 2 gestaltet sein. Genauer gesagt enthält das typische oder klassische EKG-Signal in der folgenden Reihenfolge eine P-Welle, einen Qi?S-Komplex, einen /-Punkt und eine T-Welle. Obgleich noch einige zusätzliche Wellen in einem normalen EKG-Signal vorhanden sind, werden sie im gegenwärtigen Fall vernachlässigt, da sie nicht oder nur wenig auf die Arbeitsweise der Erfindung einwirken.

Die P-Welle ist normalerweise ein kleiner positiver Impuls, der zu dem Anfangsimpuls gehört, welcher den Anfang des Herzschlages triggert. Kurz nach der P-Welle kommt ein ruhiger Teil, der die P-Welle von dem ßi?S-Komplex ' abtrennt und ungefähr 0,04 Sekunden dauert. Dieser Teil hat im wesentlichen gleiche Amplituden und kann als isoelektrischer Teil dienen, gegenüber dem die übrigen Teile der Wellenform verglichen werden können.

Der ßi?5-Komplex, der im wesentlichen mit der Ausdehnung und Zusammenziehung des Herzmuskels, der die Pumpwirkung erzeugt, übereinstimmt, beginnt und endet mit den sogenannten Q- und 5-Wellen. Diese Wellen sind im allgemeinen relativ kleine negative Impulse und sind voneinander durch die dazwischenliegende Ä-Welle getrennt. Die Ä-Welle, die der auffallendste Teil des EKG-Signals ist, erscheint als positive Zacke. Bei einem gesunden Herz ist der Anstieg und der Abfall dieser Zacke relativ schnell, und der Zwischenraum zwischen den Punkten mit heller Amplitude liegt in der Größenordnung von 0,03 bis 0,04 Sekunden. Wenn das Herz versucht, die Kammer , frühzeitig zusammenzuziehen, wird ein ektopischer Schlag erzeugt, und die Länge der i?-Welle vergrößert sich stark, so daß sie eine Wellenform erzeugt, die der Wellenform 16 in F i g. 2 ähnlich ist. Bei solch einer Wellenform ist die Dauer der Ä-Welle gewöhnlich mindestens doppelt so lang wie bei einer normalen R-Welle.

Die Γ-Welle stellt normalerweise das Ende des Herzschlags dar. In dem Gebiet des Signals nach der Γ-Welle herrscht gewöhnlich Ruhe und sie besteht so lange, bis das folgende EKG-Signal erscheint, das durch den Anfang der nachfolgenden P-Welle angezeigt wird..

Die Γ-Welle ist von der 5-Welle durch einen SJ-Abschnitt getrennt. Der sogenannte /-Punkt gehört zum Ende der 5-Welle und/oder zum Anfang des ST-Abschnittes. Bei normalen Herzschlägen ist das Potential des ST-Abschnittes konstant und angenähert gleich dem isoelektrischen Bezugsabschnitt zwischen den P- und Q-Wellen, ganz ähnlich wie bei der Wellenform 14. Bei einigen Formen der anormalen EKG-Signale kann jedoch die sogenannte ST-Abschnittseinsenkung so wie bei der Wellenform 16 sein. Wenn eine ST-Abschnittseinsenkung besteht, ist das Potential des Sr-Abschnittes übermäßig negativ und durch den Betrag, um den er unter das isoelektrische Bezugspotential gesenkt ist, gekennzeichnet.

Wie schon weiter vorn erwähnt wurde, kann der Eingang des Verstärkers in dem Aufnahmegerät 12 direkt mit den Aufnahmeelektroden, z. B. durch ίο direkte Verbindung oder Funkfernmeßverbindungen usw. verbunden werden. Das Ausgangssignal des Verstärkers ist ein stark verstärktes EKG-Signal. Der Verstärker ist mit Geräten verbunden, die die EKG-Signale direkt auf ein Magnetband 11 aufzeichnen. In dem vorliegenden Fall enthalten diese Geräte ein Paar Schreibköpfe 13 und 15, die vollständig gleich und in Reihe geschaltet sind, so daß gleiche Signale durch jeden hindurchfließen. Die zwei Köpfe 13 und 15 sind nebeneinander angeordnet, so daß die Köpfe auf getrennten parallelen Spuren etwas aufzeichnen können. Zusätzlich sollen auch die beiden Köpfe 13 und 15 versetzt oder longitudinal verschoben auf dem Band angeordnet sein. Als Ergebnis werden die Aufzeichnungen in den beiden Spuren versetzt sein. Die erste oder die Triggerspur wird longitudinal gegenüber der zweiten oder Signalspur um einen Betrag versetzt sein, der dem longitudinalen Abstand zwischen den Köpfen 13 und 15 entspricht. In einem fertigen Gerät waren z. B. die Aufzeichnungen der gleichen Teile angenähert 3,75 cm voneinander entfernt.

Um die EKG-Signale für irgendeine Art der Verarbeitung wiederzubekommen, ist ein Wiedergabegerät 18 vorgesehen. Das Wiedergabegerät kann getrennt von dem Aufnahmegerät sein oder kann damit verbunden sein. Damit man bei den elektrokardiographischen Geräten 10 die auftretenden EKG-Signale überprüfen kann, müssen die Wiedergabegeräte 18 die EKG-Signale direkt beim Aufzeichnen wiedergeben können. Damit man bei den elektrokardiographischen Geräten große Mengen von EKG-Signalen in sehr kurzen Zeitabschnitten überprüfen kann, soll das Wiedergabegerät 18 das Band mit einer Geschwindigkeit, die viel größer als die Geschwindigkeit beim Aufzeichnen ist, abspielen lassen können. Es kann z. B. die Aufzeichengeschwindigkeit in der Größenordnung von 18,7 cm pro Minute und die Wiedergabegeschwindigkeit sich in der Größenordnung von 18,7 cm in der Sekunde bewegen. Beim Aufzeichnen und Zurückspielen bei diesen Geschwindigkeiten ist die Frequenz der wiedergegebenen Signale 60mal größer als die Frequenz der ursprünglichen Signale. Als Schlußfolgerung daraus stellt eine Minute Rückspielzeit 60 Minuten oder eine Stunde Aufnahmezeit dar und 24 Stunden wirklicher Aufzeichnungszeit können in 24 Minuten wiedergegeben werden, wodurch es möglich gemacht wird, daß eine große Anzahl von EKG-Signalen in praktisch tragbaren Zeiträumen betrachtet werden kann.

Das Bandwiedergabegerät 18 enthält zwei Leseköpfe 17 und 19, die nebeneinander angeordnet sind, damit die beiden aufgezeichneten Spuren getrennt abgetastet werden können. Jeder der Köpfe 17 und 19 erzeugt so ein Signal, das dem ursprünglichen EKG-Signal entspricht. Die Leseköpfe 17 und 19 können auf dem Band ähnlich wie die Schreibköpfe versetzt sein. Wenn also die erste oder Triggerspur an dem Triggerkopf 17 vorbeiläuft, erzeugt sie ein Trigger-

signal, das dem EKG-Signal, das von einer zweiten Spur stammt, die an dem Signalkopf 19 vorbeiläuft, um eine bestimmte Zeit voreilt. In anderen Worten, wird das EKG-Signal in dem zweiten Lesekopf 19 von dem Triggersignal in dem ersten Kopf 17 um einen bestimmten Zeitabschnitt verzögert. Wenn man einen oder beide Köpfe in der Längsrichtung des Bandes 11 einstellbar macht, kann der Betrag der Verzögerungszeit zwischen dem Triggersignal und EKG-Signal verändert werden.

Der Signalkopf 19 ist mit einem Gerät 20 verbunden, das das Signal auf- einen brauchbaren Pegel verstärkt. Da das Signal, das von dem Signalkopf 19 wiedergegeben wird, durch die Bewegung des Bandes

graphen 22, verbunden werden. Der Elektronenstrahl in dem Oszillograph wird so vertikal entsprechend der Amplitude des EKG-Signals aus dem Verstärker 20 abgelenkt.

Der Triggerkopf 17 kann mit dem Eingang eines Trigger-Vorverstärkers 24 verbunden sein, der das Signal des Triggerkopfes 17 auf den notwendigen Pegel verstärken kann. Obgleich das Signal von dem

bleibt normalerweise so lange in einem Zustand, bis · ein Triggerimpuls seinem Eingang zugeführt wird. Wenn ein Triggerimpuls ankommt, ändert der Multivibrator für eine bestimmte Zeit seinen Zustand 5 und kehrt dann in seinen ursprünglichen Zustand zurück. So wird ein Rechteckimpuls erzeugt, dessen zeitliche Dauer durch die verschiedenen Konstanten der Schaltung bestimmt ist. Eine oder mehrere dieser Konstanten sind zweckmäßig einstellbar, so daß die ίο Dauer des Rechteckimpulses in einem bestimmten Bereich geändert werden kann.

Ein Differenzierglied differenziert den Rechteckimpuls und erzeugt dadurch einen Puls einer Polarität, der dem Anstieg der Rechteckimpulse entspricht

11 an dem Kopf 19 vorbei entsteht, wird das Signal 15 und einen Puls von entgegengesetzter Polarität, der von dem ursprünglichen EKG-Signal abgeleitet. Um dem Abfall der Rechteckimpulse entspricht. Die Zeit das Signal dementsprechend verstärken zu können, zwischen diesen Impulsen entspricht der Dauer der enthält der Verstärker 20 vorzugsweise Kompen- Rechteckimpulse und durch entsprechende Änderung sationsschaltungen, die das Signal integrieren oder einer oder mehrerer Zeitkonstanten in dem Multiauf andere Weise wieder seine ursprüngliche Form 20 vibrator kann die Verzögerungszeit zwischen den herstellen. So ist das Signal am Ausgang des Ver- Impulsen eingestellt werden.

stärkers 20 im wesentlichen dem ursprünglichen Die Triggersignale, die im Triggerlesekopf 17 erSignal gleich. ' zeugt werden, befinden sich vor dem EKG-Signal.

Der Ausgang des Verstärkers 20 kann mit dem Wenn dementsprechend die Rechteckimpulse die Eingang eines Sichtgerätes mit vertikaler Ablenk- 25 richtige Länge haben, können die Impulse, die zum schaltung, wie z. B. einem Kathodenstrahloszillo- Ende der Rechteckimpulse gehören, so gelegt werden,

daß sie um eine bestimmte Zeit früher als der Anfang der EKG-Signale des Verstärkers 20 erscheinen.

Der Ausgang der Multivibrator-Differenzierschal-30 tung 28 kann mit dem Eingang eines Sägezahngenerators 30 verbunden sein, wobei die Impulse, die mit der Rückflanke der Rechteckimpulse zusammenfallen, den Generator triggern. Jedesmal, wenn der Generator 30 getriggert wird, kehrt das Potential am

Triggerkopf von dem ursprünglichen EKG-Signal ab- 35 Ausgang sofort nach Null zurück und wächst dann geleitet wird, besitzt der Verstärker 24 keine korn- allmählich proportional an, bis der Generator 30 pensierenden oder integrierenden Netzwerke. Das wieder getriggert wird oder durch einen nachfolgen-Signal am Ausgang des Verstärkers 24 wird also noch den Impuls am Eingang zurückgestellt wird. Jedesmal, von dem ursprünglichen EKG-Signal abgeleitet. wenn ein Impuls von der Multivibrator-Differenzier-Normalerweise enthält solch ein Signal einen großen 40 schaltung 28 kommt, stellt dieser Impuls den Genepositiven Impuls entsprechend dem Beginn oder der rator nach Null zurück und erzeugt einen neuen stellen Vorderflanke der i?-Welle. Diesem folgt ein Sägezahn, dessen Anstiegsflanke konstante Steigung großer negativer Impuls entsprechend dem steilen hat. Der Generator 30 erzeugt jedesmal dann einen Abfall oder Rückflanke der Ä-Welle. Das Signal ent- Sägezahn, wenn ein Triggersignal von dem Bandhält einen positiven Impuls, der mit dem Ende des 45 wiedergabegerät 18 kommt. Dieser Sägezahnpuls wird isoelektrischen Teiles zwischen der P- und Q-Welle von dem Triggersignal um eine Zeit, die der Dauer zusammenfällt und einen negativen Impuls, der mit des Rechteckimpulses in der Multivibrator-Differendem Abschluß der Ä-Welle und dem Beginn der zierschaltung 28 entspricht, verzögert.
5-Welle zusammenfällt. Wie es sich gezeigt hat, leitet Der Ausgang des Sägezahngenerators 30 kann mit

dieses Triggersignal das EKG-Signal nach einem be- 50 dem Eingang der Horizontalablenkschaltung in dem stimmten Zeitzwischenraum ein, der durch den Betrag, Kathodenstrahloszillographen 22 verbunden sein. Der um den die beiden Spuren und die beiden Leseköpfe Sägezahnpuls veranlaßt den Elektronenstrahl . mit verschoben sind,, bestimmt ist. . gleichbleibender Geschwindigkeit über den BiId-

Der Ausgang des Triggervorverstärkers 24 ist mit schirm des Oszillographen zu laufen. Da der Genedem Eingang einer die Impulse einer Polarität unter- 55 rator 30 genau gleichzeitig mit der Rückflanke des drückenden Begrenzer-Schaltung 26 verbunden. Rechteckimpulses des Multivibrators getriggert wird, Diese Begrenzer-Schaltung 26 kann zur Unter- wird die Horizontalbewegung des Elektronenstrahls drückung aller Impulse der einen Polarität in üblicher mit der Ä-Welle des Triggerkopfes 17 synchronisiert. Weise ausgeführt sein und nur Impulse entgegen- Da jedoch der Artfang der Bewegung durch die Länge gesetzter Polarität hindurchlassen. Die Begrenzer- 60 des Rechteckimpulses in dem Multivibrator 28 verSchaltung unterdrückt z. B. Impulse in dem abgeleite- zögert werden kann, beginnt die Bewegung mit einer ten Signal, die dem Beginn der Ä-Welle entsprechen, festen Zeitbeziehung zu dem Anfang des EKG-Si- und läßt nur die Impulse durch, die dem Ende der gnals vom Verstärker 20. Bei richtigem Abgleich der R-Welle oder dem Anfang der S-Welle entsprechen. Verschiebung der Spuren, der Lage der Leseköpfe Die Begrenzer-Schaltung 26 kann mit einer korn- 65 und der Dauer der Rechteckimpulse in dem Multibinierten Multivibrator- und Differenzier-Schaltung vibrator 28 kann man den Anfang der Horizontal-28 verbunden werden. Der Multivibratorteil ist ablenkung so legen, daß er gerade vor jedem gezweckmäßig ein Univibrator. Solch ein Multivibrator wünschten Teil des EKG erscheint, das der Vertikal-

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ablenkschaltung des Oszillographen 22 zugeführt wird. Als Ergebnis werden sichtbare Bilder der Wellenform eines EKG-Signals auf dem Bildschirm des Oszillographen 22 erzeugt. Ferner kann der Anfang jedes Bildes so synchronisiert werden, daß er immer am selben Punkt erscheint, so daß sich die Bilder überlagern.

Bei richtiger Einstellung der Multivibrator-Differenzierschaltung 28 beginnt die Horizontalablenkung im Oszillographen 22 früher, als der Anfang des EKG-Signals. Als Folge davon werden, sogar wenn die EKG-Signale zufällig oder aperiodisch auftreten, die Bilder der Wellen der nachfolgenden Signale für die sichtbare Beobachtung und den direkten Vergleich miteinander überlagert. Wenn das Bandwieder- ,₅ gabegerät 18 mit genügend hoher Geschwindigkeit arbeitet, wird das Bild genügend lange gehalten, so daß man verschiedene Wellenformen gleichzeitig sehen kann. Wenn alle Wellenformen vollständig gleich sind, erscheint das Bild etwas breiter, ähnlich wie die Wellenform 14, und alle Wellenformen gehen in ein einziges Bild über. Der Beobachter kann so eine große Menge von EKG-Signalen mit hoher Geschwindigkeit überwachen und die EKG-Signale vergleichen und auswerten. Jedesmal, wenn ein oder _a5 mehrere EKG-Signale auftreten, die sich von den übrigen EKG-Signalen unterscheiden, leuchtet wenigstens momentan eine entsprechend versetzte Wellenform, wie z. B. die Wellenform 16, auf dem Bildschirm des Oszillographen 22 auf. Diese Wellenform liegt ₃„ außerhalb des Verlaufs der anderen Wellen. Folglich kann sogar ein gelegentlich fehlerhaftes EKG einem Beobachter sichtbar werden und er kann rasch solche Abweichungen auffinden und auswerten.

Auf Wunsch können Geräte vorgesehen, sein, die dem Beobachter beim Aufdecken von gewissen Arten von Abnormalitäten helfen können, und die verschiedenen Eigenschaften der EKG-Wellenformen messen können. Es kann z. B. ein Teil 32 zum Aufdecken und Betrachten der vorkommenden ektopischen Schläge, die z. B. von frühzeitigen Kammerzusammenziehungen herrühren, vorgesehen sein. Die Wellenform 16 rührt typisch von einem ektopischen Schlag her. Bei einem solchen Schlag wird die Gestalt des QRS-Komplex' und dabei besonders der R-Welle am meisten geändert und die normale Gestalt verzerrt. Bei einem ektopischen Schlag ist die 2?-Welle viel langer als eine normale i?-Welle. Obgleich sich die zeitliche Dauer einer ektopischen Ä-Welle in einem ausgedehnten Gebiet verändert, erstreckt sie sich gewöhnlich über einen Zeitraum von wenigstens 0,06 Sekunden. Dementsprechend werden bei der vorliegenden Erfindung nur dann ektopische Schläge über die Ä-Welle aufgedeckt, wenn sie langer als die für eine normale Ä-Welle benötigte Zeit dauert.

Im vorliegenden Fall ist der Schaltungsteil 32 mit dem Ausgang des Verstärkers 20 verbunden, von dem er EKG-Signale erhält. Der Eingang des Schaltungsteiles 32 enthält einen Schmitt-Trigger 34. Diese Schaltung bleibt normalerweise in einem Zustand, bis zu dem Zeitpunkt, wo das Potential an ihrem Eingang eine bestimmte Amplitude überschreitet. Wenn das Eingangssignal diesen Pegel überschreitet, schaltet sich die Triggerschaltung in einen zweiten Zustand und bleibt in diesem Zustand so lange wie das Eingangspotential über dem Triggerpegel liegt. Im vorliegenden Fall liegt die Triggerschwelle über dem größten Potential der verschiedenen Wellen, wie z. B.

die P- und T-Welle, aber niedriger als das Potential einer Ä-Welle. In einem Beispiel kann die Triggerschwelle ungefähr gleich der Hälfte einer Spitzenoder Maximalamplitude einer ektopischen /2-Welle sein.

Am Ausgang der Schmitt-Triggerschaltung 34 erscheinen im wesentlichen Rechteckimpulse, die genau gleichzeitig mit dem Ende der Ä-Welle aufhören. Die Länge dieses Rechteckimpulses ist annähernd gleich der Länge der R-Welle.

Man hat herausgefunden, daß bei einem normalen QRS-Komplex der Rechteckimpuls am Ausgang der Triggerschaltung 34 eine maximale Zeitdauer in dei Größenordnung von 0,04 Sekunden oder weniger hat. Wenn jedoch ein ektopischer Impuls auftritt, hat der Rechteckimpuls eine minimale Zeitdauer in der Größenordnung von wenigstens 0,06 Sekunden.

Der Ausgang der Schmitt-Schaltung 34 kann mit irgendwelchen Geräten verbunden sein, die die Zeitdauer des Rechteckimpulses von der Triggerschaltung 34 bestimmen. Obgleich es viele verschiedene Möglichkeiten gibt, diese Aufgabe auszuführen, sind im vorliegenden Fall Geräte vorgesehen, die entscheiden, ob der Rechteckimpuls langer als eine bestimmte Zeit dauert oder nicht. Bei dieser Erfindung wird eine Standard-Torschaltung 36 und ein Vergleicher 38 verwendet. Die Standard-Torschaltung 36 kann ein bekannter (herkömmlicher) Univibrator sein, der seinen Zustand für eine bestimmte Zeitspanne jedesmal, wenn ein Signal an seinen Eingang gelegt wird, ändert. Das Ausgangssignal der Torschaltung 36 ist ein Rechteckimpuls von gewöhnlicher Dauer. Die Dauer dieses Rechteckimpulses sollte nur wenig langer als eine normale und wenig kürzer als eine abnormale R-Welle sein.

Wie oben schon angedeutet Wurde, kann man annehmen, daß ein Rechteckimpuls von dem Schmitt-Trigger, der von einem QRS-Komplex, der von einem normalen Herzschlag erzeugt wird, herrührt, nicht langer als 0,04 Sekunden oder mindestens kürzer als 0,05 Sekunden ist. Die entsprechenden Zeiten für einen abnormalen, oder ektopischen Schlag liegen in der Größenordnung von wenigstens 0,06 Sekunden oder sind wenigstens größer als 0,05 Sekunden. Dementsprechend werden die Zeitkonstanten der Standard-Torschaltung 36 so gewählt, daß die Länge seines Rechteckimpulses etwa zwischen der maximalen normalen Zeitdauer und der minimalen abnormalen Zeitdauer liegt. Man kann z. B. annehmen, daß eine Impulslänge von 0,05 Sekunden geeignet ist.

Der Vergleicher 38 kann eine im wesentlichen bekannte Schaltung sein, die zwei Eingänge 40 und 42 besitzt und die an den Eingängen anliegenden Signale vergleicht. Der Vergleicher 38 kann z. B. eine Torschaltung sein, die den Eingang 42 öffnet und schließt, je nachdem ob ein Signal am Eingang 40 anliegt oder nicht. Das heißt, wenn ein Signal am Eingang 40 anliegt, können Signale vom Eingang 42 zum Ausgang 44 gelangen, wenn aber am Eingang 40 kein Signal anliegt, kann kein Signal am Eingang 42 zum Ausgang 44 gelangen.. Der Vergleicher 38 kann andererseits, eine »Nicht«-Schaltung sein, wie sie in der Rechenautomatentechnik verwendet wird. In solch einer Schaltung kann ein Signal nur dann vom Eingang 42 durch den Vergleicher 38 hindurch-, gehen, wenn gerade kein Signal am Eingang 40 anliegt. Es können also zu der Zeit, zu der der Rechteckimpuls, der die Standardlänge hat, von der Tor-

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schaltung 36 am Eingang 40 anliegt, keine Signale als der isoelektrische Bezugsteil. Außerdem ist das

durch den Vergleicher 38 hindurchgehen. Wenn aber Potential, das auf dem normalen /-Punkt folgt, nicht

der Rechteckimpuls beendet ist, erscheinen alle am konstant. Um diesen Zustand aufzufinden und zu

Eingang 42 auftretenden Signale auch am Aus- messen, kann diese zusätzliche Schaltung einen ersten

gang 44. 5 Zweig 52, der die Amplitude des ST-Abschnittes ab-

Der Ausgang 44 des Vergleichers 38 ist mit einem tasten kann, und einen Zweig 56 enthalten, der die

Zähler 46 verbunden. Der Zähler 46 besitzt bekannte zwei Amplituden vergleichen und die Unterschiede

Bauart und rückt das Zählwerk jedesmal dann weiter, zwischen ihnen anzeigen kann.

wenn ein Impuls am Ausgang 44 erscheint. Der erste Zweig 52 enthält eine Univibrator-Diffe-

Die Arbeitsweise des Teiles 32 kann kurz folgen- ₁₀ renzierschaltung 58, deren Eingang mit dem Ausgang

dermaßen zusammengefaßt werden. Das EKG-Signal der Begrenzerschaltung 26 verbunden ist. Wie schon

am Ausgang des Verstärkers 20 wird dem Eingang weiter oben angedeutet wurde, ist das Ausgangssignal

des Schmitt-Triggers 34 zugeführt. Normalerweise der Begrenzerschaltung 26 ein kurzer Impuls, der von

liegt das Potential am Ausgang der Triggerschaltung einem der Impulse in dem Triggerlesekopf abgeleiteten

34 niedrig. Wenn jedoch eine /?-Welle am Eingang ₁₅ Signal herrührt, und jedesmal, wenn ein Impuls am

der Schaltung 34 erscheint, ändert die Schaltung 34 Ausgang der Begrenzerschaltung erscheint, wird' er

ihren Zustand für eine Zeitspanne, die der Dauer der mit dem EKG-Signal des Verstärkers 20 synchroni-

R-Welle entspricht. Der resultierende Rechteckimpuls sieh. Genauer gesagt geht jeder Impuls um einen

wird gleichzeitig dem Eingang der Standard-Torschal- bestimmten Zeitraum dem Anfang eines EKG-Signals

tung 36 und dem Eingang 42 des Vergleichers 38 zu- ₂₀ des Verstärkers voraus.

geführt. In dem Augenblick, wenn der Rechteck- Der Multivibratorteil der Multivibrator-Differenimpuls von der Triggerschaltung 34 beginnt, schaltet zierschaltung 58 spricht auf die Impulse der Begrendie Standard-Torschaltung seinen Zustand für eine zerschaltung 26 an und erzeugt einen Rechteckimpuls feste Zeitspanne um und erzeugt einen Rechteck- jedesmal, wenn einer von diesen Impulsen auftritt, impuls, der die Standardlänge hat. Die Dauer des ₂₅ Obgleich alle diese Rechteckimpulse eine bestimmte Rechteckimpulses liegt zwischen der Zeit für einen Länge haben, kann die Länge des Rechteckimpulses normalen und der Zeit für einen abnormalen Herz- des Multivibratorteiles verstellt werden. Der Rechtschlag und kann beispielsweise ungefähr 0,05 Sekun- eckimpuls soll eine Zeitverzögerung erzeugen, so daß den sein. Während dieser Zeitspanne erscheint kein die Rückflanke des Rechteckimpulses innerhalb eines Signal am Ausgang 44, selbst wenn ein Signal am _3o Teils des EKG-Signals des Verstärkers 20 auftritt. Eingang 42 anliegt. Wenn demnach eine R-Welle von Der Differenzierschaltungsteil differenziert den einem normalen und gesunden EKG-Signal herrührt, Rechteckimpuls und erzeugt Zeitimpulse, die genau ist der Rechteckimpuls von der Triggerschaltung 34 gleichzeitig mit dem Ende der Rechteckimpulse komvor dem Impuls von der Torschaltung 36 beendet men. Wie man sieht, kann durch Verändern der und es gelangt kein Signal zum Ausgang 44 und der ₃₅ Länge des Rechteckimpulses der Zeitimpuls so syn-Zähler 46 wird nicht in Bewegung gesetzt. Die fest- chronisiert werden, daß er gleichzeitig mit einem vorgehaltene Zahl wird demnach dieselbe bleiben. Wenn her ausgewählten Teil des EKG-Signals des Verstärjedoch ein ektopischer Schlag vorkommt, wird der kers 20 erscheint und dieser Teil insbesondere zwi-Impuls vom Schmitt-Trigger langer dauern als der sehen der P- und der Q-Welle liegt.
Impuls von der · Torschaltung 36. Dies ergibt ein ₄₀ Der Ausgang der Multivibrator-Differenzierschal-Signal am Eingang 42, das länger dauert als das tung 58 ist mit einem Eingang 62 einer Abtast-Tor-Signal am Ausgang 44. Wenn das Signal am Eingang schaltung 60 verbunden. Die Abtast-Torschaltung 60 40 beendet ist, erzeugt das Signal am Eingang 42 ein kann auf bekannte (herkömmliche) Art gebaut sein, Ausgangssignal, das am Ausgang 44 erscheint. Dies hat zwei Eingänge 62 und 64 und kann ein Signal veranlaßt den Zähler um eins weiter zu zählen. Dem- ₄₅ proportional in der Amplitude des Signals am Einentsprechend zählt der Zähler 46 die ganze Anzahl gang 64 abtasten und speichern, jedesmal, wenn ein der ektopischen Herzschläge, die während der Ar- Taktimpuls am Eingang 62 auftritt, genauer gesagt, beitszeit des Gerätes aufgetreten sind. Wenn der soll die Abtast-Torschaltung 60 eine Speichervorrich-Beobachter beim Auffinden und Auswerten von zu- tung enthalten, wie z. B. einen Kondensator, der sehr sätzlichen Eigenschaften unterstützt werden soll, muß ₅₀ rasch eine Ladung aufnimmt und speichert und ein eine zusätzliche Schaltung vorgesehen sein, durch die Potential hat, das dem Potential des abgetasteten die ST-Abschnittseinbuchtung, die in dem EKG-Si- Signals zum Ladezeitpunkt gleich ist. Der zweite Eingnal vorhanden ist, abgetastet und angezeigt werden gang 64 kann mit dem Ausgang des Verstärkers 20 kann. ' verbunden sein, so daß er daher das EKG-Signal er-

Die Wellenform 14 der F i g. 2 zeigt, wie schon vor- ₅₅ hält.

her festgestellt wurde, ein EKG-Signal eines gesunden Der Ausgang 66 der Abtast-Torschaltung 60 kann oder normalen Herzens. Wie man sieht, wenn man mit einer Seite 68 eines Differenzverstärkers 70 verdie 5-Welle verfolgt, kehrt das Signal annähernd auf bunden sein. Dieser Verstärker kann ein bekannter das gleiche Potential wie das isoelektrische Bezugs- (herkömmlicher) Differenzverstärker sein, und er soll potential zwischen der P- und Q-Welle zurück. Zu- 6₀ die Differenz zwischen den Signalen auf den gegensätzlich hat es eine im wesentlichen konstante Ampli- überliegenden Seiten 68 und 72 verstärken und ein tude vom /-Punkt bis zum Beginn der T-Welle. Die verstärktes Signal zwischen den beiden Ausgangs-Wellenfonh 16 stellt ein typisches abnormales klemmen 84 erzeugen. Man sieht, daß ein auftreten-EKG-Signal dar, das eine Art der ST-Abschnitts- des EKG-Signal jedesmal in seinem isoelektrischen einbuchtung hat..Genauer gesagt, bei der Wellenform ₆. Teil abgetastet wird und ein abgetastetes Signal am 16 kehren die Teile des Signals, die der S-Welle föl- Eingang 68 auftritt.

gen, nicht rasch auf den Bezugspegel zurück, sondern Ein zweiter Zweig 54, der den ST-Abschnitt absind stattdessen beträchtlich mehr negativ oder tiefer tasten soll, enthält die Schmitt-Triggerschaltung 34

und eine Differenzier- und Begrenzerschaltung 73. Die Schaltung 73 ist mit dem Ausgang der Schmitt-Triggerschaltung 34 verbunden und erhält die Rechteckimpulse, die in der Triggerschaltung 34 erzeugt werden. Wie schon weiter oben angedeutet wurde, beginnt und endet dieser Rechteckimpuls vollständig gleichlaufend mit dem Anfang und Ende der Ä-Welle im EKG-Signal des Verstärkers 20.

Der Differenzierteil der Schaltung 73 soll die Rechteckimpulse der Schmitt-Triggerschaltung 34 differenzieren und dadurch einen ersten Puls einer Polarität erzeugen, der den Anfang der Ä-Welle und einen zweiten Puls einer anderen. Polarität erzeugen, der das Ende der Ä-Welle anzeigt. Der Begrenzerteil unterdrückt einen dieser Pulse und läßt nur den anderen Puls übrig. Normalerweise erscheint am Ausgang der Schaltung 73 nur ein Triggerpuls, der das Ende der i?-Welle oder der S-Welle anzeigt.

Der Ausgang der Differenzier- und Begrenzerschaltung 73 ist mit dem Eingang einer Univibrator- und Differenzierschaltung 74 verbunden. Der Multivibratorteil der Schaltung 74 kann auf bekannte Art gebaut sein und erzeugt einen einzelnen Rechteckimpuls, jedesmal, wenn ein Triggerimpuls am Eingang erscheint. Die Länge dieses Rechteckimpulses hängt natürlich von den Parametern der Schaltung 74 ab, und es sind am besten einer oder mehrere dieser Parameter einstellbar, so daß die Länge des Rechteckimpulses geändert werden kann. Der Differenzierteil der Schaltung 74 differenziert den Rechteckimpuls und erzeugt einen Impuls, der dem Ende des Rechteckimpulses entspricht.

Der Zeitpunkt, zu dem der Endimpuls erscheint, kann durch die Länge des Rechteckimpulses in der Schaltung 74 vom Ende der Ä-Welle oder Anfang der 5-Welle verzögert werden. Wenn man folglich die Länge des Rechteckimpulses in der Schaltung 74 verändert, kann der Endimpuls so laufen, daß er bei jedem beliebigen Punkt nach der Ä-Welle, z. B. während des 57-Abschnittes auftritt.

Der Ausgang des Multivibrators 74 ist mit einem ersten Eingang 76 einer Abtast-Torschaltung 78 verbunden. Die Abtast-Torschaltung 78 kann der Abtast-Torschaltung 60 vollständig gleich sein. Die Abtast-Torschaltung 78 kann einen zweiten Eingang 80 besitzen, und ein Signal am Eingang 80 in dem Augenblick abtasten, wenn ein Taktimpuls am Eingang 76 erscheint. Der zweite Eingang 80 kann mit dem Ausgang des Verstärkers 20 verbunden sein, um von dort die EKG-Signale zu erhalten. Jedes erscheinende EKG-Signal veranlaßt die Abtast-Torschaltung 78, das EKG-Signal nach der S-Welle abzutasten. Dementsprechend erscheint am Ausgang der Abtast-Torschaltung 78 ein Signal, das der Amplitude des EKG in dem Augenblick, in dem das End- oder Taktsignal in der Multivibrator-Differenzierschaltung74 erzeugt wird, proportional ist.

Der Ausgang 82 der Abtast-Torschaltung 78 ist mit der zweiten Seite 72 des Differenzverstärkers 70 verbunden. Diesem Verstärker 70 wird auf der einen Seife ein Signal, das dem EKG-Abtastsignal in dem ersten Schaltungszweig 52 proportional ist, und auf der anderen Seite ein Signal zugeführt, das dem EKG-Abtastsignal in dem zweiten Schaltungszweig 54 proportional ist. Der Verstärker 70 verstärkt die Differenz zwischen diesen Signalen und erzeugt ein Differenzsignal. Dieses Differenzsignal kann irgendeinem Anzeigegerät, wie z. B. einem bekannten Meßinstrument, zugeführt werden. Im vorliegenden Fall besteht das Anzeigegerät jedoch aus einem visuellen Sichtgerät, wie z. B. einem Kathodenstrahloszillographen 86. Die Horizontalablenkschaltung ist mit einem unabhängig laufenden Sägezahngenerator 88 verbunden, der Sägezahnspannungen erzeugt, deren Vorderflanke proportional anwächst. Dementsprechend wird der Elektronenstrahl über den Schirm des Oszillographen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt. Die Frequenz des Generators ist geeigneterweise um vieles tiefer als die Frequenz des EKG-Signals. Dadurch erscheint eine große Anzahl von. EKG-Signalen während einer Ablenkperiode. . '■

Die Vertikalablenkschaltung des Oszillographen 86 .₁₅ ist mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 70 verbunden. Wenn der Elektronenstrahl horizontal abgelenkt wird, wird er auch vertikal durch Spannungen abgelenkt, die den Unterschieden zwischen den Signalen des Zweiges 52 und die andererseits den Unterschieden zwischen den zwei Abtastsignalen, wie die hellen Flecken 90 und 92 anzeigen, entsprechen. Es ergibt sich ein sichtbares Bild ähnlich wie in F i g. 3, das aus vielen vertikalen Linien oder Bildern besteht. Der Nullpunkt des Bildes entspricht der Ein-

_z5 stellung der Lage der ersten Abtasttorschaltung, die durch den hellen Fleck 90 angezeigt wird, und die vertikalen Linien werden über.oder unter der NuIlliriie dargestellt, was von der Einstellung der zweiten Abtasttorschaltung abhängt, die durch den zweiten hellen Fleck 92 angezeigt wird. Wenn am Differenzverstärker keine Ausgangsspannung erscheint, liegen die beiden hellen Flecken 90 und 92 auf gleicher Höhe und das Bild erscheint als eine Reihe von Flecken in einer horizontalen Linie in Fig. 3. Jedes dieser Bilder gehört zu der Differenz zwischen zwei Signalen. Wenn der Bildschirm genügend nachleuchtet, bleibt eine größere Anzahl von Linien sichtbar, wodurch ein Beobachter das Muster, nach dem sich die Differenzsignale dauernd ändern, herausfinden

kann. ·

Die Arbeitsweise der Teilschaltungen 52, 54 kann folgendermaßen kurz zusammengefaßt werden. Wenn sich das Band 11 an den Leseköpfen 17 und 19 des Bandwiedergabegerätes 18 vorbeibewegt, wird eine

₄₅- Reihe von Triggersignalen erzeugt, die dem Triggervorverstärker 24 zugeführt werden. Es wird außerdem eine Reihe von EKG-Signalen erzeugt, die dem Ausgleichsverstärker 20 zugeführt werden. Jedes EKG-Signal ist gegenüber dem entsprechenden Triggersignal um ein bestimmtes Zeitintervall verzögert. Die Verzögerungszeit zwischen den entsprechenden Signalen hat für jede gegebene Einstellung der Leseköpfe 17 und 19 einen konstanten Wert.

Der Triggerverstärker 24 verstärkt die Triggersignale und führt sie der Begrenzerschaltung 26 zu. Da die Triggersignale von den ursprünglichen EKG-Signalen abgeleitet werden, bestehen sie aus zwei Impulsen entgegengesetzter Polarität, die dem Anfang und dem Ende der /?-Welle entsprechen. Die Begrenzerschaltung 26 unterdrückt einen dieser Impulse und läßt den Impuls entgegengesetzter Polarität zurück. Dieser Impuls stößt zusätzlich zur Multivibrator-Differenzierschaltung 28 auch die Multtvibrator-Differenzierschaltung 58 an. Die Multivibra-

6- tor-Differenzierschaltung 58 erzeugt einen Reehteckimpuls und differenziert ihn, wodurch man .einen Taktimpuls entsprechend dem Ende des Rechteckimpulses erhält. Durch Einstellung der Länge des

15 16

Rechteckimpulses des Multivibrators kann der Takt- Wenn man die Rechteckimpulse in der Multi-

impuls gegenüber dem ursprünglichen Triggersignal vibrator-Differenzierschaltung 58 so einstellt, daß sie um irgendeine beliebige Zeit verzögert werden. zwischen der P- und Q-Welle enden, dann tastet die

Der Taktimpuls wird dem Eingang 62 der Abtast- Abtasttorschaltung 60 das EKG-Signal während des Torschaltung 60 zugeführt. Dadurch wird durch die 5 isoelektrischcn Bezugsteiles zwischen der P- und der Torschaltung 60 das EKG-Signal jedesmal dann am ß-Welle ab. Demgemäß entspricht das Abtastsignal Eingang 64 abgetastet, wenn ein Taktimpuls kommt. der Abtasttorschaltung 60 dem Potential des Bezugs-Am Ausgang 66 erscheinen die ersten Abtastsignale, teiles. Um dem Fachmann bei der Einstellung des ' die der Amplitude des EKG-Signals im Abtaslaugcn- Multivibrators 58 zu helfen und um sich zu vergewisblick entsprechen. 10 sern, daß zum gewünschten Zeitpunkt abgetastet

Das EKG-Signal am Ausgang des Verstärkers 20 wird, wird der Ausgang der Multivibrator-Differenwird der Schmitt-Triggerschaltung 34 zugeführt und zierschaltung 58 mit dem Kathodenstrahloszillograerzeugt einen Rechteckimpuls, der genau mit dem phen 22 verbunden. So erzeugt der Taktpuls, der die QRS-Komplex zusammenfällt. Dieser Rechteckimpüls Abtasttorschaltung 60 triggert, eine sichtbare Marke läuft durch die Differenzierklipperschaltung 73, die 15 auf dem Bildschirm des Oszillographen. Diese Marke einen Impuls erzeugt, der genau gleichzeitig mit dem liegt in dem sichtbaren Teil der abgetasteten Welle. Ende des Rechteckimpulses oder der 5-WeIIe auftritt. Obgleich die Marke jede beliebige Form annehmen Dieser Impuls wird dann der Multivibrator-Differen- kann, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Taktzierschaltung 74 zugeführt. Die Multivibrator-Diffe- impuls dem Oszillographen zuzuführen, um die Intenrenzierschaltung 74 erzeugt Rechteckimpulse und 20 sität des Bildes zu vergrößern. Dies erzeugt im Abtastdifferenziert sie, wodurch sie einen Taktpuls erzeugt, punkt einen hellen Fleck 90, den der Fachmann sicher der mit den Enden der Rechteckimpulse genau über- sieht.

einstimmt und um die Länge der Rechteckimpulse Durch entsprechende Einstellung der Multivibragegenüber der 5-Welle verzögert wird. tor-Differenzierschaltung 74 enden die Rechteck-

Der Taktpuls wird dem Eingang 76 der Abtasttor- 25 impulse während des ST-Abschnittes und die Abtastschaltung 78 zugeführt, wobei die Abtastschaltung torschaltung78 tastet das EKG-Signal während des 78 das EKG-Signal am Eingang 80 abtastet, und ein ST-Abschnittes ab. So entspricht das Signal am Auszweites Abtastsignal am Ausgang 82 erzeugt, das der gang 82 dem Potential während des ST-Abschnittes. Amplitude des EKG-Signals im Abtastaugenblick ent- Um die Einstellung des Multivibrators 74 zu crleichspricht. . 30 tern und das Abtasten während des ausgewählten

Das erste und das zweite Abtastsignal werden den Abschnittes des ΛΤ-Segments zu überprüfen, kann Eingängen 68 und 72 am Differenzverstärker 70 zu- der Ausgang der Differenzierschaltung 74 mit dem geführt. Der Verstärker erzeugt dann Ausgangs- Oszillographen 22 verbunden werden, um die Taktsignale, die den Unterschieden zwischen den ent- marke für die Abtasttorschaltung 78 dem Oszillosprechenden Abtastsignalen entsprechen. Diese Diffe- 35 graphen zuzuführen. Dadurch wird eine zweite renzsignale werden dann der Vertikalablenkschaltung Marke, z. B. ein heller Fleck, erzeugt, der zu einem in dem Oszillographen 86 zugeführt. Da durch den besonderen Teil der abgetasteten Welle gehört, unabhängig laufenden Sägezahngenerator 88 der Folglich kann der Fachmann die Abtastzeit voll-Elektronenstrahl horizontal abgelenkt wird, entstehen ständig steuern, und er kennt immer zuverlässig die vertikale Linien, die den Differenzsignalen ent-40 Abtastzeit.

sprechen. Die Ablenkung geht vorzugsweise aus- Wie man sieht, wurden elektrokardiographische reichend langsam vor sich, damit eine genügende An- Geräte entwickelt, die eine Reihe von sichtbaren Anzahl von Differenzsignalen, die bei jedem Durch- zeigen, entsprechend den Wellen eines EKG-Signals, laufen auftreten, erscheint. So entspricht das Bild auf erzeugen können, so daß ein Fachmann die EKG-dem Oszillographen 86 der F i g. 3 und bestellt aus 45 Signale schnell beobachten und auswerten kann, einer Reihe von im wesentlichen vertikalen Linien. Außerdem helfen die elektrokardiographischen Ge-Die Höhe jeder dieser Linien entspricht der Ampli- rate dem Fachmann, die verschiedenen Eigenschaften tude des Differenzsignals oder dem Betrag der des EKG-Signals genauer aufzufinden und auszu-ST-Abschnitteinsenkung im EKG-Signal, werten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Auswerteeinrichtung zum Analysieren einer Folge von aperiodischen Analog-Signalen mit ähnlicher Wellenform, z. B. Elektrokardiogrammen, hinsichtlich ihrer Wellenform, mit einer Vorrichtung, die Triggersignale von einem bestimmten Teil der Eingangssignale ableitet, und mit einer die Ausgangssignale aufnehmenden Abtastvorrichtung, die eine auf die Triggersignale ansprechende Vorrichtung enthält, die die Amplitude der Eingangssignale genau dann, wenn die Triggersignale auftreten, abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß neben der einen Abtastvorrichtung (60) eine entsprechende weitere Abtastvorrichtung (78) vorgesehen ist, daß die Phasenlagen der Triggersignale für die beiden Abtästvorrichtungen (60, 78) relativ zu den abzutastenden Eingangssignalen derart verschieden sind, daß der Amplitudenverlauf jedes Analogsignals während zweier voneinander getrennter Zeitintervalle abgetastet wird, daß die auf jeweils mit dem früher auftretenden Amplitudenwert ansprechende Abtastvorrichtung mit einer Speichervorrichtung (58) für den Amplitudenwert verbunden ist und daß die von den Abtastvorrichtungen (60, 78) abgegebenen Ausgangssignale einer Vergleichsvorrichtung (70) zum Vergleich der Amplituden der beiden Abtastsignale zugeführt werden.

2. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Ableitung der Triggersignale zwei Triggerkanäle (24, 26, 58 und 34, 73, 74) mit unterschiedliche Zeitverzögerungen herstellenden Verzögerungsgliedern (58, 74) enthält, in denen Paare gegeneinander verzögerter Triggersignale erzeugt werden, von denen je eins zusammen mit den Eingangssignalen den Abtastvorrichtungen (60, 78) zugeführt wird.

3. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerung in einem der Triggerkanäle einstellbar ist.

4. Auswerteeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung (70) ein der Differenz der Amplituden der Abtastsignale proportionales Ausgangssignal abgibt.

5. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung einen Differenzverstärker enthält.

6. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die" der Differenz der Abtastsignale proportionalen Ausgangssignale auf den einen Koordinateneingang eines Wiedergabegerätes (86) gegeben werden, dessen anderem Koordinateneingang ein Ablenksignal (88) zugeführt wird, dessen Periodendauer im Vergleich zur mittleren Periode der Ausgangssignale groß ist.

7. Auswerteeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggersignale ferner einem Wiedergabegerät (22) zur Synchronisation der diesem Gerät verzögert zugeführten Eingangssignale zugeführt werden.

. 8. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerkanäle dem Wiedergabegerät im Moment der Abtastung Signale zuführen, die die Stelle im Eingangssignal anzeigen, an der die Abtastung stattfindet.

9. Auswerteeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der Triggerschaltung (34) eine Anzeigeschaltung (36, 38) verbunden ist, die anzeigt, wenn die Dauer eines der Zustände der Triggerschaltung eine vorbestimmte Dauer überschreitet.

10. Auswerteeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wiedergabegerät (18) vorgesehen ist, das die aufgezeichneten Eingangssignale liefert.

11. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale langsam aufgezeichnet und schnell wiedergegeben werden.