DE2624581A1

DE2624581A1 - Elektrokardioskop

Info

Publication number: DE2624581A1
Application number: DE19762624581
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Phys Dehnert
Original assignee: Hugo Sachs Elektronik KG
Current assignee: Hugo Sachs Elektronik KG
Priority date: 1976-06-01
Filing date: 1976-06-01
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2624581C2; ATA307077A; JPS52146986A; US4119090A; AT370310B; CH615820A5; GB1553457A; FR2353267A1

Description

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7119/58/Ch/Fr Augsburg, 1. Juni 1976

Hugo Sachs Elektronik KG 7801 Hugstetten-March Am Bahnhof

Elektrokardioskop

Die Erfindung betrifft ein Elektrokardioskop mit einem das analoge EKG-Signal verstärkenden Eingangsverstärker, einem die Y-Ablenkung der Anzeigeröhre bestimmenden Y-Endvefstärker sowie einem die X-Ablenkung bestimmenden X-Endverstärker.

Bei den bekannten Elektrokardioskopen wandert der Elektronenstrahl der Anzeigeröhre als heller Punkt von links nach rechts auf dem Bildschirm. Um die EKG Kurve verfolgen zu können', weist, der Bildschirm eine relativ lange Nachleuchtdauer auf.

Bekannt ist es hierbei, die Elektrokardioskope tragbar auszubilden. Bodenseitig sind dabei zwei oder drei Elektroden vorgesehen, mit denen das Kardioskop auf die Brust des Pa-

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tienten aufgesetzt wird. Als Energiequelle dienen Batterien oder Akkumulatoren.

Es sind weiterhin EKG-Schreiber bekannt, mit denen der Kurvenverlauf des EKGs auf ein Aufzeichnungspapier aufzeichenbar ist. Es handelt sich jedoch hierbei meist um stationäre Geräte, bei denen die Elektroden über Extremitätenkabel an den Patienten angeschlossen werden.

Es ist weiterhin ein tragbarer Elektrokardiograph bekannt, dessen Bodenseite mit den vorerwähnten Elektroden versehen ist und somit auf die Brust des Patienten aufsetzbar ist. Mittels eines thermosensitiven Registrierpapiers kann der EKG-Kurvenverlauf aufgezeichnet werden. Hierbei ist nachteilig, daß erst nach einer gewissen Zeit der aufgezeichnete Kurvenverlauf sichtbar wird, also ein Ablesen des Kurvenverlaufs während der Aufzeichnung nicht möglich ist.

Bei der EKC-Untersuchung und -überwachung besteht jedoch das Bedürfnis, daß der EKG-Kurvenverlauf in seinem ganzen Verlauf sichtbar sein soll und insbesondere, daß er als stehendes Bild erhältlich ist, um ihn genau analysieren zu können. Es soll auch möglich sein, charakteristische Kurvenverläufe aufzeichnen zu können.

Gelöst wird der erste Aufgabenteil mit den Merkmalen des Anspruches 1. Der zweite Aufgabenteil ist mit den Merkmalen des Anspruches 8 lösbar. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen entnehmbar.

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Ein Ausführungsbeispiel ist der Figur zu entnehmen, die ein Blockschaltbild eines Elektrokardioskopen darstellt.

Das beispielsweise über drei Elektroden abgegriffene EKG-Signal wird in einem Eingangsverstärker 1 verstärkt. Der Block 2 dient zum Einstellen der verstärkten Signalamplitude, wobei dann das Signal einem als Impedanzwandler wirkenden Zwischenverstärker 3 zugeführt wird. Das analoge * EKG-Signal am Ausgang des Verstärkers 3 wird sodann einem Analog-Digital-Umsetzer 4· zugeführt, der die Analogwerte in Digitalwerte umsetzt. Die Digitalwerte des EKG-Signals werden in einen Speicher 5 eingegeben und von diesem an einen Digital-Analog-Umsetzer 6 weitergegeben. In diesem Digital-Analog-Umsetzer werden die digitalen Speicherwerte wieder zurückverwandelt in Analogwerte, die sodann einem Y-Endverstärker 7 zugeführt werden. Die analogen Signale am Ausgang des Endverstärkers 7 sind für die Vertikalablenkung der Bildschirmröhre 8 bestimmend.

Die Adressenanwahl beim Speicher 5 wird bewirkt durch einen Adressengenerator 10, der von einem Taktgenerator 11 getaktet wird.

Die Folge der Ein- und Ausgabe der Digitalwerte in und aus dem Speicher 5 wird bestimmt durch einen X-Zähler, welcher ebenfalls vom Taktgenerator 11 getaktet wird. Dieser X-Zähler 13 ist gleichzeitig bestimmend für die Horizontalablenkung in der Bildröhre 8. Zu diesem Zweck ist der X-Zähler 13 verbunden mit einem Digital-Analog-Umsetzer 14, dessen Ausgang wiederum verbunden ist mit dem Eingang eines X-Endverstärkers 15. Der Ausgang dieses Verstärkers 15 ist

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verbunden mit den die Horizontalablenkung bestimmenden Ablenkelektroden der Bildschirmröhre 8.

Die Arbeitsweise des zuvor beschriebenen Aufbaus ist folgende: Der Speicher 5 weist beispielsweise N-Adressen auf, wobei jede Adresse M Speicherwerte besitzt. Der Adressengenerator weist N-Stellen auf, so daß also vom Adressengenerator 10 aufeinanderfolgend die N-Adressen des Speichers 5 angewählt werden. Der X-Zähler 13 ist bezüglich seiner Zählstellen einstellbar. Mittels des Blocks 12 können wahlweise N oder N+n-Zählstellen im Zähler 13 eingestellt werden. Hierbei sind die jeweils N-Zählstellen bestimmend für die Ausgabe der Speicherwerte aus dem Speicher 5, während die n-Zählstellen bei der Zählstelleneinstellung N+n*für das Löschen und Neueinspeichern von Speicherwerten der jeweils vom Adressengenerator 10 angewählten Adressen bestimmend sind.

Ist der Zähler 13 auf N-Zählstellen eingestellt, dann wird im Gleichlauf mit dem Adressengenerator 10 jede Adresse des Speichers 5 verbunden mit dem Digital-Analog-Umsetzer 6. Auf diese Weise ergibt sich bei der Bildröhre 8 ein stehendes Bild des im Speicher 5 gespeicherten Kurvenverlaufs. Eine Neueingabe von Speicherwerten findet hierbei nicht statt. Auf diese Weise ist ein im Speicher 5 gespeicherter Kurvenverlauf genau analysierbar.

Weist der Zähler 13 dagegen N+n-Zählstellen auf und ist η beispielsweise gleich 1, dann arbeitet das Gerät wie folgt: Während der Zählung bis N werden aufeinanderfolgend die vom Adressengenerator 10 angewählten N-Adressen mit dem Digital-Analog-Umsetzer 6 verbunden. Beginnt der

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Adressengenerator 10 seinen Zyklus von neuem mit dem ersten Anwahlimpuls, dann gibt bei der Anwahl dieser Adresse der X-Zähler 13 seinen N<-1-Impuls ab, der bewirkt, daß der Inhalt dieser angewählten Adresse gelöscht und diese Adresse des Speichers 5 mit dem Analog-Digital-Umsetzer verbunden wird. Auf diese Weise wird also bei Jedem Zyklus des Adressengenerators 10 eine Adresse im Speicher 5 gelöscht und mit einem neuen Speicherwert versehen. In den aufeinanderfolgenden Zyklen des Adressengenerators 10 wird also die jeweils benachbarte Adresse gelöscht und

ein
in ihr neuer Wert eingespeichert.

Der Taktgenerator 11 ist umschaltbar auf unterschiedliche Taktzeiten und zwar entsprechend einer Durchlaufgeschwindigkeit von*12,5 oder 25 oder 50 mm pro Sekunde. Durch die Verbindung des X-Zählers 13 mit der Horizontalablenkung in der Bildschirmröhre 8 wird also bei jedem Zyklus des Adressengenerators 10 das Bild um einen horizontalen Bildpunkt nach links verschoben. Bei einer Ablenkung von 50 mm/sec entsprechend 4-00 Hz erfolgt also eine Verschiebung um 400 Bildpunkte pro Sekunde. Bei einer Ablenkung von 25 mm/sec entsprechend 200 Hz sind es 200 Bildpunkte pro Sekunde und bei 12,5 mm/sec beträgt die Verschiebung 100 Bildpunkte pro Sekunde.

Um die Größe des EKG-Signals wertmäßig bestimmen zu können, ist eine Konstantspannungsquelle 9 vorgesehen, die mit dem Eingangsverstärker 1 verbunden ist. Diese Konstantspannungsquelle 9 kann mit dem Adressengenerator 10 und dem X-Zähler 13 verbunden sein, um auf diese Weise eine impulsartige Abgabe der Eichsignale zum Eingangsverstärker 1 zu bewirken. Auf diese Weise ist eine GesamtUberprüfung des Elektrokardioskops auch bezüglich seines Frequenzverhaltens möglich.

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Um die im Speicher 5 gespeicherten EKG-Werte auch aufzeichnen zu können, 1st das Elektrokardioskop mit einer Schreibeinrichtung versehen, die integraler Bestandteil des transportablen Geräts ist. Die Schreibeinrichtung besteht hierbei aus einem Elektrodenkamm 19, unter dem ein Papierstreifen 22 hindurchwandert. Die jeweils angesteuerte Elektrode des Elektrodenkamms 19 bewirkt einen Einbrennfleck im Papier 22. Bevorzugt handelt es sich um aluminiumbeschichtetes Papier 22.

Der Speicher 5 ist mit einem Optokoppler 16 verbunden, der seinerseits eine Dekoderschaltung 17', 17'' ansteuert, die eine Verknüpfungsmatrix 18 zum zeitgerechten Ansteuern der Elektroden des Kamms 19 beaufschlagt. Um den Papierverbrauch der Schreibeinrichtung in Grenzen zu halten, ist in die Stromzufiihrleitung für den Motor 20 des Papiervorschubs ein Zeitschalter 21 zwischengeschaltet. Mach Einschalten des Motors 20 läuft dieser so lange., bis etwa eine Papierlänge von 50 mm abgelaufen ist. Durch die Gesamtanordnung ist es möglich, durch Tastendruck solche EKG-Kurvenverläufe aufzeichnen zu können, die für den jeweiligen Patienten besonders interessant sind.

Beim Betrieb der Aufzeichnungsvorrichtung ist es möglich, daß der Taktgenerator 11 den Speicher direkt taktet. Die vom Taktgenerator 11 angewählten Adressen des Speichers werden dann dem Optokoppler 16 direkt zugeführt.

Da der Speicher 5 üblicherweise mehr Adressen aufweist als der Kamm 19 Elektroden hat, kann die Schaltungsanordnung so getroffen werden, daß durch die Takte des Generators 11

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nicht alle, sondern nur bestimmte Adressen mit dem Optokoppler 16 verbunden werden. Weist beispielsweise der Speicher 5 512 Adressen auf und besitzt der Elektrodenkamm 19 64 Elektroden, dann wird bei der Abtastung die jeweils achte Adresse des Speichers 5 mit dem Optokoppler 16 verbunden, während die dazwischenliegenden sieben Adressen unberücksichtigt bleiben. Diese Adressenauswahl kann auch beispielsweise durch einen nicht dargestellten Selektorschalter vorgenommen werden.

Der Optokoppler 16 wird ebenfalls vom Taktgenerator 11 getaktet. Seine Ausgangswerte werden im Dekodierer 17', 17'" sowohl nach Stelle als auch nach Amplitude dekodiert, wobei die Amplitudendekodierung mit der Zeitstellendekodierung in einer Verknüpfungsmatrix 18 verknüpft wird. Wenn während des Schreibvorgangs der Taktgenerator 11 den Speicher 5 direkt taktet, dann kann diese Taktfrequenz zu derjenigen unterschiedlich sein, die zum Takten des Adressengenerators 10 und des X-Zählers 13 dient. Die direkte Taktung kann jedoch ohne weiteres entfallen.

Das gesamte Gerät ist in ein tragbares Gehäuse eingebaut, an welchem bodenseitig die Elektroden und frontseitig die. Vorderseite der Schirmbildrö'hre angeordnet sind. Das Gerät wird durch Batterien oder durch Akkumulatoren betrieben. Die Elektroden können an einer Platte angeordnet sein, die an die Bodenseite des Geräts ansteckbar ist.

Ein wesentlicher Vorteil ist in der Ersparnis von Registrierpapier und Arbeitszeit bei der Auswertung zu sehen, denn es werden nur die wirklich interessierenden Kurven-

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abschnitte bzw. Arbeitszustände des Herzens registriert, die zuvor auf dem Bildschirm erkannt wurden.

Mit der vorbeschriebenen Schaltungsanordnung ist es insbesondere auch möglich, daß nur einzelne Abschnitte des EKG-Kurvenverlaufs aufgezeichnet werden. Durch geeignete Umschaltung kann man beispielsweise bei einem Schreibkamm von zum Beispiel 64 Elektroden 64 aufeinanderfolgen de Adressen des Speichers 5 oder von 128 aufeinanderfolgenden Adressen die jeweils zweite Adresse dem Optokoppler 16 zuführen. Zu diesem Zweck wird die von links nach rechts wandernde EKG-Kurve auf der Bildschirmröhre 8 an der Stelle des Kurvenzugs angehalten, die den Beginn des aufzuzeichnenden Kurventeils darstellt. Sodann wird die Aufzeichnungstaste gedruckt und die entsprechenden Bildpunkte (z.B. jeder, oder jeder zweite, oder jeder dritte usw.) durch entsprechende Adressenanwahl im Speicher 5 auf das Registriersystem bzw. den Optokoppler 16 übertragen .

- 9 -Ansprüche

Leerseite

Claims

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Ansprüche

1/Elektrokardioskop mit einem das analoge EKG-Signal verstärkenden Eingangsverstärker, einem die Y-Ablenkung der Anzeigeröhre bestimmenden Y-Endverstärker so>vie einem die X-Ablenkung bestimmenden X-Endverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eingangsverstärker und dem Y-Endverstärker ein Analog-Digital-Umsetzer, ein Speicher mit N-Adressen und M-Speicherwerten pro Adresse sowie ein Digital-Analog-Umsetzer geschaltet sind, die Adressenanwahl beim Speicher von einem Adressengenerator mit N-Stellen bestimmt wird und daß vor dem X-Endverstärker ein Digital-Analog-Umsetzer und vor diesem ein X-Zähler mit wahlweise einstellbaren N- und N+n-Zählstellen angeordnet sind und der Adressengenerator und der X-Zähler von einem Taktgenerator getaktet werden.
2. Elektrokardioskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Frequenz des Taktgenerators einstellbar ist.
3. Elektrokardioskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß η gleich 1 ist.
4. Elektrokardioskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der X-Zähler mit dem Speicher verbunden ist und während des Zählens der N-Zählstellen die jeweils vom Adressengenerator an-

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gewählte Adresse des Speichers mit dem Digital-Analog-Umsetzer verbunden wird, während des Zählens der n-Zählstellen die jeweils angewählte Adresse des Speichers gelöscht und mit dem Analog-Digital-Umsetzer verbunden wird.
5. Elektrokardioskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzei chnet, daß mit dem X-Zähler eine Konstantspannungsquelle verbunden ist, die im Takt des X-Zählers Signale konstanter Amplitude dem Eingangsverstärker zuführt.
6. Elektrokardioskop nach einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch ge kennzeichnet, daß der Speieher 512 Adressen und pro Adresse 256 Speicherwerte aufweist.
7. Elektrokardioskop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Taktgenerators entsprechend einer Bildabtastfrequenz von 400, 200 oder 100 Hz ist, entsprechend einer Bildschirmablenkschwindigkeit von 50, 25 oder 12,5 mm/sec.
8. .Elektrokardioskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Schreibelektrodenkamm an eine Verknüpfungsmatrix und diese an einen Dekoder angeschlossen ist, der seinerseits mit dem Speicher verbunden ist und der Speicher und der Dekoder vom Taktgenerator getaktet werden.

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9. Elektrokardioskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem den Papiervorschub bestimmenden Motor und seiner Spannungsquelle ein Zeitschalter vorgesehen ist, der nach etwa 50 cm Papierdurchlauf den Papiervorschub abschaltet.
10. Elektrokardioskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Speicher und dem Dekoder ein vom Taktgenerator getakteter Optokoppler geschaltet ist.
11. Elektrokardioskop nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Bauteile d-es Schreibsystems an eine separate Stromversorgung angeschlossen sind.

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