DE1248225B - Verfahren und Vorrichtung zum genauen Ermitteln der Herzschlagfrequenz - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum genauen Ermitteln der HerzschlagfrequenzInfo
- Publication number
- DE1248225B DE1248225B DEH47593A DEH0047593A DE1248225B DE 1248225 B DE1248225 B DE 1248225B DE H47593 A DEH47593 A DE H47593A DE H0047593 A DEH0047593 A DE H0047593A DE 1248225 B DE1248225 B DE 1248225B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pulse
- information
- heart
- pulses
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000001121 heart beat frequency Effects 0.000 title description 4
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 5
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims 1
- 210000002458 fetal heart Anatomy 0.000 description 4
- 210000003754 fetus Anatomy 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000032696 parturition Effects 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
- G04F10/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
- A61B5/02411—Measuring pulse rate or heart rate of foetuses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/43—Detecting, measuring or recording for evaluating the reproductive systems
- A61B5/4306—Detecting, measuring or recording for evaluating the reproductive systems for evaluating the female reproductive systems, e.g. gynaecological evaluations
- A61B5/4343—Pregnancy and labour monitoring, e.g. for labour onset detection
- A61B5/4362—Assessing foetal parameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physiology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pregnancy & Childbirth (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Pediatric Medicine (AREA)
- Reproductive Health (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Description
- Verfahren und Vorrichtung zum genauen Ermitteln der Herzschlagfrequenz Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum genauen Ermitteln der Herzschlagfrequenz, die zur Kontrolle der Herztätigkeit selbst dann anwendbar sind, wenn neben den aus der Herztätigkeit gewonnenen Meßimpulsen noch unregelmäßige Störsignale vorhanden sind, die wesentlich größer sind als die Amplituden der Nutzsignale.
- Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können insbesondere zur Beurteilung des Allgemeinzustandes eines noch ungeborenen Kindes während des Geburtsverlaufs verwendet werden. Die Herzschlagfrequenz gibt nämlich Aufschluß über eine mögliche Gefährdung des Föten durch Sauerstoffmangel. Die bisherigen Bemühungen zur Kontrolle der fötalen Herzschlagfrequenz auf elektronischem Wege haben sich als wenig erfolgreich erwiesen. Dies liegt einmal an dem ungünstigen Verhältnis Störpegel zu Nutzpegel, da die Signale der Kindesbewegungen, des mütterlichen Pulses, Bewegungen der Gebärenden, Darmgeräusche usw. das Nutzsignal zeitweilig um 40 bis 60 db übersteigen und selbst bei optimaler Frequenzfilterung nicht zu unterdrücken sind. Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, daß der Schallpegel der fötalen Herztöne durch Lageänderungen des Föten und durch Druckänderungen infolge der Wehentätigkeit wechselt.
- Bekannte Vorrichtungen arbeiten in der Weise daß jeweils ein spezifischer Herzton einer Herzperiode ausgesiebt und die anderen Herztöne unterdrückt werden. Hierzu wird beispielsweise im Anschluß an den ersten oder zweiten Herzton eine Totzeit eingeschaltet, die den jeweils unerwünschten Herzton überlappt und diese Zeit auch für Störgeräusche ausschließt. Damit sind aber erhebliche Schwierigkeiten verbunden, da nicht gewährleistet ist, daß immer der erste oder immer der zweite Herzton den Totzeitbereich einschaltet. Daher kann nur ein relativ kleiner Schlagfrequenzbereich mit einer festen Totzeit erfaßt werden, da bei Änderungen der Schaltfrequenz über diese engen Grenzen hinaus entweder der nachfolgende zweite Herzton z. B. halb oder ganz in die Totzeit fallen oder bei einer Schlagfrequenzerniedrigung der an sich zu unterdrückende Herzton aus der Totzeit herausfallen kann.
- Es ist auch bekannt, den periodischen Rhythmus des ersten oder zweiten Herztones zu erfassen, indem jeweils in bestimmter Weise Rhythmusbestimmungen und Korrekturen derselben vorgenommen werden.
- Die Rhythmusbestimmung wird jedoch durch eine Häufung von Störgeräuschen erheblich beeinträchtigt. Die Bedienung nach diesem Verfahren arbeitender Geräte ist nicht einfach und stellt hohe Anforde- rungen an das Personal. Außerdem ermöglichen die bekannten Vorrichtungen gerade in kritischen Momenten keine zuverlässig automatisch arbeitende Grenzwertanzeige.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen der Herzschlagfrequenz, insbesondere der fötalen Herzschlagfrequenz zu schaffen, die eine geringe Empfindlichkeit gegen Störungen aufweist und die eine einfache Bedienung erfordert, so daß z. B. eine Verwendung in Kliniken möglich ist und keine erhöhten Anforderungen an das Bedienungspersonal gestellt sind.
- Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen in einem solchen Verfahren, daß mindestens zwei charakteristische Informationen jeder Herzperiode derart ausgewertet werden, daß jede dieser Informationen in an sich bekannter Weise in einen Impuls umgeformt wird, daß jeweils die Impulsabstände aufeinanderfolgender, aus der gleichen Information hergeleiteter Impulse gemessen werden, daß jeweils ein Vergleich der somit ermittelten Impulsabstände unter den aus verschiedenen Informationen hergeleiteten Impulsen durchgeführt wird und daß ein zur Anzeige verwendeter Impuls erzeugt wird, wenn die verglichenen Impulsabstände innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches einander gleich sind. Als charakteristische Informationen einer Herzperiode lassen sich z.B. der erste Herzton (Systole) und der zweite Herzton (Diastole) verwenden. Diese beiden Herztöne stehen bei jeder Herzaktion in einer festen zeitlichen Beziehung zueinander. Man kann sagen, daß es sich bei der Impulsfolge aus den ersten und zweiten Herztönen um die Summe zweier phasenverschobener Impulsreihen gleicher Periode handelt.
- Der Anwendungsbereich des Verfahrens gemäß der Erfindung ist auf solche Fälle beschränkt, in denen die phasenverschobenen Impulsreihen einen gemeinsamen Ursprung haben. Es ist deshalb mit dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht möglich, unerwünschte periodische Signale auszuschalten. deren Frequenz in dem möglichen Anzeigefrequenzbereich liegt. Derartige periodische Signale, die einen anderen Ursprung haben als das auszuwertende Signal, lassen sich jedoch in der Regel durch bestimmte Maßnahmen, z.B. Frequenzfilterung, ausschalten.
- Es hat sich gezeigt, daß es bei der Messung der fötalen Herzschlagfrequenz vorteilhaft ist, die Informationen der Herztätigkeit durch einen elektroakustischen Wandler zu gewinnen. Bei dieser Aufnahmeweise werden die Amplituden der Herztöne der Mutter auf dem langen Weg zu dem in der Nähe des Föten angesetzten Körperschallmikrophon so sehr gedämpft, daß sie unterhalb des Pegels der Nutzsignale bleiben. Die mit merklicher Amplitude in Erscheinung tretenden Signale des mütterlichen Pulses sind jedoch im Vergleich zu den Signalen des fötalen Pulses so niederfrequent, daß sie auch in einem nachfolgenden Tiefpaß ohne Schwierigkeiten ausgefiltert werden können.
- Vorzugsweise werden die von dem Wandler abgegebenen elektrischen Signale, wie an sich bekannt, vor der Impulsformung über einen Bandpaß geleitet.
- Hierdurch wird ein beträchtlicher Teil von Störspannungen ausgeschaltet. Der Wandler kann selbst auch bereits selektive Eigenschaften haben.
- Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung zeichnet sich aus durch eine Trennstufe zum Trennen der am Ausgang der Impulsformerstufe auftretenden Informationssignale in eine der Anzahl der pro Herzperiode ausgewerteten Informationen entsprechende Zahl einzelner, auf der gleichen Herzinformation beruhender Impulsfolgen, durch einen einen Speicher aufweisenden Komparator zum Vergleich der Abstände der Impulse in den verschiedenen Impulsfolgen untereinander, der ein Auswertesignal erzeugt, wenn die jeweils verglichenen Abstände der Impulse in den verschiedenen Impulsfolgen innerhalb vorgegebener Toleranzen gleich sind, und durch eine Vorrichtung, die bei Auftreten eines Auswertesignals ein von dem Impulsabstand auf der gleichen Information beruhender Impulse abhängiges Anzeigesignal zu einer Anzeigevorrichtung für die Herzschlagfrequenz durchschaltet.
- Statistisch auftretende Störgeräusche, wie sie bei Kindesbewegungen, Bewegungen der Gebärenden, Darmgeräuschen usw. auftreten, können das Nutzsignal jedoch ohne weiteres um mehrere Größenordnungen überschreiten, ohne daß die Anzeige verfälscht wird. Die Verwendung eines Regelverstärkers bringt den Vorteil, daß Schallpegelschwankungen der Herztöne keinen ungünstigen Einfluß auf die richtige Funktion der Vorrichtung haben. Es reicht aus, wenn die Amplitudenschwankungen in einem Bereich von + 15 db bleiben. Der Regelverstärker soll dabei nicht die Amplitudenspitzen beschneiden, sondern lediglich den Verstärkungsfaktor regeln, so daß der Abstand Störpegel zu Nutzpegel erhalten bleibt.
- Als elektroakustischer Wandler ist vorzugsweise ein Körperschallmikrophon vorgesehen. Durch Ver- wendung zweier Mikrophone läßt sich eine Richtwirkung erzielen, um die Signale der Mutterherztätigkeit abzuschwächen.
- Der Bandpaß kann einen Durchlaßbereich von etwa 30 bis 100 Hz, vorzugsweise von 50 bis 95 Hz, aufweisen, und die Steilheit der beidseitigen Darnw fungsflanken kann 35 db pro Oktave betragen. Diese Filterdimensionierung gewährleistet einen günstigen Abstand zum Störpegel und etwa gleich hohe Signalamplituden des ersten und zweiten Herztones.
- Bei extremen Anforderungen kann die untere Grenzfrequenz des Bandpasses in einem Bereich zwischen 45 und 55 Hz variabel sein. Es kann jedoch in den meisten Fällen anstandslos mit einem Filter mit einem Durchlaßbereich von 50 bis 95 Hz und einer Flankendämpfung von 35 db pro Oktave gearbeitet werden.
- Als Impulsformerstufe kann ein fremdgesteuerter Impulsgenerator vorgesehen sein, der von den ans der Herztätigkeit abgeleiteten elektrischen Signalen gesteuert wird.
- Der Impulsgenerator erzeugt vorzugsweise Impulse von 100 Millisekunden Dachlänge. Diese Zeit ist wenigstens erforderlich, um die Nachschwingtingen jedes Herztonkomplexes zu überlappen.
- Als Trennstufe ist vorzugsweise ein bistabiler Multivibrator vorgesehen. Wenn der Amplitudendiskriminator so eingestellt ist, daß lediglich die dem ersten und zweiten Herzton entsprechenden Signale durchgelassen werden, kippt jeder von diesen Herztönen hergeleitete Impuls den Multivibrator um, so daß an den beiden Ausgängen desselben jeweils die von dem ersten bzw. dem zweiten Herzton hergeleiteten Impulse getrennt zur Verfügung stehen.
- Physiologisch ist im Extremfall eine Herzschlagfrequenz von 200 Schlägen pro Minute zu erwarten.
- Bei einer derartigen schnellen pathologischen Schlagfrequenz würde sich das Zeitverhältnis Systole zu Diastole von normalerweise 1:2 auf etwa 1: 1 ändern. Der kürzeste Abstand zwischen zwei Herztönen beträgt dementsprechend 150 Millisekunden.
- Es ist demnach möglich, das Gerät während eines aus Sicherheitsgründen etwas kürzeren Zeitraumes, z.B.
- 120 Millisekunden, für die weitere Verarbeitung von Signalen zu sperren. Auf diese Weise lassen sich Störgeräusche, die 120 Millisekunden nach einem Herzton liegen, in ihrer Wirkung voll uuteidrüciten.
- Ein weiteres Problem ist jedoch die Unterdrückung von lang anhaltenden Störgeräuschen. Diese würden bewirken, daß die oben beschriebene Impulsformerstufe jeweils nach Ablauf der Totzeit von 120 Millisekunden erneut anspricht, wodurch das Auftreten einer Herzschlagfrequenz von 250 Schlägen in des Minute vorgetäuscht würde. Dieses Problem läßt sich jedoch lösen, indem man die gesamte Totzeit auf teilt in eine reguläre Totzeit von 100 Millisekunden und eine nachgeschaltete Totzeit von 20 Millisekunden. Bei einem Filterbereich von 50 bis 95 Hz benötigt ein langanhaltendes Störgeräusch maximal 20 Millisekunden, um eine ganze Periode zu durchlaufen und damit die Impulsformerstufe zu beeinflussen. Wird während dieser 20 Millisekunden also ein Impuls ausgelöst, so muß dessen weitere Aus wertung unterbunden werden, da es sich mit Sicherheit nicht um ein physologisches Geräusch, sondern entweder um einen einzelnen statistisch auftretenden Störimpuls oder aber um ein lang andauerndes Störgeräusch handeln muß. Nach Ablauf der daran aF schließenden regulären Totzeit von 100 Millisekunden kann dann aufs neue geprüft werden, ob in den nächsten 20 Millisekunden ein neuer Impuls ausgelöst wird, das Störgeräusch also noch vorhanden ist. Zu dieser Prüfung dient beispielsweise eine Einrichtung, die das Auflösungsvermögen auf eine Zeit begrenzt, die der Dachlänge eines Rechteckimpulses und der der unteren Grenzfrequenz des Bandpasses entsprechenden Periodendauer zusammengenommen entspricht und die aus einem Differenzierkreis und einem Univibrator besteht. Der Differenzierkreis bewirkt, daß die Dachkanten der aus der Impulsformerstufe herrührenden Rechteckimpulse abgeschrägt werden. Der Univibrator dient dazu, Nadelimpulse zu erzeugen, und zwar ist die Ansprechschwelle des Univibrators so bemessen, daß kein Nadelimpuls erzeugt wird, wenn der Zeitraum zwischen aufeinanderfolgenden 1 00-Millisekunden-Impulsen weniger als 120 Millisekunden beträgt. Die Möglichkeit zur Einstellung einer derartigen Ansprechschwelle liegt in der durch die Differenzierung hervorgerufenen Dachschräge der umgewandelten Rechteckimpulse, die bewirkt, daß die Anstiegs- und Abfallflanken zwar gleich groß, jedoch in der Ordinatenrichtung (Amplitude) gegeneinander versetzt sind.
- Vorzugsweise umfaßt der Komparator jeweils einen jedem Ausgang der Trennstufe zugeordneten Impulsabstand-Amplituden-Konverter mit je einem Speicher sowie eine Schaltungsanordnung zum Vergleich der Speicherausgangsspannungen Als Impulsabstand-Amplituden-Konverter können Miller-Integratoren verwendet werden.
- Gemäß einer digitalen Ausführungsform umfaßt der Komparator jeweils einen jedem Ausgang der Trennstufe zugeordneten digitalen Frequenzzähler mit zugeordneten Speichern und einer Start-Stopp-Schaltung sowie ein Frequenznormal und enthält eine Schaltungsanordnung zum Vergleich der Speicherwerte.
- Bei Verwendung einer analog arbeitenden Schaltung ist der Anzeigevorrichtung für die Herzschlagfrequenz vorzugsweise ein Verstärker mit hyperbolischer Kennlinie vorgeschaltet. Dadurch wird eine der Herzschlagfrequenz proportionale Anzeige erreicht.
- Die auszuwertenden Herzinformationen können auf verschiedene Weise gewonnen werden. Man kann z. B. auch ein elektrokardiographisches und phonokardiographisches Verfahren miteinander kombinieren, indem z. B. die R-Zacke des EKG vorzugsweise mit dem ersten Herzton etwa über eine Torschaltung koordiniert wird, so daß die Sicherheit in der Feststellung des ersten Herztones erhöht wird.
- Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.
- F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Vorrichtung nach der Erfindung; F i g. 2 zeigt Kurvendarstellungen der Spannungen, wie sie an verschiedenen Stellen der Vorrichtung auftreten.
- Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung werden die akustischen Signale der Herztätigkeit mit einem Körperschallmikrophon 1 aufgenommen, das mit einem Vorverstärker 2 verbunden ist. Dieser hat eine untere Grenzfrequenz von 35 Hz und einen passend gewählten Verstärkungsfaktor, der etwa 100 beträgt. Der Ausgang des Vorverstärkers ist mit einem Bandpaß 3 verbunden, dessen Durchlaßbereich von 50 bis 95 dz reicht und dessen Flankendämpfung 35 db pro Oktave beträgt. Dieser Bandpaß bewirkt, daß außer der Ausfilterung der Störgeräusche der erste und zweite Herzton an seinem Ausgang etwa die gleichen Amplituden haben. Auf den Bandpaß folgt ein regelbarer Verstärker4, mit dem sich die Amplituden der Herztonsignale auf einen für die Funktion der weiteren Baugruppen optimalen Wert einstellen lassen. Hieran schließt sich ein Regelverstärker 5 an, der die unvermeidbaren Amplitudenschwankungen der Herztöne in Grenzen von etwa t 15 db hält. Die am Ausgang des elektroakustischen Wandlers vorhandene Spannung ist als Funktion der Zeit in Fig. 2, a dargestellt und die am Ausgang des Regelverstärkers vorhandene, bereits gefilterte Spannung in F i g. 2, b. Der Ausgang des Regelverstärkers ist mit einem Amplitudendiskriminator 6, z. B. mit einem Schmitt-Trigger, verbunden, der aus dem ersten und zweiten Herzton Triggerimpulse bildet. In Fig. 2, b ist der Triggerpegel als gestrichelte Linie dargestellt und man erkennt, daß jeweils nur bei den ersten und zweiten Herztönen Amplitudenwerte auftreten die oberhalb des Triggerpegels liegen.
- F i g. 2, c zeigt die mit dem Schnitt-Trigger hergestellten Triggerimpulse, die an einen Rechteck-Totzeitgenerator 7 weitergeleitet werden, welcher Rechteckimpulse mit einer Dachlänge von 100 Millisekunden erzeugt (s. F i g. 2, d). Diese Rechteckimpulse gelangen an ein RC-Differenzierglied 8, an dessen Ausgang sie den in F i g. 2, e dargestellten Spannungsverlauf haben. Daraus ist ersichtlich, daß die Polarität der Spannung am Ausgang des Differenziergliedes sich beim Aufhören eines Reckteckimpuls es umkehrt. Auf das Differenzierglieds folgt ein bistabiler Multivibrator 9, der eine Trennung der ersten von den zweiten Herztönen bewirkt, welche jeweils an einem der Ausgangskanäle des Multivibrators auftreten. Die Schaltung kann so ausgebildet sein, daß der Multivibrator 9 nur mit einer Spannung in einem bestimmten Amplitudenbereich ausgelöst werden kann, z. B. der Art, daß die Auslösung bei Spannungen, die eine vorbestimmte Amplitude überschreiten, gesperrt ist, wie z.B. aus F i g. 2, e durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, Hierdurch wird bewirkt, daß das Auflösungsvermögen des Multivibrators 9 auf 120 Millisekunden Impulsabstand begrenzt wird. Es wird also sozusagen den Rechteckimpulsen nach F i g. 2, d eine Totzeit von 20 Millisekunden nachgeschaltet. Die Vorrichtung kann zum Begrenzen des Auflösungsvermögens durch einen Differenzierkreis in Verbindung mit einem Univibrator ausgebildet sein, der die dem Differenzierkreis zugeführten Rechteckimpulse in Nadelimpulse umwandelt. Verlauf und Lage dieser Impulse gehen aus F i g. 2, f hervor. An jedem der Ausgänge des Multivibrators 9 treten Spannungen mit einem zeitlichen Verlauf gemäß F i g. 2, g auf. wobei lediglich die Polaritäten an den beiden Ausgängen entgegengesetzt sind. Die beiden Ausgänge des Multivibrators 9 sind jeweils mit einem Impulsabstand-Amplituden-Konverter und diesen zugeordneten Speichern 10 bzw. 11 verbunden, wobei die Schaltung so getroffen ist, daß die Konverter nur von positiven oder negativen Impulsen gesteuert werden. Die Konverter werden von den Abfallflanken der Rechteckimpulse nach F i g. 2, d gesteuert und die Speicher von den Nadelimpulsen nach F i g. 2, f. Der Verlauf der Spannungen an den Impulsabstand-Amplituden-Konvertern ist in den F i g. 2, h und 2, i für die beiden Konverter 10 bzw. 11 dargestellt. Wie bekannt, ist die Ausgangsspannung von Impulsabstand-Amplituden-Konvertern gewöhnlich proportional der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen. Verwendet man Miller-Integratoren als Konverter, so ist deren Ausgangsspannung sägezahnförmig. Die Endamplituden der Miller-Integratoren werden auf den Speichern gehalten. An diesen herrscht ein Spannungsverlauf, wie er in F i g. 2, k dargestellt ist.
- Hierin gilt die durchgezogene Kurve für den einen und die gestrichelt gezeichnete Kurve für den anderen Konverter. Die an den Speichern anliegenden Spannungen werden in einem Komparator 12 miteinander verglichen, wobei der Vergleich zur Vermeidung von Fehlanzeigen während der Umladung der Speicher gesperrt ist. Bei Gleichheit der Spannungen innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereiches wird ein Signal auf einen Verstärker 14 weitergeleitet.
- Dieses Signal ist in F i g. 2, 1 dargestellt. Der Verstärker hat zur Linearisierung der Anzeige eine hyperbolische Kennlinie. Diese Maßnahme ist deshalb erforderlich, weil die von den Konvertern 10 und 11 erzeugten Ausgangsspannungen proportional zum Impulsabstand sind, d. h. umgekehrt proportional zur Herzschlagfrequenz. Die hyperbolische Kennlinie stellt also die Proportionalität zwischen Herzschlagfrequenz und Anzeigewert her. Die am Ausgang des Verstärkers mit hyperbolischer Kennlinie auftretende Spannung ist abhängig von der Zeit in F i g. 2, m aufgetragen. Von dem Verstärker aus gelangt das Anzeigesignal zu einem Registriergerät 16 sowie zu zwei Verstärkern 15, die zur Alarmgabe beim Überschreiten vorbestimmter Grenzwerte dienen. Zwischen dem Verstärker 14 und dem Registriergerät 16 kann ein Schaltungkreis zur zählratenunabhängigen Amplitudenintegration vorgesehen sein (nicht dargestellt). Der Linienschreiber zeigt dann also so lange die alte Schlagfrequenz an, bis bei einem Vergleich ein neuer Wert gebildet ist.
Claims (16)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zum genauen Ermitteln der Herzschlagfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei charakteristische Informationen jeder Herzperiode derart ausgewertet werden, daß jede dieser Informationen in an sich bekannter Weise in einen Impuls umgeformt wird, daß jeweils die Impulsabstände aufeinanderfolgender, aus der gleichen Information hergeleiteter Impulse gemessen werden, daß jeweils ein Vergleich der somit ermittelten Impulsabstände unter den aus verschiedenen Informationen hergeleiteten Impulsen durchgeführt wird und daß ein zur Anzeigefreigabe verwendeter Impuls erzeugt wird, wenn die verglichenen Impuls abstände innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches einander gleich sind.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen der Herztätigkeit auf elektroakustischem Weg gewonnen werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroakustisch gewon- nenen elektrischen Signale vor der Impulsformung über einen Bandpaß geleitet werden.
- 4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, mit einem Wandler zum Umformen der akustischen Herzinformationen in elektrische Signale, mit einem mit dem Wandler verbundenen Bandpaß, auf den ein Amplitudendiskriminator folgt, der mit einer Impulsformerstufe verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Trennstufe (9) zum Trennen der am Ausgang der Impulsformerstufe auftretenden Informationssignale in eine der Anzahl der pro Herzperiode ausgewerteten Informationen entsprechende Zahl einzelner, auf der gleichen Herzinformation beruhender Impulsfolgen, durch einen mindestens einer Speicher (10, 11) aufweisenden Komparator (12) zum Vergleich der Abstände der Impulse in den verschiedenen Impulsfolgen untereinander, der ein Auswertesignal erzeugt, wenn die jeweils verglichenen Abstände der Impulse in den verschiedenen Impulsfolgen innerhalb vorgegebener Toleranzen gleich sind, und durch eine Vorrichtung, die beim Auftreten eines Auswertesignals ein von dem Impulsabstand auf der gleichen Information beruhender Impulse abhängiges Anzeigesignal zu einer Anzeigevorrichtung (16) für die Herzschlagfrequenz durchschaltet.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Amplitudendiskriminator ein Regelverstärker (5) vorgeschaltet ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als elektroakustischer Wandler ein Körperschallmikrophon verwendet ist.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Körperschallmikrophon eine der Schallbeschleunigung entsprechende Ausgangsspannung liefert.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandpaß einen Durchlaßbereich von höchstens 30 bis 100 Hz, vorzugsweise 50 bis 95 Hz, aufweist.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsformerstufe ein fremdgesteuerter Impulsgenerator vorgesehen ist, der von den aus der Herztätigkeit abgeleiteten elektrischen Signalen gesteuert wird.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator so ausgebildet ist, daß er Impulse von 100 Millisekunden Dachlänge erzeugt.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstufe als bistabiler Multivibrator ausgebildet ist.
- 12. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennstufe eine Begrenzungsstufe vorgeschaltet ist, die das Auflösungsvermögen derselben auf eine Zeit be grenzt, die der Dachlänge eines Rechteckimpulses und der unteren Grenzfrequenz des Bandpasses zusammengenommen entspricht.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator jeweils einen jedem Ausgang der Trennstufe zugeordneten Impulsabstand-Amplituden-Konverter mit je einem Speicher umfaßt und daß ferner eine Schaltungsanordnung zum Vergleich der Speicherausgangsspannungen vorgesehen ist.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsabstand-Amplituden-Konverter Miller-Integratoren vorgesehen sind.
- 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der komparator jeweils einen jedem Ausgang der Trennstufe zugeordneten digitalen Frequenzzähler mit zugeordneten Speichern und einer Start-Stopp-Schaltung sowie ein Frequenznormal umfaßt und eine Schaltungsanordnung zum Vergleich der Speicherwerte enthält.
- 16. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigevorrichtung für die Herzschlagfrequenz ein Verstärker mit hyperbolischer Kennlinie vorgeschaltet ist.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL293628D NL293628A (de) | 1962-12-06 | ||
| DE1962H0047593 DE1248225C2 (de) | 1962-12-06 | 1962-12-06 | Vorrichtung zum genauen ermitteln der herzschlagfrequenz |
| CH700563A CH406517A (de) | 1962-12-06 | 1963-06-05 | Verfahren und Vorrichtung zum genauen Ermitteln der Herzschlagfrequenz |
| GB22529/63A GB1046111A (en) | 1962-12-06 | 1963-06-06 | Improvements in and relating to apparatus for the accurate determination of the heartbeat frequency |
| US429193A US3318303A (en) | 1962-12-06 | 1965-01-14 | Method and apparatus for observing heartbeat activity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1962H0047593 DE1248225C2 (de) | 1962-12-06 | 1962-12-06 | Vorrichtung zum genauen ermitteln der herzschlagfrequenz |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1248225B true DE1248225B (de) | 1967-08-24 |
| DE1248225C2 DE1248225C2 (de) | 1976-07-29 |
Family
ID=7156459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1962H0047593 Expired DE1248225C2 (de) | 1962-12-06 | 1962-12-06 | Vorrichtung zum genauen ermitteln der herzschlagfrequenz |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3318303A (de) |
| CH (1) | CH406517A (de) |
| DE (1) | DE1248225C2 (de) |
| GB (1) | GB1046111A (de) |
| NL (1) | NL293628A (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3602222A (en) * | 1968-09-16 | 1971-08-31 | Honeywell Inc | Rate meter, particularly a beat-by-beat cardiotachometer |
| DE2142095A1 (de) * | 1970-09-29 | 1972-03-30 | Orr T | Pulsüberwachungsgerät |
| DE2331551A1 (de) * | 1972-07-13 | 1974-01-24 | Hoffmann La Roche | Herzfrequenzmessgeraet |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3498292A (en) * | 1966-02-16 | 1970-03-03 | Humetrics Corp | Heart sound sequence indicator |
| US3581735A (en) * | 1968-06-12 | 1971-06-01 | Hewlett Packard Gmbh | Heartbeat frequency determining apparatus and method |
| US3618593A (en) * | 1968-09-02 | 1971-11-09 | Inst Technitcheska Kib Pri Ban | Method of and a system for the automatic analysis of heart disturbances |
| US3593705A (en) * | 1968-10-03 | 1971-07-20 | Merck & Co Inc | Arrhythmia monitoring instrument and method using {37 normal{38 {0 and {37 total{38 {0 counting channels |
| US3552386A (en) * | 1968-12-23 | 1971-01-05 | Hewlett Packard Co | Arrhythmia detecting apparatus and method |
| US3662746A (en) * | 1969-05-14 | 1972-05-16 | Bernard Saltzberg | Apparatus for detecting, analyzing and recording bioelectric potentials |
| US3651798A (en) * | 1970-05-15 | 1972-03-28 | Parke Davis & Co | Blood pressure indicator and noise |
| US3724455A (en) * | 1970-06-02 | 1973-04-03 | P Unger | Cardiac warning device |
| US3742938A (en) * | 1971-01-04 | 1973-07-03 | T Stern | Cardiac pacer and heart pulse monitor |
| US3930494A (en) * | 1971-09-20 | 1976-01-06 | General Electric Company | Method and apparatus for the indirect measurement of blood pressure |
| US3878832A (en) * | 1973-05-14 | 1975-04-22 | Palo Alto Medical Research Fou | Method and apparatus for detecting and quantifying cardiovascular murmurs and the like |
| NL7609211A (nl) * | 1975-10-01 | 1977-04-05 | Keiper Trainingsysteme Gmbh | Werkwijze voor het meten van de hartslagfre- kwentie en hartslagfrekwentiemeetinrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. |
| DE2609339B2 (de) * | 1976-03-06 | 1977-12-22 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Blutdruckmessgeraet |
| CH632403A5 (de) * | 1977-09-08 | 1982-10-15 | Avl Ag | Verfahren und einrichtung zum ermitteln von systolischen zeitintervallen. |
| US4628939A (en) * | 1980-09-11 | 1986-12-16 | Hughes Aircraft Company | Method and improved apparatus for analyzing heart activity |
| US4428380A (en) | 1980-09-11 | 1984-01-31 | Hughes Aircraft Company | Method and improved apparatus for analyzing activity |
| US4446873A (en) * | 1981-03-06 | 1984-05-08 | Siemens Gammasonics, Inc. | Method and apparatus for detecting heart sounds |
| US4679570A (en) * | 1984-11-13 | 1987-07-14 | Phonocardioscope Partners | Phonocardioscope with a liquid crystal display |
| US4802486A (en) * | 1985-04-01 | 1989-02-07 | Nellcor Incorporated | Method and apparatus for detecting optical pulses |
| US4928692A (en) * | 1985-04-01 | 1990-05-29 | Goodman David E | Method and apparatus for detecting optical pulses |
| US4911167A (en) * | 1985-06-07 | 1990-03-27 | Nellcor Incorporated | Method and apparatus for detecting optical pulses |
| USRE35122E (en) * | 1985-04-01 | 1995-12-19 | Nellcor Incorporated | Method and apparatus for detecting optical pulses |
| US4989611A (en) * | 1988-08-19 | 1991-02-05 | Seismed Instruments, Inc. | Cardiac compression wave measuring system and method |
| US4960128A (en) * | 1988-11-14 | 1990-10-02 | Paramed Technology Incorporated | Method and apparatus for continuously and non-invasively measuring the blood pressure of a patient |
| US5316008A (en) * | 1990-04-06 | 1994-05-31 | Casio Computer Co., Ltd. | Measurement of electrocardiographic wave and sphygmus |
| US5381797A (en) * | 1993-03-26 | 1995-01-17 | Pak; Song C. | Pulse diagnostic device and method of measuring a pulse wave using this device |
| US6371921B1 (en) * | 1994-04-15 | 2002-04-16 | Masimo Corporation | System and method of determining whether to recalibrate a blood pressure monitor |
| US6027452A (en) | 1996-06-26 | 2000-02-22 | Vital Insite, Inc. | Rapid non-invasive blood pressure measuring device |
| US9248306B2 (en) | 1999-09-30 | 2016-02-02 | Physio-Control, Inc. | Pulse detection apparatus, software, and methods using patient physiological signals |
| US6440082B1 (en) | 1999-09-30 | 2002-08-27 | Medtronic Physio-Control Manufacturing Corp. | Method and apparatus for using heart sounds to determine the presence of a pulse |
| US20040116969A1 (en) | 2002-08-26 | 2004-06-17 | Owen James M. | Pulse detection using patient physiological signals |
| AU2003271550A1 (en) * | 2002-10-09 | 2004-05-04 | Bang And Olufsen Medicom A/S | A procedure for extracting information from a heart sound signal |
| DE60327647D1 (de) * | 2002-10-09 | 2009-06-25 | Bang & Olufsen Medicom As | Rung phonokardiographischer signale |
| KR20060088770A (ko) * | 2005-02-02 | 2006-08-07 | 삼성전자주식회사 | 생체신호 측정 장치 및 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3140710A (en) * | 1960-02-29 | 1964-07-14 | Douglas Aircraft Co Inc | Method and apparatus for automatically analyzing disorders of the human body |
| US3132643A (en) * | 1960-08-18 | 1964-05-12 | Melpar Inc | Blood pressure measurement |
| US3087488A (en) * | 1961-02-27 | 1963-04-30 | Boeing Co | Sphygmomanometric devices |
| US3132208A (en) * | 1961-06-22 | 1964-05-05 | Bell Aerospace Corp | Electronic stethoscope |
| US3171892A (en) * | 1961-06-27 | 1965-03-02 | Pantle Jorge Oltvani | Electronic apparatus for the observation of signals of biological origin |
-
0
- NL NL293628D patent/NL293628A/xx unknown
-
1962
- 1962-12-06 DE DE1962H0047593 patent/DE1248225C2/de not_active Expired
-
1963
- 1963-06-05 CH CH700563A patent/CH406517A/de unknown
- 1963-06-06 GB GB22529/63A patent/GB1046111A/en not_active Expired
-
1965
- 1965-01-14 US US429193A patent/US3318303A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3602222A (en) * | 1968-09-16 | 1971-08-31 | Honeywell Inc | Rate meter, particularly a beat-by-beat cardiotachometer |
| DE2142095A1 (de) * | 1970-09-29 | 1972-03-30 | Orr T | Pulsüberwachungsgerät |
| DE2331551A1 (de) * | 1972-07-13 | 1974-01-24 | Hoffmann La Roche | Herzfrequenzmessgeraet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1248225C2 (de) | 1976-07-29 |
| CH406517A (de) | 1966-01-31 |
| GB1046111A (en) | 1966-10-19 |
| US3318303A (en) | 1967-05-09 |
| NL293628A (de) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1248225C2 (de) | Vorrichtung zum genauen ermitteln der herzschlagfrequenz | |
| DE2447052C2 (de) | Gerät zur Erkennung der R-Zacke in einem Herzaktionssignal | |
| DE2757367C2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Unterdrücken von Störsignalen vermittels Kreuzkorrelation bei der Sphygmometrie | |
| DE3144659A1 (de) | Einrichtung zur auswertung von ekg-signalen | |
| DE2546856B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Frequenz bzw. Periodendauer eines Signals | |
| DE2716739A1 (de) | Verfahren zur detektion von signalen | |
| DE3732699A1 (de) | Implantierbarer herzschrittmacher | |
| DE2710877A1 (de) | Einbruch-alarmsystem | |
| DE2253967C3 (de) | Verfahren zur Erfassung von Arrhythmien im Verlauf von Herzaktionsspannungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE2458475A1 (de) | Vorrichtung zur herzueberwachung | |
| DE2515868B2 (de) | Vorrichtung zur messung des blutdrucks | |
| DE2427328C2 (de) | Einbruchsalarmanlage | |
| DE2331551C3 (de) | Herzfrequenzmeßgerät | |
| DE2360206C3 (de) | Dopplersignalempfänger | |
| DE2041640B2 (de) | Medizinische diagnosevorrichtung zur quantitativen ermittlung des auftretens einer koerperfunktion, insbesondere eines hustens | |
| DE2516167A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur quantitativen bestimmung des auftretens von verzoegerungen beim foetalen herzschlag | |
| DE2329937C3 (de) | Strahlenschranke | |
| DE69725964T2 (de) | Herzreaktionserkennung bei Herzschrittmacher tragenden Patienten | |
| DE2717530A1 (de) | Verfahren zur stoerbefreiung von signalen | |
| DE2555453A1 (de) | Geraet zur automatischen blutdruckmessung | |
| DE2360660B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der foetalen Herzfrequenz | |
| DE2109179C3 (de) | Vorrichtung zum Erfassen von formveränderten Pulsen einer Pulsfolge | |
| EP1138347B1 (de) | Vorrichtung zur Verarbeitung physiologischer Signale | |
| DE2215743A1 (de) | Blutdruckmeßgerät | |
| DE2151347A1 (de) | Geraet zur bildlichen darstellung von fliessenden medien durchstroemter leitungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |