DE1910030A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen Ausfuehren und Auswerten von Testen der Aktivitaet von Funktionssystemen lebendiger Organismen - Google Patents

Description

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PATENTANWALT ^

25. 2. 1969 Anw.-Akte: 75/141

PATENTA NM ELDUNG Anmelder: Ceskoslovenska akademie ved., Praha 1

Titel; Vorrichtung zum selbsttätigen Ausführen und Auswerten von Testen der A diger Organismen

von Testen der Aktivität von Funktionssystemen leben-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausführen und Auswerten von Testen der Aktivität von Funktionssystemen lebendiger Organismen.

Es ist in der medizinischen Praxis häufig erforderlich, verschiedene Reaktionen des Organismus auf äußere Einflüsse festzustellen. Es wurde bereits eine Reihe von Methoden und Verfahren in verschiedenen Fächern der medizinischen Wissenschaft unter verschiedenen Bedingungen ausgearbeitet. Das gemeinsame Kennzeichen der Mehrzahl dieser Verfahren ist, daß eine Vorbedingung einer richtigen Auswertung und richtiger Schlüsse der Teste ein bestimmter Zustand des Organismus ist, wobei keine unerwünschten Einflüsse vorherrschen dürfen.

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Bestehende Methoden verlassen sich jeweils auf das Urteil der den Test ausführenden Person und es wird Üblicherweise eine Reihe derartiger Teste hintereinander ausgeführt, un den Einfluß der Teste, bei denen sich unerwünschte Einflüsse zeigen, auszuscheiden. Es ist jedoch in komplizierten Fällen oft sehr schwer aufgrund eines augenblicklichen Eindruckes zu entscheiden, ob der Test unter richtigen Bedingungen verlief. Die erwähnten Verfahren ermöglichen auch nicht ein selbsttätiges Ausführen der Teste, um sie in bestimmten Zeitintervallen ohne den Eingriff des die Testapparatur Bedienenden zu wiederholen.

Als Beispiel eines derartigen Testes wird im Folgenden ein blutloses Messen des Blutdurchflusses, der sogenannte Test der venösen Stauung beschrieben.

Bei diesem Test wird ein Teil des Körpers des Menschen oder eines Tieres durch eine pneumatische Stauungsmanschette umschlossen, die einerseits mit einem Druckbehälter, andererseits mit einem Manometer in- Verbindung steht. Nach Einführen eines Überdruckes mit einem höheren Wert als der Blutdruck in den Adern, jedoch niedrigerem als der Druck in den Arterien, kommt es zu einen Schliessen des Blutabflusses aus dem gemessenen Zellgewebe, wobei der Zufluß des Arterienblutes während einer gewissen Zeit beibehalten bleibt. Aus dem resultierenden Zuwachs des Volumens des untersuchten Zellgewebes wird der Blutdurchfluß im untersuchten Körperteil berechnet.

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Ein ähnlicher Test ist die arterielle Stauung, wo die Stauungsraanschette unter einem höheren Druck gefüllt wird als der Blutdruck in den Arterien, so daß auf eine gewisse Zeit der Blutdurchfluß unter der Stauungsmanschette abgeriegelt wird. Nach gewählter Zeitspanne wird die Luft aus der Stauungsmanschette abgelassen, so daß der Blutdurcbfluß erneuert wird. Während einer gewissen Zeit nach Beendigung der arteriellen Stauung ist der Blutdurchfluß im Gebiet, wo er früher durch die arterielle Stauung verhindert war, erhöht. Dieser Zeitraum heißt Zeitraum der reaktiven Hyperemie. Die reaktive Hyperemie ist gleichfalls Gegenstand von medizinischen und

biologischen Messungen. Wegen genauerer Messung werden venöse Λ

bzw. arterielle Stauungen wiederholt ausgeführt und Durchschnittswerte der Teilmessungen dienen als Endergebnis.

Die Volumenzuwachsraten bei diesen beiden Testen werden üblicherweise durch Aufnahmen der plethysmographisefoen Kurve des untersuchten Zellgewebes bestimmt. Zu diesem Zweck wird vorteilhaft ein Elektrokapazitäts-Plethysmograph verwendet, der eine dem Körper in einer gewissen Entfernung naheliegende Elektrode und ein Aufzeichnungsgerät der plethysmograpliischen Kurven enthält.

Bei anderen ähnlichen Testen dienen zum Aufnehmen der untersuchten physiologischen Funktion je nach deren Charakter ver- ^: schiedene Registriergeräte und Anordnungen, wie zum Beispiel Pneumographen, Elektroencefalographen, Elektromyographen, Kardiotachographen, Elektrokardiographen, Aktographen und andere Geräte, allgemein Polygraphen. Die bekannten Ausführungsverfahren dieser Teste haben folgende Nachteile:

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Bei den einzelnen Testen muß der augenblickliche Funktionszustaad der untersuchten Aktivität des lebendigen Körpers berücksichtigt werden, wobei das Auswerten dieses Funktionszustandes die untersuchende Person während der Untersuchung aufgrund ihrer subjektiven Erfahrungen, jedoch nicht aufgrund von wirklichen objektiven bzw. quantitativen Kriterien- ausführt. Dabei ist es vom Standpunkt der Möglichkeit einer Reproduktion und Verläßlichkeit der erzielten Resultate nicht gleichgültig, wann die einzelnen partialen Teste ausgeführt werden, ob während einer relativen Beständigkeit der registrierten Kurven, oder während ihrer relativen Unbeständigkeit, ob während des Ruhezustandes der untersuchten physiologischen Funktionen, oder während der physiologischen Aktivität, asw. Im Falle von Testen der "venösen und arteriellen Stauung" wird die Drucksteuerung in der Stauungsmanschette mittels eines von Hand betätigten Ventiles ausgeführt. Auf gleiche Weise wird der Druck im Druckgefäß manuell durch eine Pumpe oder einen Druckballen gesichert. Ein derartiges Verfahren erfordert, daß eine Person die Verrichtung während des ganzen Zeitabschnittes ständig bedient, wobei die einzelnen Teilmessungen wiederholt ausgeführt werden. Der Bedienende muß auch ständig den Verlauf der plethyemegraphischen Kurve verfolgen und Teilmessungen nur dann vornehmen, falls dies eine relativ beständige plethysmographische Kurve erlaubt. Die eigentliche Auswertung der Ergebnisse von teilweisen Testen der venösen Stauung ist verhältnismäßig kompliziert, denn sie wird einerseits von der Steilheit des Anstieges der plethysmographischen Kurve unmittelbar nach Einleiten der venösen Stauung, andererseits aufgrund des gemessenen ursprünglichen

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Volumens des Zellgewebes und der Zeit, während welcher sich der Anstieg verwirklichte, abgeleitet. Dabei muß auf Artefakte Rücksicht genommen werden,, welche vom eigenen Zusammenpressen des Zellgewebes, dessen elastischen Eigenschaften usw. stammen. In der Praxis wird deshalb der Volumenzuwachs gemessen, der während des zweiten, dritten und vierten Pulsschlages nach Einführen der Stauung eintritt, oder es wird die Messung durch einen beständigen Zeitabschnitt begrenzt, Es wird auch die Anstiegsteilheit der plethysmographischen Kurve durch einen Winkel ausgedruckt, welchen eine im Sinn des allgemeinen Anstieges der Kurve geführte Gerade mit dem Grundniveau der plethysmographischen Kurve einschließt. Die Ergebnisse der Messung des Blutdurchflusses werden üblicherweise in Millilitern auf 100 ecm des Zellgewebes in einer Minute ausgedrückt. Das Erzielen von Ergebnissen aus einer größeren Zahl von Teilmessungen ist auf diese Weise umständlich.

Es besteht in der Praxis keine Vorrichtung, welche selbsttätig ein komplexes Auswerten der untersuchten biologischen Funktionen gemäß einem vorbestimmten Programm auswerten kann im Hinblick auf in voraus gewählte Kriterien der Auswertung biologischer Aktivitäten und die über die Zulässigkeit einer Verwirklichung der einzelner» Teilteste hinsichtlich des gegebenen Zustandes der biologischen Aktivitäten entscheiden kann und die gleichfalls quantitativ die Ergebnisse einzelner Teste, bzw, deren Durchschnittswerte anzugeben in der Lage ist,»

Die Nachteile der bisher bekannten und nicht zufriedenstellenden Vorrichtungen werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß zwischen den Detektor zum Verfolgen der biologischen Aktivität

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und die Auswertungsvorrichtung dieser Aktivität ein Analysator eingeschaltet wird, der feststellt ob die gemessene Aktivität bestimmte geforderte Parameter besitzt, und ein Schaltgerät zum Schalten der Auswertungsvorrichtung aufgrund der Feststellungen des Analysators.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Anordnungen schenatisch dargestellt. Es zeigen:

Fig· 1 ein Blockdiagraen des prinzipiellen Aufbaues der Anordnung,

Fig, 2 ein BlockdiagraMi für Tests des Blutdurchflusses,

Fig. 3, 4 und 5 Schaltbilder verschiedener Ausführungen von Analysatoren ausgeführter Tests·

In Fig_e 1 ist ein Detektor 1 der biologischen Aktivität angedeutet, dessen Messergebnisse einem Analysator 2 übergeben werden, welcher nach Feststellung, ob vorausbestimmte Bedingungen für ausschlaggebende Messergebnisse vorliegen, ein Schaltgerät 3 betätigt, welches das Auswertungsgerät 4 einschaltet. Zusätzlich kann ein Prograeeator 5 beigefügt werden, der nach vorbestimmten Programm die Zahl oder Dauer des Messungen steuert.

Als Detektoren der biologischenn Aktivität können bekannte Vorrichtungen zum Abnehmen, Verfolgen oder Aufzeichnung physiologischer Funktionen verwendet werden, wie z.B. ein Plethysmograph, Elektroencefalograph, Elektromyograph, Elektrokardiograph, Messgerät zu« Messen der Hautaktivität oder der Hauttemperatur, ein PneuHograph u. ä. Änderungen der Austrittspannung des Detektors werden dem Analysator zugeführt.

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Der Analysator 2 kann z.B. eine in Fig. 3 schematisch dargestellte Vorrichtung sein, die einen Schalter 10 mit drei Reihen 11, 12_# 13 von Kontaktpaaren mit einem Schaltelement 14, ferner einem Derivator 19, Integrator 20, Speichervorrichtung 21, Summator einen durch ein Potentiometer 24 gesteuerten Pegelschalter 23 und ein Schaltersystem 25 besitzt.

Der Detektor 1 ist an den Schalter 10 angeschlossen und gleichzeitig über das Schaltersystem 25 und die Schaltvorrichtung 3 an das Auswertungsgerät 4. Der Schalter 10 kann z.B. die Form von Segmentwählern oder von anderen Schaltern haben, der drei Reihen 11, 12, 13 von Kontaktpaaren besitzt, wobei von der Reihe 11 jeweils die ersten Kontakte der Kontaktpaare miteinander leitend verbunden und zusammen an den Detektor 1 angeschlossen sind.

Das Spannungssignal wird vom Detektor 1 diesen Kontakten der Kontaktpaare 11 zugeführt und über das Schaltelement 14 des Schalters 10 weitergeleitot» Das Schaltelement 14 kann z.B. ein Schalter sein, welcher sine kreisförmige oder eine andere periodische Bewegung ausführt und systematisch über die einender zugehörigen Kontaktpaare der Reihen 11, 12, 13 gleitet. Das : Schaltelement 14 besitzt ein Kontaktelement 15 für die leitende Verbindung der Kontaktpaare der Reihe 11, ein Kontaktelement 16 für die leitende Verbindung der Kontaktpaare der Reihe 12, ein Kontaktelement 17 für die leitende Verbindung eines Kontaktes der Reihe 12 mit einem mit diesem zusammenarbeitenden Kontakt der Reihe 13 und schließlich eine beliebige gewählte Zahl Ji Kontaktelement 18 für eine leitende Verbindung von Kontaktpaaren der Reihe 13. Die Kontakteletoente 15, 16, 17,

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des Schaltelementes 14 können z.B. auf dem Schaltern angeordnete leitende Flächen sein, die beim Hinwegleiten das Schaltelementes über die Kontaktpaare TS^ 12, 13 leitende Verbindungen herstellen, wobei durch die Reihe 11 eine Verbindung zwischen dem Detektor 11 und einem Derivater 19 hergestellt wird, durch die Reihe 12 gleichzeitig eine Verbindung zwischen einem Integrator 20 und einzelnen Speicherelementen der Speichervorrichtung 21, durch die Reihe 13 gleichzeitig eine Verbindung zwischen Elementen der Speichervorrichtung 21 und einem Summator 22 und außerdem eine leitende Verbindung zwischen funktionszugehörigen Kontakten der Reihen 12 und 13 durch das Kontaktelement 17 durchgeführt wird. Die Verbindung erfolgt jeweils durch das Kontaktpaar, welches am nächsten in Bewegungsrichtung zum Schaltelement 14 ist, so daß es dadurch zu einem Aufheben der in dem betreffenden Speicherelement der Speichervorrichtung 21 gespeicherten Information kommt. Dies kann z.B. ein Kurzschließen und Entladen eines Kondensators sein. Die Form des Schaltelementes 14 wird derart gewählt, daß alle oben beschriebenen Schaltvorgänge durchgeführt werden können. Die Zahl der Kontaktpaare aller Reihen 11, 12, 13 des Schalters 10 müssen jeweils um ein Paar größer sein, als die beliebig gewählte Zahl ji der Kontaktelemente 18 des Schaltelementes für leitende Verbindung von Kontaktpaaren der Reihe 13, es muß somit in allen Reihen 11, 12, 13 die Zahl der Kontaktpaare η + 1 betragen. Die Bewegung des Schaltelementes 14 kann z.B. kontinuierlich verlaufen, weshalb es vorteilhaft ist^ den Kontaktflächen der Kontaktpaare 11, 12, 13 die Form von Rechtecken, bzw. Segmenten zu geben. Das Schaltelement 14 kann allerdings

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auch eine schrittförmige Bewegung erhalten. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Schaltelementes 14 kann einstellbar sein.

Das Spannungssignal wird vom Detektor 1 durch das Schaltelement 14 über Kontakte der Reihe 11 dem Derivator 19 zugeführt, der auf dessen Spannungsänderungen und Steilheit anspricht. Änderungen der Austrittsspannung des Derivators 19 werden dem Integrator 20 zugeführt, wo sie jeweils während einer Zeitspanne integriert werden, während welcher eine Verbindung an den Kontakten der Reihe 11 hergestellt ist. Der resultierende Integrations- bzw_e planimetrierte Wert der Derivationsspannung am Austritt des ^

Integrators 20 wird ferner mittels der Kontakte der Reihe 12 dem betreffenden Speicherelement der Speichervorrichtung 21 zugeführt. Speicherelemente der Speichervorrichtung 21 können z.B. Kondensatoren sein, oder nach ausgeführten Behandlungen der Signale auch andere Geräte, z.B. Impulszähler· Die ganze in den Speicherelementen der Speichervorrichtung 21 aufgespeicherte Information wird mittels der Kontakte der Kontaktreihe 13 dem Summator 22 zugeführt. Die Zbhl dieser Speicherelemente ist gleich der Zahl der Kontaktpaare der Reihen 11, 12, 13 also η + 1 .

Da während des Betriebes des Analysätors 2 jeweils eines der Speicherelemente der Speichervorrichtung 21 durch Kurzschluß des Kontaktelementes 17 des S_chaltelementes 14 außer Betrieb ist, welches eine leitende Verbindung mit den Kontakten der Reihen 12 und 13 herstellt, die am nächsten in Bewegungsrichtung des Schaltelementes 14 sind, entspricht in jedem Augenblick des Betriebes der resultierende Spannungswert am Aus-

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tritt des Summators 18 der Summe der einzelnen Integrations (bzw« planimetrierten) Werfe,, die in einer beliebig gewählten Zahl von ji Speicherelementen während eines Arbeitszyklus des Schaltelementes 14 aufgespeichert sind. Diese. Zeit ist regulierbar und ist einerseits durch die beliebig gewählte Zahlt ( η + 1) der Kontaktpaare der Reihen 11, 12, 13 und der Speicherelemente der Speichervorrichtung 21 gegeben, andererseits durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Schaltelementes 14. Die teilweisen Zeitabschnitte,. während welcher die Derivation und Integration der untersuchten Teilergebnisse vor sich geht, wird durch die Zeit bestimmt, während welcher die einzelnen Verbindungen der Kontaktreihe 11 verwirklicht werden. Die Länge dieser Zeit ist bei gleichförmiger Bewegung des Schaltelementes 14 einerseits durch die Geschwindigkeit des Schaltelementes 14, andererseits durch die Breite der Kontaktflächen der Reihe Π gegeben, bei schrittweiser Bewegung ist die Länge dieser Zeit durch die Länge des Verweilens des Schaltelementes 14 auf den einzelnen Kontakten der Reihe 11 gegeben. Der Austrittswert am Summator 22.ist in jedem Augenblick des Betriebes des Analysators 2 der Integralwert der Derivationswerte der Spannungsänderungen_? die vom Detektor 1 geliefert werden, und zwar in jedem Augenblick des Beidebes nur fUr das letzte soeben vergangene Zeitintervall, dessen Länge beliebig gewählt wurde· Die Austrittsspannung des Summators 22 wird ferner einem Schaltgerät 23 zugeführt, dessen Wirkungsweise in Abhängigkeit von der Spannung regulierbar ist. Dieses Schaltgerät 23 kann z.B. ein durch ein Potentiometer 24 gesteuerter Pegelschalter sein. Die Funktion dieses Pegelschalters kann z.B. ein Schmitt-Kippkreis in Verbindung mit einem klassischen Relais sichern, Durch Einstellung des Potentiometers 24

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auf einen erforderlichen Wert können Grenzwerte der Zulässigkeit der Quantität und Größe der Spannungsänderungen eingestellt werden, die vom Detektor 1 zugeführt v/erden, und zwar für den letzten eben verflossenen Zeitabschnitt^ der beliebig durch betreffendes Einstellen der Länge des Arbeitszyklus des Schaltelementes 14 des Schalters 10 gewählt wurde»

Der Austritt des Pegelschalters 23 und gleichfalls des Summators 22 sind über ein Schaltersystem 25 an die Schaltvorrichtung 3 angeschlossen. Da auch der Detektor 1 über das Schaltersystem 25 an die Schaltvorrichtung 3 angeschlossen ist, ist so die Möglichkeit gegeben, wenn erforderlich den Analysator 2 aus ä

dem Kreis auszuschalten unter Beibehaltung dei* Wirkungsweise der restlichen Teile der ganzen Anordnung, oder nach Bedarf die Signale aus dem Summator 22 einer Zählvorrichtung der Auswertungsvorrichtung 4 über das Schaltersystem 25 und die Schaltvorrichtung 3 zu führen.

Ein anderes, in Fig. 4 schematisch dargestelltes Beispiel einer Ausführung des Analysators 2 besitzt dieselben Hauptbestandteile mit dem Unterschied, daß Speicherelemente der Speichervorrichtung 21 in diesem Fall durch eine magnetische Aufzeichnungsvorrichtung ersetzt sind. Der Detektor 1 ist mit dem Deri- ( vator 19, dieser mit dem Integrator 20 verbunden, der weiter über einen Spannungs-Frequenzwandler 26 mit einem magnetischen Aufnahmekopf 27 verbunden ist, der ein Speichern der betreffenden Information auf ein abgewickeltes oder zirkulierendes Magnetband 28 sichert. Vom Magnetband 28 wird die Information durch einen Wiedergabekopf 29 abgenommen, der womöglich nahe des Aufnahmekopfes 27 vorgesehen ist. Der Wiedergabekopf 29 ist über

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einen Frequenz-Spannungswandler 30 mit dem Additionskreis des Summators 22 verbunden. In einer voraus gewählten Entfernung vom Wiedergabekopf 29 ist am Magnetband 28 ein Wiedergabekopf 31 vorgesehen, der über einen Frequenz-Spannungswandler 32 mit dem Subtraktionskreis des Summators 22 verbunden ist. Hinter dem Wiedergabekopf 31 in Richtung der Bewegung des Magnetbandes 28 ist ein magnetischer Löschkopf 33 angeordnet. Der Summator 22 ist mit der Schaltvorrichtung 3 einerseits Über das Schaltsystem 25, andererseits Über den durch das Potentiometer 24 einstellbaren Pegelschalter 23 über das Schaltersystem 25 verbunden. Der Detektor 1 ist gleichfalls mit der Schaltvorrichtung 3 über das Schaltersystem 25 verbunden.

Die Wirkungsweise der in diesem Beispiel beschriebenen Anordnung ist dieselbe wie im vorangehenden mit dem Unterschied, daß das Verarbeiten der Signale vom Detektor 1 im Analysator auch kontinuierlich (analog) verlaufen kann, während es im vorangehenden Fall lediglich absatzweise (digital) geschehen kann· Das Einstellen der Länge des Zeitintervalle der Analyse wird im letzteren Fall durch Einstellen der Entfernung beider Wiedergabeköpfe 29 und 31 am Magnetband 28 ausgeführt·

Ein drittes einfaches Ausfuhrungsbeispiel des Analytators 2 ist in Fig, 5 schematisch dargestellt. Der Detektor 1 ist mit der Schaltvorrichtung 3 einerseits über das Schaltsystem 25, andererseits über einen Pegelschalter, elektronische zeitbestimmende Kreise 34 und das Schaltersystem 25 verbunden. Der Pegelschalter 23 wird durch ein Potentiometer 24 eingestellt und ist ferner über zeitbestimmende Kreise 35 mit einem Spannungsvergleicher 36 verbunden. An den Eintritt des

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Spannungsvergleichers 36 werden gleichzeitig Spannungsänderungen vom Detektor 1 zugeführt. Der Austritt des Spannungsvergleichers 36 besitzt ein Element 37 zum Einstellen der Wirkungsweise des Pegelschalters 23, z.B_o durch Beeinflussung der Spannung am Potentiometer 24.

Für den Betrieb können mittels des Potentiometers 24 die erforderlichen zulässigen Grenzwerte von Spannungsamplituden aus dem Detektor 1 eingestellt werden, wobei bei jedem Überschreiten dieser Grenzwerte der Pegelschalter 23 die Wirkungsweise der elektronischen zweitbestimmenden Kreise 34 ausgeschaltet und sie erst nach Rückkehr von Spannungswerten vom Detektor 1 wiederherstellt, die den eingestellten zulässigen Grenzwerten entsprechen. Die elektronischen zeitbestimmenden Kreise 34 sind mit der Schaltvorrichtung 3 verbunden und erlauben ihre Einschaltung erst nach Ablauf einer durch die zeitbestimmenden Kreise 34 eingestellten Zeitspanne gemäß gewählten zulässigen Kriterien. Der mit elektronischen zeitbestimmenden Kreisen 35 gekoppelte Spannungsvergleicher 36 ermöglicht ein selbsttätiges Wiederaufnehmen der Wirkung des Analysators 2 bei beliebigen vom Detektor 1 kommenden Spannungswerten, soweit sich diese Werte während einer bestimmten Zeit auf einem anderen Niveau bewegen, als beim ursprünglichen Einstellen des.Pegelschalters 23 und für den Fall, daß diese Werte um einen anderen Wert innerhalb der eingestellten zulässigen Grenzwerte schwanken. Die elektronischen zweitbestimmenden Kreise 35 ermöglichen ein Einstellen der Länge des Zeitintervalls,während welchem im Analysator 2 nach jedem Überschreiten der zulässigen Grenzwerte durch vom Detektor 1 kommende Spannungsänderungen durch die Ausschaltwirkung des Pegelschalters 23 keine Analyse vorgenommen

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wird. Nach Ablauf des durch die elektronischen zeitbestimmenden Kreise 35 eingestellten Zeitintervalle wird mittels des Elementes 37 des Spannungsvergleichers 36 die Wirkungsweise des Pegelschalters 23 auf die Spannungshöhe eingestellt, die dem augenblicklichen Stand der vom Detektor 1 kommenden Spannungswerte und gleichzeitig gewählten zulässigen Grenzen des Schwankens dieser Werte entspricht. Dadurch wird ein selbsttätiges Erneuern der Wirkung des Analysators 2 bei beliebigem Niveau der Spannungswerte vom Detektor 1 gesichert, falls sich diese Werte innerhalb von eingestellten zulässigen Grenzwerten bewegen,und zwar jeweils nach Ablauf eines bestimmten, vorausgewählten und in den elektronischen zeitbestimmenden Kreisen 35 eingestellten Zeitintervalles, der vom Augenblick des letzten Überschreitens der zulässigen Grenzwerte (durch das Potentiometer 24 am Pegelschal_T ter 23 eingestellt) beim Schwanken der Spannungsänderungen vom Detektor 1 abläuft.

Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung kann in jedem Augenblick den untersuchten Spannungsverlauf beurteilen, soweit es sich um das Vorkommen einzelner Spannungsausschläge und die Zulässigkeit oder Unzulässigkeit ihrer Größen mit Rücksicht auf vorher gewählte Kriterien dieser Größen (Amplitude) handelt, und zwar während der letzten, eben abgelaufenen Zeitspanne, deren Länge beliebig gewählt wird. Diese Anordnung kann jedoch nicht einen untersuchten Spannungsverlauf beurteilen, soweit es sich um den planimetrischen Gesamtwert im gegebenen Zeitintervall handelt, wie dies durch die früher beschriebenen, in Fig. 3 und 4 dargestellten Anordnungen möglich ist.

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Das Auswertungsgerät 4 kann z.B„ ein Zähler der realen Werte der biologischen Aktivität sein, z.B. eine der bekannten handelsüblichen Rechenmaschinen, die diesem Zweck angepaßt ist, z.B. eine Hybridrechenmaschine.

Die Wahl der Zeitspanne, während welcher die Rechenmaschine Impulse von Analysator verarbeiten soll, kann auch durch Impulse eines Programmators 5 bestimmt werden, die in die Rechenmaschine über das Schaltgerät 3 zugeführt werden, oder sie kann durch elektronische zeitbestimmende Kreise bestimmt werden, die im Analysator 2 eingebaut sind oder schließlich durch Handbedienung eines Schalters. Der Programmator kann jedes elektrische oder elektromechanische Gerät sein, das elektrische Impulse in wählbaren Zeitintervallen liefert. Außer dem Zähler zum Berechnen der realen Werte der biologischen Aktivität bzw. im Fall eines Messens der Durchblutung der Werte des Durchflusses des Blutes in Blutvolumeneinheiten,das durch eine Volumeneinheit des untersuchten Zellgewebes während einer Zeiteinheit durchfließt, besitzt das Auswertungsgerät noch einen Zähler zum Berechnen der Durchschnittswerte der einzelnen teilweisen Teste. Diese Funktion kann wieder eine der bekannten handelsüblichen Rechenmaschinen ausführen, die diesem Zweck angepaßt ist, z.B. wieder die vorher genannte Rechenmaschine.

Das Übertragen der Reize an den Organismus wird durch Impulse vom Programmator 5 eingeleitet und beendet, die über das Schaltgerät 3 der Vorrichtung zur Erzeugung der Reize übertragen werden und welche z.B. eine elektrische Lichtquelle, eine elektrische Schallquelle, ein elektrischer Hautstimmulator, eine elektromechanische Vorrichtung zum Druckerzeugen auf den Organismus oder auf dessen Teil und dgl« sein kann.

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In einem besonderen Fall, falls es sich z.B, um Tests der "venösen und arteriellen Stauung" handelt, kann eine derartige Vorrichtung Elemente enthalten, die in Fig. 2 schematisch dargestellt sind, wobei die Impulse aus dem Programmator 5 Über Relaiskontakte des Schaltgerätes 3 Eintritt- bzw. Austrittventile 6 und 7 betätigen, die an eine Stauungsmanschette 8 angeschlossen sind, wobei das Eintrittventil 6 mit einer einstellbaren Druckluftquelle 9, z.B. mit einem Druckluftgefäß und das Austrittsventil 7 mit der Atmosphäre verbunden ist. Im gegebenen Fall wird vorteilhaft als Detektor 1 ein elektrokapazitiver Plethysmograph (deutsche Patentanmeldungen P 14 66 785. 7 und P 14 66 787. 4) verwendet. Für diesen Fall kann das Auswertun^sgerät zusätzlich mit einer Rechenmaschine zum Auswerten des ursprünglichen Volumens des lebendigen Zellgewebes ausgestattet sein, welches in den Detektor eines elektrokapazitiven Plethysmographen eingeschoben wird, der gemäß dem Prinzip von Messungen der Kapazitätsunterschiede arbeitet, die durch Einschieben des untersuchten Körperteiles in den plethysmographischen Abnehmer entstehen.

Die beschriebene Anordnung ermöglicht einen selbsttätigen Betrieb beim Ausführen der beschriebenen Tests. Es ist gleichzeitig die Möglichkeit einer Handbedienung des Schaltgerätes 3 und so eine Realisation von Teiltesten außerhalb des durch den Programmator bestimmten Programms ermöglicht, der die Folge der einzelnen Teilteste bestimmt. Bei selbsttätigem Betrieb kommt eine Teilmessung nicht zustande, falls die Stabilität der biologischen Aktivitäten nicht den gewählten Kriterien entsprechen. Das wird durch entsprechendes Einstellen des Ausschaltens und Einschaltens der elektrischen Verbindung zwischen dem Programmator 5 und den Ventilen 6 und 7 in Abhängigkeit von dem geforderten Niveau der

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Werte der am Analysator 2 eingestellten Werte der biologischen Aktivität erzielt. Das Auswertungsgerät 4 führt eine Integration der spontanen oder hervorgerufenen Änderungen der biologischen Aktivität, bzw. des Blutflusses aus. Das Schaltgerät 3 signalisiert Fälle, falls diese Aktivität vorbestimmte Grenzen überschreitet, die am Analysator 2 eingestellt sind. Das Auswertungsgerät 4 führt auch Berechnungen realer Werte der biologischen Aktivität durch, im Fall von Messungen der Durchblutung ein Berechnen der Werte des Blutdurchflusses.

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Claims (9)

1. sue. Oleeitaed ßCaesiedi 1 Q 1 Π Α ο η

   PATENTANWALT 1910030

   25. 2. 1969

   Anw.-Akte: 75/141 -I-

   PATENTANSPRÜCHE :

   M. !Vorrichtung zum selbsttätigen Ausführen und Auswerten von Messungen der Aktivität von Funktionssystemen lebendiger Organismen, die einen Detektor und ein Auswertungsgerät dieser Aktivität enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Detektor (1) und das Auswertungsgerär (4) ein Analysator (2) zum Feststellen erforderlicher Grenzparameter für die betreffende Messung eingeschaltet ist und ferner ein Schaltgerät (3) zum Schalten des Auswertungsgerätes (4) aufgrund dieser Feststellungen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I₇ dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator (2) einen Schalter (10), einen Derivator (19), einen Integrator (20) mit einer Speichervorrichtung (21), einen Summator (22) und einen Pegelschalter (23) enthält, wobei der Schalter (10) für eine Verbindung des Detektors (1)'mit dem Derivator (19) sorgt, der an d.en Integrator (20) mit dessen Speicherelementen angeschlossen ist, von denen in jeder Lage des Schalters (10) jeweils ein Speicherelement kurzgeschlossen ist, und der Schalter (10) ferner für eine Verbindung der einzelnen Speicherelemente der Speichervorrichtung (21) mit dem

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   Summator (22) sorgt, der an den Pegelschalter (23) angeschlossen ist, der Über ein Schaltsystem (25) an das Schaltgerät (3) und das Auswertungsgerät (4) angeschlossen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Analysator (2) einen Derivator (19), einen Integrator (20) mit einem Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabegerät (27, 28, 29), einen Summator (22) mit Additionsund Subtraktionskreisen und einen Pegelschalter (23) enthält, wobei an den Detektor (1) der Derivator (19) angeschlossen ist, der mit dem Integrator (20) in Verbindung steht, an dessen Austritt das Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabegerät (27, 28, 29) angeschlossen ist, wobei dessen Auf zeichnungen durch Additions- bzw. Subtraktionskreise des Summators (22) in bestimmter Zeitfolge aufgenommen werden und der Austritt des Summators (22) Über einen Pegelschalter (23) und ein Schaltersystem (25) an das Schaltgerät (3) und das Auswertungsgerät (4) angeschlossen ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (1) und der Summator (22) über das Schaltersystem (25) direkt an das Schaltgerät (3) angeschlossen sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Analysator (2) einen Pegelschalter (3) ent hält, der einerseits über elektronische zeitbestimmende Kreise (34) und ein Schaltersystem (25) mit dem Schaltgerät (3) und dem Auswertungsgerät verbunden ist, anderer-

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   seits über elektronische zeitbestimmende Kreise (35) mit einem Spannungsvergleicher (36) verbunden istji dessen Eintritt auch an den Detektor. (1) angeschlossen ist und dessen Austritt über eine Regelvorrichtung (24, 37) den Pegelschalter (23) steuert.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (1) über das Schaltersystem (25) eine direkte Verbindung mit dem Schaltgerät (3) und dem Auswertungsgerät (4) besitzt.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertungsgerät (4) eine Rechenvorrichtung zum Auswerten realer augenblicklicher Werte oder Durchschnittswerte biologischer Aktivitäten enthält, die der Detektor (1) feststellt.
8. 8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an das Schaltgerät (3) ein Programmator (5) zum Einstellen der Zeitintervalle für Impulse zum Einschalten und Ausschalten einer Vorrichtung (8) zum Erzeugen von Reizen des untersuchten Organismus angeschlossen ist.
9. 9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Messung des Blutdurchflusses, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung zum Erzeugen von Reizen eine Stauungsmanschette (8) verwendet ist, die über ein Eintrittsventil (6) mit einer Druckluftquelle (9) und über ein Austrittsyentil (7) mit der Atmosphäre verbunden ist,

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