DE1962077A1

DE1962077A1 - Medizinisches Geraet

Info

Publication number: DE1962077A1
Application number: DE19691962077
Authority: DE
Inventors: Karl Hudek; Wolf-Dietrich Sukkau
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1971-06-16
Also published as: AT322095B; FR2073543A5; DE1962077B2; CH521748A

Description

Medizinisches Gerät

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Gerät für die Auswertung von Elektrokardiogrammen (EKG) mit Mitteln zum Erfassen der R-Zacken aus dem EKG und Weiterleiten an eine Zählvorrichtung, Alarmvorrichtung od. dgl.. Bei normalen EKG hat die R-Zacke die grösste Steilheit und die grösste Amplitude; sie kann daher leicht durch einen Amplitudendiskrirainator erfasst werden, dessen Ansprechschwelle so hoch gewählt ist, dass nur die R-Zacke durchgelassen wird. Nach entsprechender Verstärkung und Formung (vorzugsweise in einen Rechteckimpuls) des durchgelassenen Anteils der R-Zacke kann dann s.B, die momentane und durchschnittliche Pulsfrequenz ermittelt oder das Auftreten von Bradykardie, Herzstillstand, Tachykardie und Extrasystolen etwa gemäss der deutschen Patentschrift 1 000 263 festgestellt und bei kritischen Werten vom Gerät Alarm gegeben werden.

Das EKG von kranken Personen kann jedoch beträchtliche Entartungen aufweiten; insbesondere kann die Amplitude der R-Zacke kleiner als die S-WeILe sein, es kann die Steilheit der S- und 30gar der T-WeLLe grosser soIn als die der R-Zaoke und schlLesslieh kann die R-Zacke in Form und Dauer ähnlich sein wie andere Kurventeile und zeitweise oder über längere Zeit negativ werden. Bei derart enbarbeten EKO genügen die bekannten MLttel (AmplitudendlskrimLnator) nicht mehr, die R-Zacke mit Sicherheit zn erfanuen, v/n.q zur Folge hat, dass dio vom EKG ges teuer ton Herzüberv/achungHgerati Fohlilarm geben oder da;r#, wie bei einigen modernen Geräten, aufgrund oines Felila Lärmen* sofort und automatisch eine liars therapie eingeleitet, a.B. ein

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Herzschrittmacher eingeschaltet wird, was zu schweren Komplikationen führen kann. Aus diesem Grund ist die sichere Erfassung der R-Zacke, von der die Überwachungsgeräte gesteuert werden, von äusserster Wichtigkeit.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, bei einem medizinischen Gerät für die Auswertung von Elektrokardiogrammen mit Mitteln zum Erfassen der R-Zacken aus dem EKG und Weiterleiten an eine Zählvorrichtung, Alarmvorrichtung fe od. dgl., für eine sichere Erfassung der R-Zacke auch bei stark entartetem EKG zu sorgen. Erfindungsgemäss ist dies dadurch erreicht, dass diese Mittel eine Schaltungskette umfassen, bestehend aus einem Differentiationsglied, einem Quadrierglied, einem Schwellenwertindikator sowie einem Unterbrecher, der nach dem Auftreten eines den Schwellenwert des Schwellenwertindikators überschreitenden Signal, die Signalweiterleitung für einen Zeitraum von 50 bis 150 Millisekunden, vorzugsweise von 100 Millisekunden, unterbricht.

Die Rolle des Differentiationsgliedes besteht darin, die Kurventeile des EKG, welche normalerweise weniger steile Flanken aufweisen als die R-Zacke, weiter abzuflachen und Nullinien- \ Schwankungen zu unterdrücken; bereits dadurch erfolgt normaler- «tiiijti fine Hervorhebung der R-Zacke gegenüber den anderen Kurventeilen. Die nachfolgende Quadrierung dient einesteils dazu, die hervorgehobenen Kurveriteile weiter zu verstärken und andernteils dazu,eine evtl. negative R-Zacke ebenfalls zu erfassen. Der nachgeschaltete Schwellenwertindikator gibt nur dann ein Ausgangssignal ab, wenn sich Anteile des differenzierten und quadrierten EKG über den eingestellten Schwellenwert erheben. Zweckmäaslgerwelse wird der Schwellenwert auf einen bestimmten Proisentantell (z.B. 60 %) des jeweils gross ten ankommenden Eingangssignales (R-Zacke) eingestellt und automatisch konstant gehalten. Zwar ist auch dann noch die Möglichkeit gegeben, dass nicht nur die R-Zacke einen Impuls des Schwellenwert-

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Indikators bewirkt, sondern in sehr ungünstigen Fällen etwa auch die S-Welle; die Mehrzahl der bisher möglichen Störungen wird jedoch unterdrückt.

Aufgrund der physiologischen Überlegungen, dass im normalen Pulsfrequenzbereich des menschlichen Herzens der Zeitabstand zwischen einer R-Zacke und der S-Welle stets kürzer als 50 bis 130 Millisekunden sein wird und in diesem Zeitbereich kein neuer Kammerkomplex auftreten kann, wird erfindungsgemäss eine Unterbrecherschaltung vorgesehen, die nach Eintreffen eines ersten Impulses die Signalweiterleitung an die Zähl- oder Alarmvorrichtungseinheit des Gerätes für 50 bis 150 Millisekunden, vorzugsweise 100 Millisekunden, unterbricht. Auf diese Weise wird verhindert, dass die S-Welle bzw. davon abgeleitete Signale noch wirksam werden können; d.h. die folgende R-Zacke (bzw. das von ihr abgeleitete Signal) wird mit Sicherheit erfasst und jede weitere Störung ausgeschaltet.

Es ist klar, dass im Rahmen der Erfindung nicht alle Glieder der Schaltungskette vorhanden sein müssen. Z.B. erübrigt sich die Differenzierung, wenn man nur EKG auszuwerten hat, bei denen die R-Zacke die steilste Flanke im EKG besitzt; das Quadrieren ist nicht erforderlich, wenn verschieden gepolte R-Zacken nicht erfasst zu werden brauchen bzw. EKG mit solchen R-Zacken nicht ausgewertet werden müssen bzw. getrennte Verarbeitungskanäle für positive und negative EKG-Anteile vorgesehen sind usw.. Bei Geräten, die allen Eventualitäten der EKG-Entartung gewachsen sein sollen, ist aber die Verwendung der gesamten Schaltungskette wichtig.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles.

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Das von dem zu überwachenden Patienten stammende EKG wird der Differentiationsstufe 1 zugeführt und anschliessend in der Stufe 2 quadriert. Die Stufe 3, die den Schwellenwertindikator enthält, gibt nur dann einen Impuls ab, wenn die am Schwellen-' wertindikator eintreffenden Signale über dem an ihm eingestellten Schwellenwert (gestrichelt gezeichnet) liegen. Dieser Schwellenwert ist in Prozenten der grossten Amplitude des differenzierten und quadrierten EKG einstellbar; er ändert sich also in Abhängigkeit von der Amplitude des grössten anliegenden Signals. Seine prozentuale Grosse bleibt im Verhältnis zu diesem Signal stets auf dem eingestellten Wert. Zu diesem Zweck enthält die Stufe 3 Mittel zur Erfassung der grössten Amplitudenspitzen (Kondensator 4) eines EKG und Einstellmittel (Potentiometer 5) für den Schwellenwert, an denen dieser mittels der Skala 6 in Prozenten der grössten Amplitudenspitze einstellbar ist. Dadurch ist erreicht, dass unabhängig von der absoluten Grosse der EKG-Amplituden (Kleineroder Grösserwerden des EKG-Signales während der EKG-Abnahme) der absolute Schwellenwert sich entsprechend der Veränderung der grössten EKG-Amplituden ändert.

Die vom Schwellenwertindikator bei Überschreiten des Schwellenwertes Jeweils abgegebenen Impulse werden dem monostabilen Multivibrator 7 zugeführt, welcher - von diesen Impulsen angestossen - jeweils einen Rechteckimpuls von 100 Millisekundendauer liefert. Für in diesem Zeitraum auftretende Impulse (z.B. S-Welle) der Stufe 3 ist der Multivibrator unempfindlich; er dient also als Unterbrecher der Signalweiterleitung. Der 100-Millisekundenimpuls gelangt an das Überwachungsgerät (Zähl-, Alarmvorrichtung) 8 und wird dort wie bei bisher bekannten Herzüberwachungsgeräten weiterverarbeitet.

In der Figur ist unter der Stufe 1 ein Original-EKG gezeichnet. Dabei ist eine normale Kammeraktion mit positiver R-Zacke und

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eine nachfolgende Extrasystole mit negativer R-Zacke zu sehen. Unter der Stufe 3 ist der Verarbeitungszustand dieses EKG nach dem Differenzieren und Quadrieren gezeichnet. Bei Einstellung "60 %" gibt der Schwellenwertindikator bei der normalen R-Zacke und bei derjenigen der Extrasystole einen Impuls ab, so dass die unter Stufe 4 gezeichnete Impulsfolge dem Auswerte- bzw. Alarmgerät 5 zugeleitet wird.

Es ist noch darauf hinzuweisen, dass bei einer Totzeit von 100 Millisekunden der physiologischen Gegebenheit Rechnung getragen ist, dass in diesem Zeitraum nach einer R-Zacke keine weitere R-Zacke bzw. Extrasystole zu erwarten ist.

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Claims

- 6 Pat entansprüche

JJ Medizinisches Gerät für die Auswertung von Elektrokardiogrammen mit Mitteln zum Erfassen der R-Zacken aus dem EKG und Weiterleiten an eine Zählvorrichtung, Alarmvorrichtung od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel eine Schaltungskette umfassen, bestehend aus einem Differentiationsglied (1), einem Quadrierglied (2), einem Schwellenwertindikator (3) sowie einem Unterbrecher (7), der nach dem Auftreten eines den Schwellenwert des Schwellenwertindikators überschreitenden Signals die Signalweiterleitung für einen Zeitraum von 50 bis 150 Millisekunden, vorzugsweise von 100 Millisekunden, unterbricht.
2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (4, 5, 6) zum Einstellen des Schwellenwertes auf einen Bruchteil oder Prozentanteil des grössten Eingangssignales am Schwellenwertindikator .
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Kondensator (4) zur Erfassung der grössten Spannungsamplitude des Eingangssignales am Schwellenwertindikator und einen einstellbaren Spannungsteiler (5) zum Abgreifen einer Teilspannung des Kondensators als Stellgrösse für den Schwellenwert umfassen.
4. Gerät nach Anspruch 3_f gekennzeichnet durch ein Potentiometer (5) als Spannungsteiler, dem eine in Prozent oder Bruchteilen geeichte Skala (6) zugeordnet ist.
5. Gerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Unterbrecher ein monostabiler Multivibrator mit einer Schaltzeit von 50 bis 150 Millisekunden, vorzugsweise 100 Millisekunden, dient.

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