DE2328468A1 - Schaltungsanordnung zum erzeugen einer dem foetalen herzschlag entsprechenden impulsfolge - Google Patents
Schaltungsanordnung zum erzeugen einer dem foetalen herzschlag entsprechenden impulsfolgeInfo
- Publication number
- DE2328468A1 DE2328468A1 DE2328468A DE2328468A DE2328468A1 DE 2328468 A1 DE2328468 A1 DE 2328468A1 DE 2328468 A DE2328468 A DE 2328468A DE 2328468 A DE2328468 A DE 2328468A DE 2328468 A1 DE2328468 A1 DE 2328468A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fetal
- signal
- signals
- maternal
- pulse
- 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
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 title claims description 12
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 claims description 95
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 claims description 63
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 41
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- 238000000718 qrs complex Methods 0.000 claims description 9
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 6
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 claims description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001121 heart beat frequency Effects 0.000 claims 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 28
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 8
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 8
- 210000003754 fetus Anatomy 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 210000002458 fetal heart Anatomy 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 235000003642 hunger Nutrition 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 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
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000037351 starvation Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 210000003954 umbilical cord Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
- A61B5/344—Foetal cardiography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/156—Arrangements in which a continuous pulse train is transformed into a train having a desired pattern
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Reproductive Health (AREA)
- Pregnancy & Childbirth (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Pediatric Medicine (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physiology (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
KS/is. PATENTANWALT D 703 Böblingen
DIPL-ING. KNUD SCHULTE Gerokweg 6
Telefon CO 70 31) 2 89 73 - 66 7432
Patentanwalt K. Schulte, D-703 Böblingen. Gerokweg 6
24. Mai 1973
Hewlett-Packard GmbH 7030 Böblingen
Herrenberger Str.110 Fall DT 26
Herrenberger Str.110 Fall DT 26
SCHALTUNGSANORDNUNG ZUM ERZEUGEN EINER DEM FÖTALEN HERZSCHLAG ENTSPRECHENDEN IMPULSFOLGE
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer dem fötalen Herzschlagrhythmus entsprechenden Impulsfolge
aus dem Signalgemisch des abdominal über Elektroden aufgenommenen
Elektrokardiogramms, welches neben den fötalen Signalen auch mütterliche und andere Störsignale enthält. Geräte
mit derartigen Schaltungsanordnungen dienen bei der Schwangerschafts-
und Geburtsüberwachung dazu, fötale Herzfrequenzänderungen zu erkennen, welche durch Sauerstoffmangel, Nabelschnurumschlingungen
und eine Reihe anderer Komplikationen bedingt sein können, um beim Erkennen einer derartigen Gefahrensituation
für das ungeborene Kind und/oder die Mutter sofort eingreifen zu können.
Das zugrunde liegende Meßproblem wird durch eine Reihe von Faktoren erschwert. So sind regelmäßig die "mütterlichen
Elektrokardiogramm-Signale größer als die zu messenden fötalen Signale. Die fötalen Signale selbst sind häufig kleiner als die
Störsignale, welche durch die Bewegungen des Föten und der Mutter, durch Einstreuungen vom Netz und andere Störungen hervorgerufen
werden können. Darüber hinaus haben die fötalen Herzschlagsignale eine relativ große Dynamik, so daß sie in Einzelfällen auch die
4 0 9881/0512
Volksbank Böblingen AG. Kto. 8 458 CBLZ 60 390 220) ■ Postscheck: Stuttgart 996 55
Größe der mütterlichen Signale erreichen. Schließlich besteht zwischen den fötalen und den mütterlichen Herzschlagsignalen
keine Frequenzkorrelation. Ein spezieller Störeffekt in diesem Zusammenhang wird dadurch hervorgerufen, daß sich die fötalen
und mütterlichen Herzschlagsignale zeitlich überdecken können.
Zusätzlich zu den meßtechnischen Schwierigkeiten ist es beim täglichen Betrieb derartiger Geräte von wesentlicher Bedeutung,
daß sie möglichst einfach zu bedienen sind, um ggf. folgenschwere Bedienungsfehler zu vermeiden und einen störungsfreien Langzeitbetrieb
zu ermöglichen, der eine Dauerüberwachung ohne ständige Anwesenheit von Bedienungspersonal sicherstellt.
Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen,
welche eine kontinuierliche, vollautomatische und störungsfreie Überwachung der Herzschlagfrequenz des Föten gestattet.
Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der angegebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einrichtung
zur Aufnahme des Signalgemisches vorgesehen ist, welche dieses auf einen vorbestimmten Dynamikbereich einengt, ein Sperrfilter vorgesehen
ist, dessen Mittenfrequenz automatisch der Netzfrequenzkomponente im Signal folgt und welches diese aussiebt, der Ausgang des
Sperrfilters mit einem ersten Kanal verbunden ist, der einen Bandpaß aufweist, dessen Durchlaßbereich auf die im Vergleich zu dem
Frequenzgehalt der fötalen QRS-Komplexe tieferen Frequenzen der mütterlichen Signale abgestimmt ist, der Bandpaß mit einer Umpoleinrichtung
verbunden ist, welche sicherstellt, daß die dominierende Komponente des mütterlichen Signales eine vorgegebene Polarität
hat, die mütterlichen Signale mit der definierten Polarität und die gegenüber diesen nach dem Durchgang durch den Bandpaß
ersten
kleineren, fötalen Signale einer\/"Triggereinrichtung zugeführt sind, die Triggereinrichtung eine der zeitlichen Folge der mütterlichen Signale entsprechende Impulsfolge aufgrund des Ampli-
kleineren, fötalen Signale einer\/"Triggereinrichtung zugeführt sind, die Triggereinrichtung eine der zeitlichen Folge der mütterlichen Signale entsprechende Impulsfolge aufgrund des Ampli-
4 09881/0512
tudenunterschiedes zwischen den mütterlichen und fötalen Signalen
abgibt, der Ausgang des Sperrfilters auch mit einem zweiten Kanal mit einem zweiten Bandpaß verbunden ist, dessen
Durchlaßbereich auf die im Vergleich zu den mütterlichen Signalen höheren Frequenzen der fötalen Signale abgestimmt ist, dieser
Bandpaß mit einer zweiten ümpoleinrichtung verbunden ist, welche jeweils sicherstellt, daß die dominierende Komponente des
fötalen QRS-Komplexes eine vorgegebene Polarität hat, und eine
zweite Triggereinrichtung vorgesehen ist, welche eine der zeitlichen
Folge der fötalen Signale entsprechende Impulsfolge ableitet,
aus der Impulsfolge des ersten Kanales Verriegelungssignale
abgeleitet und der zweiten Triggereinrichtung zugeführt sind, so daß diese nicht auf mütterliche Signale triggert und
ein Fehlerdetektor mit der Triggereinrichtung des fötalen Kanales verbunden ist und ein Signal abgibt, wenn kein fötales Signal
während eines Erwartungsintervalles auftritt, welches aus wenigstens
einer vorherigen Signalperiode abgeleitet und mit einer Toleranz behaftet ist und die Anzeige der von fötalen QRS-Signalen
abgeleiteten Impulse wenigstens um die maximale physiologisch mögliche Verlängerung des Zeitintervalles zwischen aufeinanderfolgenden
fötalen Signalen verzögert ist.
Durch die Verwendung einer an sich bekannten Einrichtung zur Einengung des Dynamikbereiches wird sichergestellt, daß unabhängig
von dem in weiten Grenzen schwankenden Momentanwert der zu messenden Signale der Auswerteschaltung ein Meßsignal mit
einem vorbestimmten Dynamikbereich zugeführt wird,so daß keine
manuelle Einstellung oder Nachstellung der Verstärkung erforderlich ist. Des weiteren arbeitet die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
unabhängig von der jeweiligen Polarität der fötalen und auch der mütterlichen Signale, so daß wiederum eine manuelle
Einstellung und die damit verbundenen Fehlermöglichkeiten vermieden werden; auch ist keine zusätzliche Anzeigevorrichtung,
beispielsweise ein Oszillograf,erforderlich.-Der insbesondere
bei der Dauerüberwachung zu fordernde störungsfreie Betrieb des Gerätes wird zunächst dadurch sichergestellt, daß ein Sperrfilter
vorgesehen ist, welches sich automatisch auf die im Signal ent-
409881 /0512
haltene Störkomponente der Netzfrequenz einstellt/ weil die Netzfrequenz bekanntlich über längere Zeit Schwankungen unterliegt.
Auch wird die Zuverlässigkeit der Messung dadurch erhöht, daß beim gelegentlich auftretenden Ausfall eines fötalen Signales
in de'm Gerät eine entsprechende Signalkorrektur bewirkt wird. Im übrigen arbeitet die Schaltungsanordnung zum Ableiten der
fötalen Impulse aus dem Signalgemisch im "on-line"-Betrieb.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnungen dargestellt; es stellen dar:
Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm zur Erläuterung der Gesamtfunktion der Schaltungsanordnung nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Schaltkreis, durch den alle mütterlichen Signale eine vorbestimmte Polarität erhalten und von diesen
Triggersignale abgeleitet werden;
Fig. 3 einen Schaltkreis zum Erkennen der Polarität der fötalen Signale;
Fig. 4 einen Schaltkreis, durch den alle fötalen Signale eine vorbestimmte Polarität erhalten und von diesem Triggersignale
abgeleitet werden und
Fig. 5 einen Schaltkreis zur Substitution eines Korrektursignales.
Anhand von Fig. 1 wird zunächst die Gesamtfunktion der Schaltungsanordnung
beschrieben. Die Elektrokardiogramme des Föten und der Mutter werden von zwei an die Bauchdecke der Schwangeren angelegten
Signalelektroden abgenommen, welche mit einem Vorverstärker 1 verbunden sind, dessen Verstärkung automatisch auf einen konstanten
Wert des mütterlichen Signalanteils geregelt wird. Das aus fötalen und mütterlichen Anteilen und Störsignalen bestehende
Signalgemisch wird einem Sperrfilter 2 zugeführt, dessen Mittenfrequenz selbsttätig in einem Bereich von 48 bis 62 Hz der Netzfrequenzkomponente
folgt, die in der Regel im Signal enthalten ist. Das von der Netzfrequenzkomponente befreite Signalgemisch
wird einem ersten Kanal zur Verarbeitung der mütterlichen Signale und einem zweiten Kanal zur Verarbeitung der fötalen Signale zugeführt.
409881/0512
In dem ersten Kanal ist ein Bandpaß 3 mit einer Mittenfrequenz
von 18 Hz vorgesehen, welche auf die niedrigeren Frequenzen des mütterlichen QRS-Komplexes abgestimmt ist, so daß diese relativ
zu den fötalen QRS-Komplexen angehoben werden. Das Signalgemisch am Ausgang des Bandpasses 3 mit den gegenüber den fötalen Signalen
verstärkten mütterlichen Signalen wird dann einer Umpoleinrichtung zugeführt, welche sicherstellt, daß die dominierende Komponente
des mütterlichen Signales.eine vorgegebene Polarität aufweist.
Vom Ausgang der Umpoleinrichtung gelangt das Signalgemisch vorgegebener Polarität mit den verstärkten mütterlichen Signalanteilen
zu einer Triggereinrichtung 5, welche eine Impulsfolge nach Maßgabe der mütterlichen Signale ableitet.
In dem zweiten Kanal gelangt das von der Netzfrequenz befreite Signalgemisch von dem Sperrfilter 2 zunächst in einen Bandpaß
6 mit einer Mittenfrequenz von 36 Hz, wodurch die mütterlichen QRS-Komplexe gegenüber den fötalen QRS-Komplexen geschwächt
werden. Das Signalgemisch am Ausgang des Bandpasses 6 wird einer zweiten Umpoleinrichtung 7 zugeführt, welche sicherstellt, daß
die jeweils dominierende Komponente des fötalen QRS-Komplexes eine vorgegebene Polarität hat bzw. erhält. Hierzu ist eine
Verriegelungsverbindung zwischen der Triggereinrichtung 5 im ersten
Kanal und der Umpoleinrichtung 7 im zweiten Kanal vorgesehen, um zu verhindern, daß mütterliche Signale zur Polaritätserkennung
im zweiten Kanal beitragen.
Das Signalgemisch am Ausgang der Umpoleinrichtung 7 hat also eine vorgegebene Polarität der fötalen Signale und hervorgehobene
fötale Signalanteile und wird einer Triggereinrichtung 8 zugeführt, welche eine Impulsfolge nach Maßgabe der fötalen
Signale im zweiten Kanal ableitet. Hierzu ist wiederum eine Verriegelungsverbindung von der Triggereinrichtung 5 im ersten
Kanal zu der Triggereinrichtung vorgesehen, um ein Triggern
409881 /0512
im zweiten Kanal zu verhindern, während im ersten Kanal ein mütterliches Signal erkannt wird. Weiterhin ist eine Signalverbindung
von der Triggereinrichtung 8 zu der Umpoleinrichtung 7 im zweiten Kanal vorgesehen, um die Umpoleinrichtung nur in
Koinzidenz mit dem Auftreten fötaler Signale zu betreiben. Am Ausgang der Trxggerexnrichtung 8 wird eine den fötalen Signalen
entsprechende Impulsfolge abgegeben, bei welcher einzelne Impulse fehlen können, da sie durch gleichzeitig auftretende
mütterliche Signale ausgeblendet wurden. Das Fehlen von Impulsen in der den fötalen Herzschlägen entsprechenden Impulsfolge
wird von einem Fehlerdetektor erkannt.
Im folgenden werden die Schaltungskomponenten erläutert, soweit sie nicht in gleicher oder ähnlicher Form in der Literatur
beschrieben sind.
Der bezüglich der Amplitude regelbare EKG-Vorverstärker 1 kann in seinem Aufbau im wesentlichen dem EKG-Verstärker entsprechen,
welcher in dem Hewlett-Packard Manual 8020, April 1971, Schaltbild
A2-19, beschrieben ist. Anstelle eines regelbaren Ver- .
stärkers kann auch ein anderer Schaltkreis zur Einengung des Dynamikbereiches verwendet werden.
Das Sperrfilter 2 kann vorzugsweise derart aufgebaut sein, wie es in der DT-OS 2 143 560 beschrieben ist. In diesem Fall
braucht die Netzspannung, und damit die Information über die jeweilige Netzfrequenz der Schaltungsanordnung nicht direkt
zugeführt zu werden, da das Filter sich die Netzfrequenz-
409881 /0512
komponente automatisch aus dem Signalgemisch heraussucht. Die Triggerfolge kann daher auch aus Signalen abgeleitet
werden, die dem Gerät in gespeicherter Form , beispielsweise auf einem Magnetband, zugeführt werden.
Auch kann ein Oberwellenkammfilter verwendet werden, welches
nicht nur die Störkomponente mit Netzfrequenz sondern auch deren
Oberwellen unterdrückt.
Der Bandpaß 3 im ersten Kanal kann in seinem Aufbau dem Bandpaß entsprechen, welcher in dem Buch "Halbleiter-Schaltungstechnik,
2. Auflage, U. Tietze, Ch. Schenk, Springer Verlag, Seite 276 beschreiben ist. Er ist mit zwei Polstellen
ausgelegt, hat eine Mittenfrequenz von 18Hz und einen Gütefaktor
von 1.
In Fig. 2 sind die erste Umpoleinrichtung 4 und die erste Triggereinrichtung 5 dargestellt. Das vom Bandpaß 3 stammende
Signalgemisch mit den hervorgehobenen mütterlichen Signalkomponenten wird der Umpoleinrichtung 4 zugeführt, welche als
Doppelweg-Gleichrichter ausgebildet ist. Dieser enthält einen Verstärker V1, in dessen invertierendem Eingang eine Diode D1
und ein Widerstand R1 und in dessen nicht-invertierendem Eingang eine Diode D2 und ein mit einem Ende an Masse liegender
Widerstand R2 verbunden ist. Das durch Doppelweggleichrichtung erhaltene Signalgemisch wird dann einem Spitzenwertgleichrichter
5A zugeführt.
Der Spitzenwertgleichrichter 5A enthält eine Diode D3, einen
Kondensator CI und einen Entlade-Widerstand R3. Er ist mit
einem Spannungsfolger 5B verbunden (Spannungsverstärkung 1), welcher einen gegengekoppelten Verstärker V2 und einen Widerstand
R4 aufweist und auf den invertierenden Eingang des Verstärkers V1 zurückgekoppelt ist. Vom Ausgang des Spannungsfolgers
5B wird eine Regelspannung abgeleitet und dem Vorverstärker
1 zugeführt, um den Pegel der mütterlichen Signale auf einem konstanten Wert zu halten.
409881/0512
Durch die Schaltkreise 5A und 5B wird sichergestellt, daß der Kondensator C1 sich genau auf die Spannung am Eingang
des Verstärkers V1 auflädt. Falls nämlich die Diode D3 leitet, bildet der Spannungsfolger 5B mit dem Widerstand R4 eine Gegenkopplung
für den Verstärker V1, so daß die Spannung am Kondensator C1 exakt der Spannung hinter einer der Dioden D1 oder
D2 und Masse folgt. Wenn dagegen das Eingangssignal betragsmäßig kleiner wird als die Spannung am Kondensator C1, wird
die Diode D3 gesperrt und die Gegenkopplung des Verstärkers V1 wird unterbrochen, so daß der Verstärker V1 in die Sättigung
geht und die Spannung am Verstärkerausgang sprungartig auf das positive Sättigungspotential springt. Die dabei entstehende
steile Spannungsflanke entsteht genau im Zeitpunkt des Maximums der Signalspannung und öffnet einen elektronischen
Schalter 5C.
Der Schalter 5C enthält einen Transistor T1, einen Transistor
T2, Widerstände R5, R6, R7, R8, R9, eine Schutzdiode D4, eine
Klemmdiode D5 und eine Schaltdiode D6. Beim Öffnen des elektronischen
Schalters wird die Diode D6 gesperrt und die Haltezeit einer monostabilen Kippstufe 5D eingeleitet.
Die monostabile Kippstufe enthält einen Verstärker V3, einen
Kondensator C2 und einen Entladewiderstand R10 in dessen invertierendem
Eingang. Nach Ablauf der Haltezeit wird am Ausgang des Verstärkers V3, welcher auch den Ausgang der
Triggereinrichtung 5 bildet, eine steile negative Impulsflanke abgegeben. Der elektronische Schalter 5C wird geschlossen, wenn
die Diode D3 leitet, d.h. während sich der Kondensator C1 bis auf den Maximalwert der Signalspannung auflädt. Das Ausgangssignal
der monostabilen Kippstufe 5D wird entsprechend positiv, wenn der elektronische Schalter 5C geschlossen wird, und er
wird in der beschriebenen Weise negativ, wenn nach dem öffnen des elektronischen Schalters eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen
ist. Diese Zeitspanne ist derart bemessen, daß auch breite mütterliche Signale noch überdeckt werden. Im Ergebnis
wird von der Triggereinrichtung 5 bzw. deren monostabiler
409881/0512
Kippstufe 5D über Verriegelungsleitungen an die Umpoleinrichtung 7 und an die Triggereinrichtung 8 eine Folge von Rechteckimpulsen
abgeleitet.
Im folgenden werden die wesentlichen Schaltungskomponenten des zweiten Kanales erläutert.
Der Bandpaß 6 entspricht im Aufbau der Schaltung, die in dem Buch "HalbleiterSchaltungstechnik," U. Tietze, CH. Schenk,
Springer-Verlag, 2. Auflage, Seite 276, beschrieben ist. Er ist als zweipoliger Bandpaß mit einer Mittenfrequenz von
35 Hz und einem Gütefaktor von 1 ausgelegt.
In Fig. 3 und dem linken Teil von Fig. 4 ist ein Schaltkreis 7A-I zur Polaritätserkennung und -umschaltung dargestellt:
409881/0512
- ίο - ■ -
Das Signalgemisch am Ausgang des Bandpasses 6 wird zwei gleichartig aufgebauten Spitzenwertgleichrichtern 7A, B
zugeführt, welche die Spitzenwerte der positiven und der negativen Halbwelle des fötalen Signales getrennt speichern.
Der Spitzenwertgleichrichter 7A für die positive Halbwelle weist einen Verstärker V4 auf, dessen Ausgang über eine Diode
D7 auf den invertierenden Eingang des Verstärkers gegengekoppelt ist. Durch diese Schaltung wird die Charakteristik
einer idealisierten Diode erhalten. Die Kathode der Diode D7 ist mit einem Speicherkondensator C3 verbunden, dessen
anderes Ende an Masse liegt.
Der Spitzenwertgleichrichter 7B für die Signale mit negativer Polarität ist entsprechend aufgebaut und weist einen Verstärker
V5, eine Diode D8 und einen Speicherkondensator C4 auf; die nicht-invertierenden Eingänge beider Verstärker V4
und V5 sind mit dem Bandpaß 3 und über einen gemeinsamen Widerstand RIl mit Masse verbunden.
Beide Speicherkondensatoren C3 und CA sind mit einem Komparator
7C verbunden, der gleiche Summierungswiderstände R12 und R13 im invertierenden Eingang eines Verstärkers V6 aufweist.
Der Komparator 7C gibt am Ausgang entweder eine positive oder eine negative Sättigungsspannung ab, je nachdem ob der
Betrag des Spitzenwertes der negativen oder der positiven Halbwelle größer ist. Um zu verhindern, daß mütterliche
Signale die Polaritätserkennung stören, werden die Speicher C3 und C4 während der Dauer des mütterlichen Rechtecksignales
kurzgeschlossen. Hierzu sind zwischen der monostabilen Kippstufe 5D und dem Kondensator C3 und dem Kondensator C4 jeweils
elektrische Schalter 7D bzw. 7E vorgesehen. Der Schalter 7D weist einen Feldeffekttransistor T3, einen Widerstand R14
und eine Diode D9 auf. Der Schalter 7E weist einen Feldeffekt-Transistor T4, einen Widerstand R15 und eine Diode DlO auf.
409881 /0512
Der Ausgang des Komparators 7C wird kurzzeitig über einen
elektronischen Schalter 7F abgetastet, der einen Transistor T5 und Widerstände R16 bis R18 und eine Diode DlI aufweist.
Beim Durchschalten des Transistorschalters wird die Ausgangsspannung des Komparators IC einem Tiefpaß 7G zugeführt, der
aus einem Widerstand R19 und einem Kondensator C5 besteht. Der Transistorschalter wird jeweils durch Rechteckimpulse
von der Triggereinrichtung 8 durchgeschaltet, deren Erzeugung noch beschrieben wird. Die durch die fötalen Signale abgeleiteten
Rechteckimpulse sind kurz im Vergleich zu der Zeitkonstante des Tiefpasses, so daß die volle Spannung am Ausgang
des Komparators 7C erst nach mehreren Abtastperioden am Kondensator C5 des Tiefpasses anliegt. Dieser Spannungswert, welcher je nach der Polarität der dominierenden Komponente
des fötalen Signales positiv oder negativ sein kann, wird einem mit einer Hysterese versehenen weiteren Komparator 7H
zugeführt, der einen Verstärker V7, einen Widerstand R20 im nicht-invertierenden Eingang und einem Mitkopplungswiderstand
R21 aufweist. Dabei bestimmt das Verhältnis der Widerstände R21 und R20 die Hysteresebreite des Komparators. Der zweite
Komparator 7H ändert seine Ausgangsspannung nur, wenn er so
viele Impulse der gleichen Polarität erhalten hat, daß sich der Speicherkondensator C5 über den Wert der Hysteresespannung
hinaus aufgeladen hat. Mit dem Ausgangssignal dieses Komparators 7H wird nunmehr die Polaritätsumschaltung ausgelöst,
wie im linken Teil von Fig. 4 dargestellt ist.
Das Ausgangssignal vom Komparator 7H steuert einen elektronischen Schalter 71, der durch einen Feldeffekttransistor T6,
eine Diode D12 und einen Widerstand R22 gebildet ist. Mittels dieses Schalters wird eine Umpoleinrichtung 7K geschaltet,
indem das Vorzeichen der Verstärkung eines Verstärkers V8 bestimmt wird, dessen invertierender Eingang einen Widerstand
R23 aufweist, dessen Wert gleich demjenigen eines Rückkopplungswider
Standes R24 ist. Der nicht-invertierende Eingang
409881 /0512
des Verstärkers ist über einen Widerstand R25 mit Masse verbunden und wird über den Schalter mit dem Eingang des
Verstärkers, d.h. mit dem Ausgang des Bandpasses 6 verbunden. Wenti der Transistorschalter 71 geöffnet ist, hat der Verstärker
V8 die Gesamtverstärkung -1, wenn der Schalter geschlossen ist, so hat er die Verstärkung +1. Am Ausgang des
Verstärkers V8 ist die dominierende Komponente jeweils positiv, unabhängig davon, ob sie im ursprünglichen fötalen
Signal positiv oder negativ war. Eine manuelle Umschaltung zur Umpolung des Signales wird also überflüssig.
Die im folgenden beschriebene Schaltungsanordnung dient dazu, aus. dem Signalgemisch am Ausgang des UmpolVerstärkers eine
Impulsfolge herzuleiten, die lediglich den fötalen EKG-Signalen entspricht, wobei in geeigneter Weise die mütterlichen
EKG-Signale ausgeblendet werden.
Der Ausgang des Umpolverstärkers V8 ist mit einem Spitzenwertgleichrichter
8A verbunden, der eine Diode D13, einen als Hauptspeicher dienenden Kondensator C6 und einen Entladewiderstand
R26 aufweist, der sich auf den Maximalwert der Ausgangsspannung auflädt, sofern nicht über eine Verriegelungsverbindung von der monostabilen Kippstufe 5D ein Verriegelungssignal abgegeben wird. Die Verriegelungsverbindung weist
Widerstände R27 und R28 und eine Diode D14 im invertierenden Eingang des Umpolverstärkers V8 auf.
Weiterhin sind vorgesehen: Ein mit der Schaltdiode D13 verbundener
als Impedanzwandler 8B geschalteter Spannungsfolger V9, der über den Widerstand R24 auf den Umpolverstärker
zurückgekoppelt ist; ein Hilfsspeicher 8C mit einem Kondensator
C7 und einem Entladewiderstand R29, ein zwischen beiden Speichern verbundener elektronischer Schalter 8D mit einem
Feldeffekttransistor T7, einem Widerstand R30 für die Arbeitspunkteinstellung
des Transistors und Verriegelungsdioden D15 und D16; ein mit dem Ausgang des Hilfsspeichers verbundener
4U3881 /051 2
Impedanzwandler 8E mit einem rückgekoppelten Verstärker VlO
zur Entkoppelung des Ausgangssignales des Hilfsspeichers
von einem nachfolgenden elektronischen Schalter 8F, der einen Feldeffekttransistor T8 und einen Widerstand 32 zur Arbeitspunkteinstellung
aufweist und seriell mit dem Eingang des Hauptspeichers verbunden ist.
Der Ausgang der Umpoleinrichtung 7K ist über einen Widerstand R32 mit einem weiteren elektronischen Sehalter 8G verbunden,
der Transistoren T9 und TlO, Widerstände R33, R34-und R35
sowie eine Diode D17 aufweist. Dieser elektronische Schalter steuert den elektronischen Schalter 8D am Eingang des Hilfsspeichers
8B über ein Verzögerungsglied 8G, das durch einen Verstärker VIl, einen Widerstand R36 und einen Kondensator C8
gebildet ist.
Mit dem Ausgang der Verzögerungsschaltung 8H ist kapazitiv eine Umkehrstufe 8J verbunden, die einen Transistor TlI mit
Vorspannungswiderständen R37 und R38, einen Lastwiderstand
R39 und eine Diode D18 aufweist. Mit dieser Umkehrstufe ist über einen Kopplungswiderstand R40 ein UND-Gatter 8J verbunden,
das einen Transistor T12 und Widerstände R38, R42 und R43
aufweist und nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Umkehrstufe ein Signal liefert und kein Verriegelungssignal
vor dem ersten Kanal abgeben wird.
Mit dem UND-Gatter ist kapazitiv ein elektronischer Schalter 8K verbunden, der einen Transistor T13, einen Widerstand R44
und eine Schutzdiode D19 aufweist. Dieser Schalter betätigt eine monostabile Kippstufe 8L, die einen Verstärker V12,
einen Widerstand R45 und einen Kondensator C9 aufweist.
Die vorbeschriebene Schaltung gemäß Fig. 4 zur Ableitung der fötalen Signale arbeitet folgendermaßen:
Zunächst wird zur Vereinfachung davon ausgegangen, daß ein fötales Signal auftritt und keine mütterlichen Signale vor-
4Ü9881 /0512
handen sind. In diesem Fall wird die Diode D13 leitend und der Speicherkondensator C6 lädt sich auf den Maximalwert
des Signales auf. Beim Erreichen des Maximalwertes wird die Diode gesperrt, da die Eingangsspannung kleiner wird als die
am Kondensator anliegende Spannung. Während die Diode D13 leitend war, war auch der elektronische Schalter 8G zwischen
dem Ausgang der Umpolschaltung 7K und dem Verzögerungsglied 8G leitend, während beim Sperren der Diode ein Verzögerungsimpuls ausgelöst wird, der nach dem Sperren der Diode D13
und damit des Schalters 8F um die Haltezeit des Verzögerungsgliedes verlängert wird. Während der Dauer des Verzögerungsimpulses ist der elektronische Schalter 8D geöffnet, so daß
der Hilfsspeicher 8C vom Hauptspeicher 8A getrennt ist. Der
HilfsSpeicher entlädt sich daher von demjenigen Spannungswert,
der im Zeitpunkt des Einschaltens des elektronischen Schalters 8D am Speicherkondensator C 6 angelegen hat. Er entlädt sich
mit der gleichen Zeitkonstante wie der Hauptspeicher 8A. Wenn die Verzögerungszeit abgelaufen ist, wird der elektronische
Schalter 8C wieder geschlossen und der Hilfsspeicher 8D wieder mit dem Hauptspeicher 8A verbunden. Diese Schaltvorgänge des
HilfsSpeichers haben zunächst noch keine Bedeutung, solange nur fötale Signale auftreten.
Im folgenden wird angenommen, daß ein mütterliches Signal auftritt.
Zunächst lädt sich der Hauptspeicher 8A entsprechend dem Momentanwert des mütterlichen Signales auf, bis er ein
Verriegelungssignal über die Diode D14 und den Umpolverstärker V8 erhält. Dieses Verriegelungssignal ist der Rechteckimpuls,
der am Ausgang des Verstärkers V3 geliefert wird und das Auftreten eines mütterlichen Signales angibt.
Ein Verriegelungssignal von der Triggereinrichtung 5D im
ersten Kanal wird immer dann abgegeben, wenn ein mütterliches Signal vorliegt, und der elektronische Schalter 8F ist immer
409881/0512
ORIGfIMAL IiMSPECTED
beim Auftreten eines mütterlichen Signales geschlossen, der elektronische Schalter 8D ist immer geöffnet, wenn entweder
ein mütterliches Signal oder ein Impuls vom Verzögerungsglied vorliegt. Beim Auftreten des Verriegelungssignales
wird die Diode D13 gesperrt und damit der Kondensator C6 abgetrennt. Der Hilfsspeicher 8C war während des Entladevorganges
des Hauptspeichers 8A mit diesem verbunden und hat denjenigen Endwert der Spannung übernommen, der am Hauptspeicher
beim Übergang in den Ladezustand anlag. Der Hauptspeicher 8A lädt sich also nach dem Abschalten des Hilfsspeichers
8C bis auf den Wert auf, den das Eingangssignal in dem Zeitpunkt hat, bei dem das Verriegelungssignal von
der Triggereinrichtung 5D abgegeben wird. In diesem Zeitpunkt wird der Hauptspeicher vom Eingangssignal abgetrennt
und über den elektronischen Schalter 8E mit dem Hilfsspeicher
8C verbunden, so daß er dessen Spannung übernimmt. Damit ist der Hauptspeicher auf denjenigen Spannungswert zurückgesetzt,
den er hätte, wenn kein mütterliches Signal aufgetreten wäre. Dabei ist zu beachten, daß Haupt- und Hilfsspeicher die gleiche
Entladezeitkonstante haben. Haupt- und Hilfsspeicher entladen sich also jetzt gleichförmig so lange, wie das Verriegelungssignal anliegt. Am Ende des Verzögerungssignales am Ausgang des
Verzögerungsgliedes 8G wird die Umkehrstufe 8H betätigt, welche wiederum einen invertierten Impuls abgibt. Dieser Impuls, welcher
an sich das Vorliegen eines fötalen Signales besagen würde, wird nun durch das UND-Gatter 8J gesperrt, da dessen anderer
Eingang gleichzeitig das mütterliche Verriegelungssignal erhält, nachdem dieses eine weitere Umkehrstufe 8M durchlaufen hat.
Somit wird die Anzeige eines fötalen Signales beim Vorliegen eines mütterlichen Signales verhindert.
Beim Ende des mütterlichen Verriegelungssignales wird der Hauptspeicher 8A wieder mit dem Ausgang des Umpolverstärkers
V8 verbunden, so daß der Kondensator C6 wieder dem Augenblickswert des Eingangssignales folgt. Gleichzeitig wird der elektronische
Schalter 8D durchgeschaltet und der Schalter 8E geöffnet,
4U9881 /0512
so daß der Eingang des HilfsSpeichers 8B wieder mit dem Ausgang
des Hauptspeichers 8A verbunden ist.
In Fig. 5 ist ein Schaltkreis dargestellt, mit welchem in der Folge der von der fötalen Herzschlagtätigkeit abgeleiteten
Impulse dann ein Impuls substituiert wird, falls durch die Schaltung erkannt wurde, daß der in einem Erwartungszeitintervall
zu erwartende Impuls ausgefallen ist, z. B. weil das fötale Signal durch ein gleichzeitig auftretendes mütterliches
Signal überdeckt wurde. Hierzu wird von der am Ausgang des Verstärkers V12 der monostabilen Kippstufe 8L auftretenden
fötalen Impulsfolge eine verzögerte Impulsfolge abgeleitet, welche den substituierten Impuls enthält. Dieser Schaltkreis
besteht im wesentlichen aus folgenden Komponenten:
Mit dem Ausgang der monostabilen Kippstufe 8L ist kapazitiv ein Impulsformer 9A verbunden, der einen Transistor T14, Widerstände
R46 bis R48 und eine Diode D20 aufweist. Der Impulsformer
gibt jeweils bei der Vorderflanke einesRechteckimpulses
der monostabilen Kippstufe einen kürzeren Rechteckimpuls an einen zweiten Impulsformer 9B und einen elektronischen Schalter
9C ab. Der elektronische Schalter 9C wird durch einen Feldeffekttransistor
T18, einen Widerstand R57 und eine Diode D23 gebildet. Der zweite Impulsformer 9B ist ähnlich wie der erste
aufgebaut und weist einen Transistor T16 und Widerstände
R49-R51 und eine Diode D21 auf. Der Impulsformer 9B gibt jeweils bei der abfallenden Flanke der kurzen Rechteckimpulse des
Impulsformers 9A seinerseits einen kurzen Rechteckimpuls ab, der einem Rücksetz-Schalter 9D zugeführt wird. Der Schalter enthält
einen Feldeffekttransistor T17, einen Widerstand R52 und
eine Diode D22. Der Schalter ist derart mit einem Integrator 9E verbunden, daß bei geschlossenem Schalter die Ausgangsspannung
des Integrators 9E auf 0 zurückgesetzt wird, während der Integrator bei geöffnetem Schalter 9D eine linear ansteigende
Rampenspannung abgibt. Der Integrator enthält einen Verstärker
4U9881 /051 2
V13, einen Kondensator C10 und einen Widerstand R54, der an
eine Referenzspannung Vrefi angeschlossen ist, welche die Anstiegsgeschwindigkeit des Integrators 9E bestimmt. Der Ausgang
des Integrators ist mit zwei Komparatoren 9F und 9G und dem elektronischen Schalter 9C über einen als Impedanzwandler
9H geschalteten Verstärker V1 6 verknüpft. Der eine Komparator 9F enthält einen Verstärker V14, Widerstände R53 bis 56 und der
andere Komparator 9G enthält einen Verstärker VT5.
Mit dem Ausgang des elektronischen Schalters T18 ist ein
Speicherkondensator C13 verbunden, dem ein weiterer Impedanzwandler
91 nachgeschaltet ist, der einen Feldeffekttransistor
T19 und einen Widerstand R58 aufweist. Die Ausgangsspannung
des Impedanzwandlers 91 sowie eine weitere Referenzspannung werden einer aus Widerständen R59 und R60 bestehenden Summierschaltung
zugeführt, deren Ausgangssignal dem nicht-invertLerenden Eingang des Komparators 9G zugeführt ist. Der andere Eingang
dieses Komparators 9G ist mit dem Integrator 9E verbunden. Der Ausgang des Komparators 9E ist ebenso wie der Ausgang des
anderen Komparators 9F einem ODER-Gatter 9K zugeführt, welches einen Transistor T20 und Widerstände R61 und R 63 aufweist.
Der vorbeschriebene Schaltkreis arbeitet folgendermaßen:
Der Impulsformer 9A gibt kurze Rechteckimpulse ab, deren Rückflanke
einerseits den weiteren Impulsformer 9B auslöst und andererseits den elektronischen Schalter 9C während der Impulsdauer
schließt, so daß während dieser Zeit der Speicherkondensator C11 dem Momentanwert der Spannung am Integrator 9E folgt.
Nachdem der Spannungswert Vp des Integrators vom Speicherkondensator C11 übernommen wurde, wird dann durch den Rechteckimpuls
des Impulsformers 9B der Integrator 9E auf 0 zurückgesetzt.
Beim Ende diesesRechteckimpulses gibt der Integrator ein linear ansteigendes Rampensignal ab. Wenn die Ausgangs-
R54 spannung des Integrators die Referenzspannung Vref2=Uo .
des Komparators 9F übersteigt, ändert sich die Polarität des
A 0 9 8.8 Ί / 0 5 1 2
Ausgangssignales dieses !Comparators sprungartig und löst in
noch zu beschreibender Weise über das ODER-Gatter 9K einen Ausgangsimpuls aus. Für den Fall, daß kein Impuls in der fötalen
Impulsfolge ausfällt, wiederholt sich dieser Vorgang und der Integrator 9E gibt über den geschlossenen Schalter 9C
eine Spannung an den Speicherkondensator C11 ab, bis er durch ein weiteres Rechtecksignal von dem Impulsformer 9B zurückgesetzt
wird.
Im folgenden wird vorausgesetzt, daß ein fötaler Impuls, z.B. wegen der Überdeckung durch ein gleichzeitig auftretendes
mütterliches Signal ausgefallen ist:
In diesem Fall löst die ansteigende Rampenspennung des Integrators
9E nach dem überschreiten der Referenzspannung Vref2
im Komparator 9F einen ersten Impuls aus. Sobald die weiter ansteigende Rampenspannung des Integrators einen Spannungspegel erreicht, welcher der Summe aus der Spannung Vp im
Speicher 91 und d=r Referenzspannung Vref2 des !Comparators 9F
entspricht, wird in dem Komparator 9G eine sprunghafte Änderung der Ausgangsspannung verursacht. Um zu erreichen, daß der
Komparator 9F schaltet, wenn die Ausgangsspannung des Integrators 9E die Referenzspannung Vref2 erreicht hat und daß
der Komparator 9G schaltet, wenn die Ausgangsspannung des Integrators 9E die Summe der im Speicher 91 gespeicherten
Spannung Vp und der Referenzspannung Vref2 erreicht hat, muß die Dimensionierungsvorschrift R- = R56= R59 und R54 = R55 = R
eingehalten werden. Das ODER-Gatter 9K ist mit einem Eingang mit dem Ausgang des Komparators 9F und mit seinem anderen Eingang
mit dem Ausgang des Komparators 9G verbunden, und am Ausgang des ODER-Gatters wird jeweils ein Impuls abgegeben,
wenn einer der beiden Komparatoren einen negativen Spannungssprung abgibt. Dabei gibt jeweils der Komparator 9F einen Impuls
ab, wenn kein fötales Signal fehlt, während der Komparator 9G
4 0 9881/0512
nur substituierte Impulse abgibt. Im Ergebnis wird also eine
Impulsfolge abgeleitet, bei welcher der Abstand der Impulse dem Abstand der Maxima der fötalen Signale entspricht; in denjenigen
Fällen, in denen ein fötales Signal fehlt, wird in der beschriebenen Weise ein Korrektursignal in dem gleichen Abstand
zu dem vorhergehenden Impuls in die Impulsfolge eingefügt, den die beiden vorhergehenden fötalen Impulse hatten.
Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebenen komplexen Schaltkreise in verschiedener Weise abgewandelt werden können,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen:
Beispielsweise könnte man ein anderes Sperrfilter 2 vorsehen, dem die Netzspannung direkt vom Netz zugeführt wird, statt ein
Filter der beschriebenen Art zu verwenden, bei welchem aus dem Signalgemisch automatisch die Störfrequenz ermittelt wird.
Die von dem Fehlerdetektor abgeleiteten Signale, welche den Ausfall
von fötalen Signalen angeben, können in verschiedener Weise zur Abgabe einer korrigierten Ausgangssignalfolge herangezogen
werden. Hierzu ist prinzipiell zwischen Einrichtungen zum Einfügen von Korrekturimpulsen in die Signalfolge und Einrichtungen zu unterscheiden,
welche rechnerisch, ohne Erzeugung von Korrekturimpulsen, eine Korrektur des oder der angezeigten, dem fötalen
Herzschlag entsprechenden Signale verursachen.
Beispielsweise kann eine Schaltungsanordnung vorgesehen werden, bei welcher der Fehlerdetektor mit einer Substitutionseinrichtung
verbunden ist, welcher ein Korrektursignal innerhalb des Erwartungsintervalles
auslöst, dessen Lage dem Zeitintervall zwischen wenigstens den beiden vorhergehenden fötalen Signalen entspricht.
Das Erwartungszeitintervall für das ausgefallene fötale Signal braucht nicht nur aus dem Abstand der beiden letzten fötalen Signale
bestimmt zu werden, sondern kann im Sinne einer Tendenzberechnung aus mehreren aufeinanderfolgenden Signalen bestimmt werden,
wobei einerseits die Genauigkeit,und andererseits aber auch der
4 09881/0512
Schaltungsaufwand zunimmt.
Auch kann vorgesehen werden, daß eine Einrichtung zum Verzögern der Anzeige von aus fötalen QRS-Signalen abgeleiteten Impulsen
um mehr als das doppelte der zu erwartenden Periode zwischen aufeinanderfolgenden fötalen Impulsen vorgesehen ist, und eine
Substitutionseinrichtung anspricht, wenn nach mehr als einer zu erwartenden Periode ein fötales Signal erscheint und eine
Einrichtung betätigt, welche wenigstens einen Korrekturimpuls substituiert, dessen zeitliche Lage sich aus dem Gesamtintervall
zwischen den beiden letzten fötalen Impulsen und der Anzahl der zu erwartenden Perioden ergibt.
Weiterhin gibt es die Möglichkeit, daß eine Substitutionseinrichtung
anspricht, wenn innerhalb des Erwartungsxntervalles kein fötales Signal aber ein Verriegelungsimpuls auftritt, der aus
einem mütterlichen EKG-Signal abgeleitet ist, und die Substitutionseinrichtung eine Schaltung betätigt, welche ein Korrektursignal
abgibt, das zeitlich innerhalb der Breite des Verriegelunsimpulses
liegt.
Es kann vorgesehen werden, daß jeder zweite fehlende fötale Impuls substituiert wird, wenn die Periodendauer zwischen
fötalen Signalen genau halb so groß wie diejenige zwischen mütterlichen Signalen ist und dadurch jeder zweite fötale Impuls
wahrscheinlich durch einen mütterlichen Impuls überdeckt ist. Allgemein braucht der Ausfall von fötalen Signalen jedoch nicht
nur auf der Überdeckung durch mütterliche Signale beruhen, sondern
kann auch durch andere Storeffekte hervorgerufen werden.
Während vorstehend eine Reihe der möglichen Schaltungen zur Substitution
fehlender Impulse aufgeführt wurden, ließen sich in ähnlicher Weise Schaitungsbeispiele dafür aufzählen, wie das von
dem Fehlerdetektor abgegebene Signal dazu verwendet werden kann, ohne Einfügen von Substxtutxonsimpulsen eine korrekte Anzeige der
fötalen Herzschlagfrequenz oder Periodendauer zu erhalten. Beispielsweise kann mit den vom Fehlerdetektor abgegebenen Signalen,
welche die Anzahl der am Ausgang der zweiten Triggereinrichtung fehlenden fötalen Signale entsprechen, eine Rechenschaltung ge-
409881/0512
steuert werden, welche beispielsweise beim Ausfall eines fötalen Signales das zwischen den beiden letzten gemessenen Impulsen
liegende Zeitintervall durch zwei teilt. Sinngemäß sind beim Ausfall mehrerer Impulse entsprechende Korrekturen anzubringen.
Auch können die mütterlichen und die fötalen Signale in verschiedener
Weise korreliert werden.
Beispielsweise kann der Fall eintreten, daß der Fötus bereits
abgestorben ist und die mütterlichen Signale vermeintlich als fötale Signale erkannt werden. Um dieses zu verhindern,
kann ein Vergleich der Periodendauer und der Phasenlage von Signalen im ersten und zweiten Kanal durchgeführt werden.
Bei Frequenz- und Phasengleichheit muß dann angenommen werden, daß die im zweiten Kanal erscheinenden Signale fälschlicherweise
von mütterlichen Signalen abgeleitet werden, so daß diese in der Anzeige zu unterdrücken sind»
409881/0512
Claims (6)
- Fall DT 26 BS/isHewlett-Packard GmbH 24. Mai 1973Patentansprüchef 1.JSchaltungsanordnung zum Erzeugen einer dem fötalen Herzschlag ^ entsprechenden Impulsfolge aus dem Signalgemisch des abdominal über Elektroden aufgenommenen Elektrokardiogramms, welches neben den fötalen Signalen auch mütterliche und andere Störsignale enthält, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (1) zur Aufnahme des Signalgemisches vorgesehen ist, welche dieses auf einen vorbestimmten Dynamikbereich einengt, ein Sperrfilter (2) vorgesehen ist, dessen Mittenfrequenz automatisch der Netzfreguenzkomponente im Signal folgt und welches diese aussiebt, der Ausgang des Sperrfilters mit einem ersten Kanal verbunden ist, der einen Bandpaß (3) aufweist, dessen Durchlaßbereich, auf die im Vergleich zu dem Frequenzgehalt der fötalen QRS-Komplexe tieferen Frequenzen der mütterlichen Signale abgestimmt ist, der Bandpaß mit einer Umpoleinrichtung (4) verbunden ist, welche sicherstellt, daß die dominierende Komponente des mütterlichen Signales eine vorgegebene Polarität hat, die mütterlichen Signale mit der definierten Polarität und die gegenüber diesen nach dem Durchgang durch den Bandpaß kleineren, fötalen Signale einer Triggereinrichtung (5) zugeführt sind, die Triggereinrichtung eine der zeitlichen Folge der mütterlichen Signale entsprechende Impulsfolge aufgrund des Amplitudenunterschiedes zwischen den mütterlichen und fötalen Signalen abgibt, der Ausgang des Sperrfilters auch mit einem zweiten Kanal mit einem zweiten Bandpaß (6) verbunden ist, dessen Durchlaßbereich auf die im Vergleich zu den mütterlichen Signalen höheren Frequenzen der fötalen Signale abgestimmt ist, dieser Bandpaß mit einer zweiten ümpoleinrichtung (7) verbunden ist, welche jeweils sicherstellt, daß die dominierende Komponente des fötalen QRS-Komplexes eine vorgegebene Polarität hat, und eine zweite Triggereinrichtung vorgesehen ist, welche eine der zeitlichen Folge der fötalen Signale entsprechende Impulsfolge ableitet,409881/0512aus der Impulsfolge des ersten Kanales Verriegelungssignale(8) abgeleitet und der zweiten Triggereinrichtung zugeführt sind, so daß diese nicht auf mütterliche Signale triggert und ein Fehlerdetektor mit der Triggereinrichtung des fötalen Kanales verbunden ist und ein Signal abgibt, wenn kein fötales Signal während eines Erwartungsintervalles auftritt, welches aus wenigstens einer vorherigen Signalperiode abgeleitet und mit einer Toleranz behaftet ist, und die Anzeige der von fötalen QRS-Signalen abgeleiteten Impulse wenigstens um die maximale physiologisch mögliche Verlängerung des Zeitintervalles zwischen aufeinanderfolgenden fötalen Signalen verzögert ist.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Fehlerdetektor mit einer Substitutionseinrichtung (9) verbunden ist, welche ein Korrektursignai innerhalb des Erwartungsintervalles auslöst, dessen Lage dem Zeitintervall zwischen wenigstens den beiden vorhergehenden fötalen Signalen entspricht.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung zum Verzögern der Anzeige von aus fötalen QRS-Signalen abgeleiteten Impulsen um mehr als das Doppelte der zu erwartenden Periode zwischen aufeinanderfolgenden fötalen Impulsen vorgesehen ist, und eine Substitutionseinrichtung anspricht, wenn nach mehr als einer zu erwartenden Periode ein fötales Signal erscheint und- eine Einrichtung betätigt, welche wenigstens einen Korrekturimpuls substituiert, dessen zeitliche Lage sich aus dem Gesamtintervall zwischen den beiden letzten fötalen Impulsen und der Anzahl der zu erwartenden Perioden ergibt.
- 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Substitutionseinrichtung anspricht, wenn innerhalb des Erwartungsintervalles kein fötales Signal aber ein Verriegelungsimpuls auftritt, der aus409881/0 512einem mütterlichen EKG-Signal abgeleitet ist, und die Substitutionseinrichtung eine Schaltung betätigt, welche ein Korrektursignal abgibt, das zeitlich innerhalb der Breite des Verriegelungsimpulses liegt.
- 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Fehlerdetektor mit einer Einrichtung zum Bestimmen der anzuzeigenden fötalen Herzschlagfrequenz oder -periodendauer aus der Signalfolge am Ausgang der zweiten Triggereinrichtung verbunden ist und der Fehlerdetektor nach Maßgabe der fehlenden fötalen Signale eine Korrektur der anzuzeigenden fötalen Herzschlagfrequenz oder -periodendauer bewirkt.
- 6. Schaltungsanordnung zum Ableiten fötaler Triggersignale, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Triggereinrichtung (8) einen Spitzenwertgleichrichter mit einem Hauptspeicher (8A) aufweist, mit diesem über einen ersten elektronischen Schalter (8D) ein Hilfsspeicher (8C) mit der gleichen Entladezeitkonstante wie der Hauptspeicher verbindbar ist, der Hilfsspeicher wiederum über einen zweiten elektronischen Schalter (8F) mit dem Hauptspeicher zurückverbunden werden kann, die erste Triggereinrichtung (5) zum Ableiten einer Impulsfolge aus den mütterlichen Signalen eine Schaltverbindung zu der zweiten Triggereinrichtung (8A) im fötalen Kanal zur Abgabe eines Verriegelungssignales während des Auftretens eines mütterlichen Signales enthält, der Hauptspeicher sich in Abwesenheit des Verriegelungssignales gemäß dem jeweils anliegenden EKG-Signal auflädt, der zweite elektronische Schalter (8F) die Rückkopplungsverbindung in Abwesenheit des Verriegelungssignales unterbricht, der erste elektronische Schalter (8D) beim Entladen des Hauptspeichers und bei gleichzeitiger Abwesenheit des Verriegelungssignales den Hilfsspeicher mit dem Hauptspeicher verbindet und diese Verbindung unterbricht, wenn der Hauptspeicher sich auflädt oder ein Verriegelungssignal auftritt, und beim Auftreten eines Verriegelungssignales409881/0512der zweite elektronische Schalter (8E) die Rückkopplungsverbindung zwischen dem Hilfsspeicher (8C) und dem Hauptspeicher (8A) schließt.409881/0512Leerseife
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2328468A DE2328468C3 (de) | 1973-06-05 | 1973-06-05 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer dem Rhytmus der fötalen Herzschläge entsprechenden Impulsfolge |
| CH463274A CH572733A5 (de) | 1973-06-05 | 1974-04-02 | |
| US474474A US3916878A (en) | 1973-06-05 | 1974-05-29 | Circuit arrangement for producing a pulse sequence corresponding to a foetal cardiac rhythm |
| FR7418992A FR2232293B1 (de) | 1973-06-05 | 1974-05-31 | |
| GB2038374A GB1477667A (en) | 1973-06-05 | 1974-06-05 | Circuit arrangement for producing a pulse sequence corresponding to the foetal cardiac pulses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2328468A DE2328468C3 (de) | 1973-06-05 | 1973-06-05 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer dem Rhytmus der fötalen Herzschläge entsprechenden Impulsfolge |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2328468A1 true DE2328468A1 (de) | 1975-01-02 |
| DE2328468B2 DE2328468B2 (de) | 1979-09-06 |
| DE2328468C3 DE2328468C3 (de) | 1980-05-29 |
Family
ID=5883041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2328468A Expired DE2328468C3 (de) | 1973-06-05 | 1973-06-05 | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer dem Rhytmus der fötalen Herzschläge entsprechenden Impulsfolge |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3916878A (de) |
| CH (1) | CH572733A5 (de) |
| DE (1) | DE2328468C3 (de) |
| FR (1) | FR2232293B1 (de) |
| GB (1) | GB1477667A (de) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4616659A (en) * | 1985-05-06 | 1986-10-14 | At&T Bell Laboratories | Heart rate detection utilizing autoregressive analysis |
| US4898179A (en) * | 1985-06-17 | 1990-02-06 | Vladimir Sirota | Device for detecting, monitoring, displaying and recording of material and fetal vital signs and permitting communication between a woman and her fetus |
| US5042499A (en) * | 1988-09-30 | 1991-08-27 | Frank Thomas H | Noninvasive electrocardiographic method of real time signal processing for obtaining and displaying instantaneous fetal heart rate and fetal heart rate beat-to-beat variability |
| US4974593A (en) * | 1989-11-24 | 1990-12-04 | Ng Raymond C | Holder apparatus for transducer applicable to human body |
| US5485847A (en) * | 1993-10-08 | 1996-01-23 | Nellcor Puritan Bennett Incorporated | Pulse oximeter using a virtual trigger for heart rate synchronization |
| DE69624797T2 (de) * | 1995-03-03 | 2003-04-10 | Agilent Technologies, Inc. (N.D.Ges.D.Staates Delaware) | Verfahren und apparat zur detektion von artifakten mit hilfe von gleichtakt signalen in differential signal detektoren |
| US5853364A (en) * | 1995-08-07 | 1998-12-29 | Nellcor Puritan Bennett, Inc. | Method and apparatus for estimating physiological parameters using model-based adaptive filtering |
| US5666959A (en) * | 1995-08-30 | 1997-09-16 | British Technology Group Limited | Fetal heart rate monitoring |
| US6115624A (en) * | 1997-07-30 | 2000-09-05 | Genesis Technologies, Inc. | Multiparameter fetal monitoring device |
| US9247911B2 (en) * | 2013-07-10 | 2016-02-02 | Alivecor, Inc. | Devices and methods for real-time denoising of electrocardiograms |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3599628A (en) * | 1968-05-03 | 1971-08-17 | Corometrics Medical Systems In | Fetal heart rate and intra-uterine pressure monitor system |
| US3581735A (en) * | 1968-06-12 | 1971-06-01 | Hewlett Packard Gmbh | Heartbeat frequency determining apparatus and method |
| US3811428A (en) * | 1971-12-30 | 1974-05-21 | Brattle Instr Corp | Biological signals monitor |
-
1973
- 1973-06-05 DE DE2328468A patent/DE2328468C3/de not_active Expired
-
1974
- 1974-04-02 CH CH463274A patent/CH572733A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-05-29 US US474474A patent/US3916878A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-05-31 FR FR7418992A patent/FR2232293B1/fr not_active Expired
- 1974-06-05 GB GB2038374A patent/GB1477667A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2232293A1 (de) | 1975-01-03 |
| GB1477667A (en) | 1977-06-22 |
| DE2328468C3 (de) | 1980-05-29 |
| US3916878A (en) | 1975-11-04 |
| FR2232293B1 (de) | 1978-10-27 |
| DE2328468B2 (de) | 1979-09-06 |
| CH572733A5 (de) | 1976-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0402508B2 (de) | Einrichtung zum Detektieren einer Folge von anormalen Ereignissen in einem elektrischen Signal, insbesondere dem Depolarisationssignal eines Herzens | |
| DE2263180C2 (de) | Signalverarbeitungsschaltung zum Bestimmen der Folgefrequenz einer Komponente physiologischer Signale | |
| DE2447052C2 (de) | Gerät zur Erkennung der R-Zacke in einem Herzaktionssignal | |
| DE3037927A1 (de) | Respirations-ueberwachungs-einrichtung | |
| DE2012024B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum erfassen anomaler wellenzugkomplexe | |
| DE3219275C2 (de) | Verfahren und Gerät zum Korrigieren von Koinzidenzfehlern beim Erfassen und Zählen von miteinander gemischten dominanten und nicht dominanten Teilchen | |
| DE2328468A1 (de) | Schaltungsanordnung zum erzeugen einer dem foetalen herzschlag entsprechenden impulsfolge | |
| DE2642025A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum bestimmen des einsatzpunktes von elektrischen impulsen, insbesondere von blutdruckimpulsen | |
| DE2021048A1 (de) | Anordnung zur Auswertung von elektrokardiographischen Signalen | |
| DE4213788A1 (de) | System, Verfahren und Vorrichtung zur Eliminierung von Artefakten aus elektrischen Signalen | |
| DE2636063A1 (de) | Spitzenwertdetektor | |
| DE2253967B2 (de) | Verfahren zur erfassung von arrhythmien im verlauf von herzaktionsspannungen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
| DE2426636A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum messen zeitlicher signalschwankungen | |
| DE69415571T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von pulsförmigen Interferenzsignalen in einen Tonsignal | |
| DE3311509A1 (de) | Erkennungsmittel fuer herzvorgaenge fuer die anwendung mit einem deltamodulator | |
| DE3852345T2 (de) | Methode zur Messung von Impuls-Parametern. | |
| EP0420320B1 (de) | Digitale Schaltungsanordnung zur Detektion von Synchronisationsimpulsen | |
| EP0420321B1 (de) | Synchronsignal-Detektor | |
| DE2717530A1 (de) | Verfahren zur stoerbefreiung von signalen | |
| EP0203029B1 (de) | Verfahren zum Erzeugen eines Auslösesignals in Abhängigkeit von der Grösse und der Dauer eines Überstromes | |
| DE2363218C3 (de) | Vorrichtung zum Erfassen von im wesentlichen periodisch wiederkehrenden Ereignissen in physiologischen Meßsignalen | |
| DE2246100A1 (de) | Geraet zum erfassen bzw. verarbeiten von messignalen | |
| DE4134398C2 (de) | Verfahren zum Ändern der Ansprechzeit eines digitalen Filters | |
| DE2154539B2 (de) | Belichtungsautomaten-Schaltung eines Röntgendiagnostikapparates | |
| DE2916067A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur auswertung von im wesentlichen periodischen signalfolgen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |