DE1903040A1 - Geraet zur UEberwachung von Koerperfunktionen - Google Patents

Description

^; Zur'Überwachung von Körperfunktionen werden "bei der Durch führung einer ärztlichen Untersuchung in zunehmendem Masse Geräte verwen det, mit denen elektrische' Ableitungen derartiger Punktionen gemessen und in verwendbaren Einheiten sichtbar dargestellt werden können. Es ist oft erwünscht» dass eine Anzahl derartiger Gerate gleichseitig verwendet wird, wiei beispielsweise zur Aufnahme' eines Elektrokardiogramns und zum Messen des Blutdrucks und der Blutströraungsgeschwindigkeit, der Temperae.r,.Ai_lero-f;recLuenz und-der Pulswelle. Iti bestimmten Fällen, beispiels-.für, die postoperative Überwachung der Patienten, ist es besonders ig · da'sä^;d'ie'durch die'Geräte "erteilten Anzeigen leicht überblickt

und gleichzeitig beobachtet werden können, ohne dass.der Beobachter dazu seinen Platz ändert. . .

Diese physioIogischo Anzeige bezweckt nicht nur die Dar-

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.Utf-'itß-^'i U -^³O'

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Stellung dynamischer und analoger Grossen, sie Ijesveckt sutlem-das fSnts-liö% hen abnormer Zustände- erkennbar zu machen. Ableitungen sich ändernder Erscheinungen werden gewöhnlich einein Ü3sillo3kop so dass man den Verlauf am Schirm einer Kathodenstrahlrohre beobachten kann. Bas Elektrokardiogramm und der Verlauf der Pulswelle.-werden auf .:

diese Weise dargestellt. ■· . . _:, ·

Die ..analogen Signale werden von. sich nur langsam ir. einem . bestimmten Rhythmus oder willkürlich ändernden Funktionen hergeleitet» Die sichtbare Wiedergabe derartiger Signale erfolgt in der Hegel-mit Zeiger instrumenten, die mit ^einstellbaren Alarinkontaktaeigern zum. Einstel-.

" ■ ■ ' len von Grenzwerten versehen sein können. .■ . --; -- . . - .-.

Das schnelleÜberblicken sämtlicher Anteigen wird bei der Verwendung von. Zeigerinstrumenten dadurch beeinträchtigt, dass ■ marl sich aur Beobachtung, verliältnismässig dicht an die .Instrumente setzen. miis3.und zum Ablesen "einer Seigerstellung, auf einer. Skala eine- konsentrier.te visuelle Einstellung-auf jedes.einzelnes'Instrument; notuendig ist». > . · i' '.^;·. '·· ,Zur gleichzeitigen sichtbaren Wieder^übe verschiedener.* ·-,. Messpannungen am "rfiedergabe3chirm einer Eathodenstrahlrähre-werden weiter rCathodestrahloszilloskope verwendet, die zum ,-Zuführen.; einer Anaahl Mes3~ spannungen mit einer entsprechendenvAhzahl· .von* Eingängen versehen siiirl·,-Durch eine bestimmte Ordnung der Signälerauif denf .Schirra der, Kathaäenstrahl- röhre lässt sich eine deutliche tJbersichti erhalten, wobei jedoch: -meistens" von den-zugeführten Kessjiannungen abweichende, obschoh flieseiii-prQpdrtitri: - · onale-Spahnungswerte hergeleitet-werderi müssen, tau eine däraa?t'ige--OrSi^ ^v nuhg zw erniöglieheii. Die- wtedergefgebönen "Signale-^efeen ^rdaib«i"-z%ätF'" d.'e'n':siX Spannungsverlauf' liieder" aber gegenüber -dem KösswWt-is-t -hür^' Beurteilung möglich. Die Einführung νόϊϊGrenzwerten; b*ei*

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führt in diesera Fall für jeden Messwert su einer weiteren Verdrosselung der Anzahl Eingänge um geveils zwei Eingänge, wodurch eine derartige Vorrichtung besonders umfangreich und kostspielig vrird.

Die Erfindung bezweckt, diese Kachteile zu vermeiden und bezieht sich auf ein Gerät zur Wiedergabe physiologischer Hesspannungen, wobei eine Ansah! derartiger Spannungen auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre wiedergegeben und die Übersichtlichkeit durch eine lsgische Ordnung gefördert wird, und zugleich auf einfache Weise Grenzwerte für jede Messpannung gesondert angegeben werden können. Nach der Erfindung ist das Gerät mit einem Oszilloskop versehen, das eine nach dem vertikalen Abtastprinzip arbeitende Kathodenstrahlröhre enthält, von der mindestens einer der Eingänge mit einer Anzahl Schaltelemente verbunden ist, die im Rhythmus der Vertikal-Abtastung nacheinander den Eingang mit einer Anzahl Messpannungen verbinden und die Zeiten, während der die Schaltelemente mit der Kesspannung verbunden sind, untereinander gleich und derart sind, dass während der Horizontal-Abtastperiode des Schirms der Kathodenstrahlröhre jede der Messpannungen einmal mit dem betreffenden Eingang verbunden ist. ·■" -

Bei Verwendung eines Zveikanal-Cssilloskops bietet die Erfindung die Möglichkeit, am Schirm der Kathodenstrahlröhre ein dynamisches Signal und eine Aufeinanderfolge analoger Signale von oben nach unten getrennt wiederzugeben. In der Reihe analoger Signale wird jedes Signal je nach der Grosse als eine kurze horizontale Linie dargestellt, wobei die Linien untereinander durch sinkende oder steigende Verbindungslinien verbunden sind, so dass das gesamte Signal dieForm einer gestuften-.Kurve aufweist, wobei die Höhe einer Stuf e'der Höhe der''zugehörenden wiederzugebenden Kesspannung entspricht. Die Planken, welche- die horizon-

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ta1en Linienabsehnitte verbinden, sind nicht interessant. Vorzugsweise wird der für die analogen Signale bestimmte Teil des· Schirms der kathodenstrahlröhre mit Hilfe einer üaske derart abgedeckt, de,ss durch undurohsichtige Streifen getrennte durchsichtige vertikale Pen3ter entstehen, die eine Beobachtung der wiedergegebenen Signale zulassen, wobei jedes Fenster mit dem I*ie33wert entsprechenden Skalen vereehen werden, kann. Durch Erweiterung der Anzahl Eingangskanä'le des Oszilloskops können zwei übrige Eingänge zur Zuführung der Grenzwerte der Kessspannungen unter Verwendung entsprechender Sehaltelemente sum Anschluss an die zu je&esi Kessignal gehörenden unteren und oberen Grenzwerte benutzt werden.

Diese Begrenzungen zeigen die für die Ke,sspannungen kri- _: tischen Werte an, die in normalen Fällen nicht übersehritten werden dürfen. Es ist möglich, anstelle von Grenzwerten, die auf dem -Schirm als horizontale Linien sichtbar sind, gleichmässig aufleuchtende Gebiete wiederzugeben, die sich von den Grenzen auf beiden Seiten über und unter dem Messbereich erstrecken, wodurch die Trennung wesentlich deutlicher wird. Zur Wiedergabe dieser Gebiete kann die Intensität des Kathodenstrahls verringert werden, wodurch ein deutlicher Unterschied des Kesssignals nach wie vor möglich ist.

Die Wirkungsweise eines Oszilloskopa, das mit einer naoh dem Prinzip der vertikalen Abtastung arbeitenden Kathodenstrahlröhre zur sichtbaren Wiedergabe von Signalen versehen ist, ist an sich bekannt. Das einem Eingang zugeführte Signal wird in einer Vergleichsschaltung (Komparator) mit einem synchron zur vertikalen Ablenkspannung zunehmenden Vergleichsspannung verglichen, und sobald die Spannungen «inander, gleich sind, wird im Komparator ein β ehr kurzer Impuls erzeugt, der über einen

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Verstärker dem Steuergitter der Kathodenstrahlröhre zugeführt wird und eine Spaniiungsänderung einer ausreichenden Grös3e herbeiführt, durch die ein zuvor unterdrückter Elektronen3trom erzeugt wird, der auf dem Schirm ein Lichtfleck verursacht. Der synchron zur vertikalen Ablenkfrequenz periodische Vergleich der Iiesspannuhg mit der zugefuhrten Spannung im Komparator ergibt eine Reihe zeitabhängiger Impulse, die bei konstantem Messigh'al mit gleichen Zeitintervallen aufeinanderfolgen, und bei einer in der Grosse sich' ändernden Measpannung zeitmoduliert sind.

'■'''■"- Grundsätzlich "sind somit die Lichteindrücke , die durch den Elektronenstrahl auf dem Beobachtungsschirm der Kathodenstrahlröhre erzeugt werden, punktförmig und die sichtbare Wahrnehmung besteht aus einerReihe-punktformiger Eindrücke, die bei ausreichend hoher Frequenz der vertikalen Abtastung zu Linien"zu3ammenflies3en. Wegen der langsamen horizontalen Abtastung ist Verwendung eines Schirms miΐ einer Nachleuohtchärakteri'stik erwünscht. """""" -"

■ '- '-·- " ■· Ein Ausführungsbeispiel der" Erfindung ist in der Zeichnung'dargestellt und'wird iin folgenden häihar beschrieben. Es zeigen * ^; . Fig. 1 eine schematische Darstellung der erforderlichen

'---.-...,■..· ■ .- ;^!o' ·.- ". .-ϊ^'-π-λ ί-i-i-ir-. ■■"■■■ " elektrischen Schaltung,' -

Pig. 2 den durch eine Maske in eine' Anzahl Kessfelder verteilten: Schirm der Käthödensitrahlrohre. "'

-"'Das vorhandene OszilloakÖp ist durch"den! gestrichelt

dä-rges'töilten'Rahmen 1 angegeben, wobei 2'HTeJi Schiria der Kathodenstrahlröhre ahieüte'tV* Das Oszillbskop hai Tier' Eingänge 3, 4, 5 und 6, die je mit Vinem iComparätor'¹?^ By' 9 imä 10 verbunden sind. Pur die Weiterverarbeitung'der elök^iöehSnimpulee von'diesen Kbmparatoren ist ein Impiulavefötärker^ T1^1; l/frkaam'," von dem die Impulse der nicht dargestellten

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Steuerelektrode der Kathodenstrahlröhre 2 zugeführt werden. Jeder der Ko'tn·^' paratoren I₁ 8, 9 und 10 ist in einem Vergleichsgtrbmkrfeiö mit^T dem'Säge^' ^:; zähngenerator 12 für die vertikal-Abtastung verbunden. Der^; Einiaohheit halber sind Elemente für elektrostatische Strahlablenkung angegeben, Die'''" Anwendung "von elektromagnetischer Ablenkung ist ebenfalls möglich. "

Dadurch, dass den Komparatoren eine Messpannung und eine ' Spannung, die sich im Rhythmus der Yertikal-Abtastung zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert ändert, zugeführt werden, entstehen an ' den Ausgangen Impuls spannungen, deren Zeitfolge durch die Höhe der Mess-'~^aspannungen bedingt wird. ' -·-.·■ ■ . . .· .vj

Pur eine detailliertere Beschreibung· des "Geräts 'ist es'^ wünscht, die dem Gerät ziige fuhr ten analogen Spannuftgeh in Messpannungöü'"" · und Qrenzwertspanhuri'gen zu ϋήte räch ei den wobei als Mesfeparmung 'diejenige''''' elektrische Spannung betrachtet wii'd, die ur.mittelbar von der zu'beu'r-'· - *. teilenden physiologiechen Erscheiming hergeleitet und von betreffenden Hess instrument dem Gerat zugeführt wird. Die'Grenswe'rtfepaftnufige'n'wercleri zxir Abgrenzung eines Gebietes zulässiger Werte der Mös'spähnünyzugefiihrt,· und diese können einzeln einstellbar sein. Fur "jede physiologische Grcs-' se verfügt man daher vorzugsweise über nur eine Messpannung und zwei Spannungen für den höchsten und den niedrigsten erlaubten'Kesswert.

Eine Anzahl dieser Kombinationen von i-iessp'annuhg und

wertspannungen wird den IContaktreihen 13? 14, 15* die beispielsweise Je sechs Anschlüsse ermöglichen, zugeführt, Von jeder Kontaktreihe werden gleichzeitig 3^eweüs der erste, zweite, dritte und folgende Satz mit einem Eingang des Geräts verbunden und somit werden die dabei auftretenden Spannungen den komparatoren zugeführt. Die Überbrückung der Kontaktöffnungen kann beispielsweise mit schnellen magnetischen Zungenrelais

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("Reed"-Relais) erfolgen, deren-magnetische Anrennt: beis:ieisweise durch einen Teiler-Abtaster 16 gesteuert wird, in diesen. Fall einen Sechateiler-Abtaster, der dazu eingerichtet ist, während Jeweils -r der horizontalen Abtastzeit nacheinander über die Ausgange 17 den entsprechenden Relais in jeder Kontaktreine den Erregerstrom zuzuführen, vrozu ein Eingang des Abtasters mit der horizontalen Zeitbaeis 18 verbunden ist. Statt magnetischer Schalter können auch elektronische Schaltelemente verwendet werden. Das Gerät bietet so^it die !"löslichkeit, während der Horisontal-Abtastung sechs physiologische Messpannungen mit den zugehörenden Grenzwerten für hohe und niedrige überschreitung nacheinander auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre wiederzugeben. Durch eine geeignete Kahl der Horizontal-Abtastun^· zusammen mit der Kachleuchtcharakteristik des Schiriiis lässt sich erreichen, dasa die sechs physiologischen Signale gleichzeitig und kontinuierlich sichtbar sind.

Eine nützliche Erweiterung des Geräts be3teht aus einer derartigen Gestaltung der sich aus den Grenzwertspanrungen ergebenden Impulse, dass nicht nur ein höchster und ein niedrigster W-ert dargestellt werden, sondern zugleich anscaliessend nach oben, bzw, nach unten ein breiterer Streifen auf dem Bildschirm leuchtend gemacht wird. Um dies au verwirklichen, muss man ein Gebilde elektronisch wirksamen Komponenten in einer Anordnung 1S? verwenden, die mit dem Hamen "Alarmlogik" beseichnet werden könnte. Sie enthält u.a. eine Anzahl Torschaltungen, die in bezug auf den höchsten Grenzwert durch einen von zu_t;ehörenden Komparator 9 empfangenen Impuls leitend gemacht wird, und nach einer bestimmten Zeit in den ursprünglichen nichtleitenden Zustand zurückkehrt. Eine andere Torschaltun.- kann leitend eingestellt sein und durch einen Impuls des Komparators 10, der den niedrigsten Grenzwert angibt, in einen nichtleitenden Zustand gebracht werden, und in diesem Zustand bis zum Anfang einer na'ch-

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— festen Vertikal-Abtastung verbleiben. Eine genaue Beschreibung durfte sich erübrigen, weil sich derartige Torschp.ltunken auf bekannte Weisen verwirklichen lassen.

Der Komplex elektrischer Impulse wird dem Impulsverstärker 11 und danach der Steuerelektrode der Kathodenstrahlröhre zugeführt. In der Zeichnung ist der Eingang 3 für die Zufuhr eines dynamischen Sig-. nals bestimmt, das während der ganzen horizontalen Ablenkung wirksam, ist, und die Eingänge 4, 5 und C empfangen analoge Signale, die aufeinanderfolgend je nur während eines Teiles der Hcrizontal-Ablenkung durchrelassen werden. ■

Dementsprechend ist der obere Teil des Schirms 2 der Kathodenstrahlröhre über die ganze Breite für das dynamische Signal (Elektrokardiogramm oder Pulswelle) verwendbar, wonach der restliche Teil für analoge Signale übrigbleibt, welcher Teil durch eine kaske 20 derart abgedeckt ist, dass sechs durchsichtige vertikale Skalen entstehen, die durch undurchsichtige Streifen getrennt sind. Die durchsichtigen Teile können mit Skalenteilungen 21 versehen sein.

Zum Feststellen ob ein Kesswert die zugehörenden Grenzwerte überschreitet, enthält die Vorrichtung 19 ausserdem eine Kombination an sich bekannter sogenannter "logischer" elektronischer Schaltungen, die beispielsweise feststellen, ob ein vom Komparator δ empfangener elektrischer Impuls gegebenenfalls innerhalb des durch die von den Komparatoren 9 unö 10 eintreffenden elektrischen Impulse gebildeten Intervalls liegt. Beim überschreiten eines der Grenzwerte ist das Obenstehende nicht mehr der Fall und die Vorrichtung 19 erteilt ein Alarmsignal, das beispielsweise einen, .Relaiskontakt, in einem inneren oder äusseren Alarme tromkreis schliesst. Zur Sichtbarmachung des Alarms auf dem Schirm kann die Vorrich-

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tung 19 im Alarmfall einen zusätzlichen elektrischen Impuls zur Vertikal-Abtastung dem Impulsverstärker 11 zuführen, so dass am Schirm ein aufleuchtendes Alarmfeld erscheint, beispielsweise in dem für die Wiedergabe des dynamischen Signals bestimmten Kauir.. Eö ist möglich, dieses Alarmfeld, in horizontaler Richtung gesehen, nur an derjenige Stelle erscheinen zu lassen, an der atich das betreffende Lessignal wiedergegeben wird. Zugleich kann die Vorrichtung 19 Mittel enthalten, damit ein akustisches Signal erteilt wird, wenn die kesspanmmg die Grenzwertspannungen überschreitet. -

<■.-■·: 1,

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Claims (1)

1. ρ α τ ε r; τ a if sr s-tr c he. .;

   1. Gerät zur Wiedergabe physic Ip, gi;s eher - Kess

   eine Ansah 1 derartiger Spannungen.· auf den .SchiTr-;- einer- Kathodenstrahl- .· röhre v/iederge^eben "Vfird-, mitteln. -SInC-S-OsCiI-IoSkOpS, das nit einer Kathedern; trahl-röhre und Mitteln für schnelle ver ti rale urrl Icn^sfirsp hori-... sontale-Abta.^:itiua,5 der,. './iedGr.jafoesohirniS ler. .!^taadsnstrrthlrölire versehen ist ,' dadurch ,jjekeniiseichnst, -lasi; mindestens einer ler Singänje lea Osailloskops mit einer An-zahl- 3 ehalt el era en te ;verbv;nien .'iTt, iie im ,Ιίΐχττΐΐι-räus der'Vertilcal-^Abtas.ira.ni.: nacheinander len-Sin^ar:^ mit einer Anzahl !Ausspannungen ."vorbinden, und die 'Zeiten^ während »der"-die 3ch«'vltel.ei3sntö mit der Messpannung verbtmden sind, untereinander gleich iind derart sind, dass während der IIorizontal-Abtastperiade jede ler, iiesspannungen einmal mit dem betreffenden ".-Eingang, verbünden ist,-.·· · , _; .._-, . · \, · -..

   2. ■-■""-■■■ -;'■ ' Gerät nach Anspruch-1, datlurshl^ekennzeichnetj Anzahl mit einen; der Eingänge des Osailloskops zu. y.eürbiiidende] elemente Mindestens; sum, Zuführen von· L-,esspannungen, die .den systolischen und' diäs'tolistehen BlU.tdruck, 'die Pulsfretiraenz:,. die> Ko'rpertemperatür, undr: die Atemfrequenz angeben, ausreicht.'■' -.·' ■ --. ' ■-:■;:■,;··'·■:. ..λ ;'.*-.·»;,· 3,- ■-* ■'*■"* Gerät nach 'Anspruch: 1 oder. 2., .daäur;j3h gekennseiöhnet, dass

   von "zwei' weiteren- Eirigahgen eines- Ossilloskops-ieihe. entspje'Qliende. An^ihl iContaktelemente aufeinanderfolgend mit -elektriseiian Spannungen;ver.bindbar sind, die einen hohen bzw. niedrigen Grenzwert der luesspannungen angeben, . ·

   4. 3erät nach Anspruch 3». dadurch .gekennzeichnet, dass Iiit—

   tel vorhanden sind, um Teile des liieder^beschirms der Kathodenstrahlrölire, die auf beiden Seiten des zwischen den urensworten eingesohlo3sei<.essbereich3 liegen, zum Aufleuchten zu bringen.

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   5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kittel IinpulsverlängGrungsschaltungen enthalten, die durch eine Grenzwertspannung gesteuert Herden.

   6. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, das3 Mittel vorhanden sind, um die feesspannungen mit einer ^össeren Intensität "wiederzugeben als die. Grenzwertspannungen.

   7. Gerät nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung mit Littein vorhanden ist_f die eine Alarmanzeige duslösen, wenn der Messwert eine der Grenzwertspanmingen überschreitet.

   c. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

   Alarcianzeige aus einem auf dem Wieder.rabeschiria erscheinenden Lichtfleck besteht.

   nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Wiedergabe der liesspannungen verwendeten Teile des Wiedergabeechirms der Kathodenstrahlröhre durch einen undurchsichtigen Rahmen \irageben sind. .

   10. Cierät nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass der

   Rahmen aus einer an der Vorderseite der Kathodenstrahlröhre am Wiedergabeschirn angeordneten I-Ianke besteht.

   11« Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die

   |..aske mit Skalen innerhalb jedee der Rahmen versehen ist, die austauschbar mit der Kaske verbunden sind.

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