DE2333275A1

DE2333275A1 - Geraet zur aufzeichnung und/oder wiedergabe biologischer vorgaenge

Info

Publication number: DE2333275A1
Application number: DE19732333275
Authority: DE
Inventors: Kenji Furuta; Shinya Kosaka; Akira Nakayama
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1972-06-30
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1974-01-24
Also published as: GB1424564A; US3934267A

Description

"Gerät zur Aufzeichnung; und/oder Wiedergabe "biologischer Vorgänge"

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer Vorgänge, das als Elektrocardiograph, Elektromyograph, Elektroencephalograph usw. verwendet werden kann, und insbesondere ein Gerät zur magnetischen Aufzeichnung bioelektrischer Potentialsignale, die durch biologische Vorgänge erzeugt werden, auf einem Magnetband und/oder zur Wiedergabe der auf dem Band aufgezeichneten Signale.

In einem Gerät der oben genannten Art wird im allgemeinen das bioelektrische Potentialsignal durch Elektroden festgestellt,

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die an dem Körper eines Patienten angebracht sind, so daß das Gerät und der Patient elektrisch miteinander verbunden sind. Es ist daher notwendig, den Patienten vor einem elektrischen Schlag zu schützen. Eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz des Patienten gegen elektrische Schläge ist stets in dem Gerät zur elektrischen Verarbeitung der biologischen Vorgänge vorgesehen. Falls Jedoch das Gerät durch eine Wechsel spannung versorgt wird, ist es unmöglich, den Patienten unter allen Bedingungen vollständig zu schützen. Insbesondere, wenn die Größe des Gerätes kleiner wird, nimmt die Möglichkeit eines Kurzschlusses zu, und die Gefahr wird größer, daß der Patient einen elektrischen Schlag erhält.

Es ist z.B. in der Elektrocardiographie notwendig, ein ElektroQardiogramm bei einem Anfall des Patienten zu erhalten. Zu diesem Zweck wurde vorgeschlagen, daß ein biologischer Vorgang bei einem Anfall auf einem Nagnetband durch ein tragbares Magnetbandaufzeichnungsgerät aufgezeichnet wird, das von dem Patienten getragen wird, und daß später dieses Magnetband in eine magnetische Wiedergabeeinrichtung eingelegt wird« die in einem Krankenhaus oder einem Labor eingerichtet ist, so daß das aufgezeichnete Signal ausgelesen und ein Elektrocardiogramm z.B. durch einen XY-Schreiber erzeugt wird. Ein Arzt überprüft das so erhaltene Elektrocardiogramm und kann die verschiedenen Krankheiten des Herzens des Patienten diagnostizieren. Da das Bandaufzeichnungsgerät gewöhnlich bei einer niedrigen Spannung und bei einem kleinen Strom arbeitet, kann bei einem solchen Elektrocardiographen die Gefahr eines elektrischen Schlages vollständig vermieden werden, obwohl die mit dem Bandaufzeichnungsgerät verbundenen Elektroden an geeigneten Stellen des Körpers ange-

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"bracht sind. Bei einem solchen System werden jedoch die Aufzeichnung und die Wiedergabe durch verschiedene Einrichtungen bewirkt, so daß diese genau aneinander angepaßt sein müssen. Wenn die Anpassung nicht einwandfrei ist, weichen dits Amplituden und die Wellenformen des Elektrocardiogramms von den tatsächlichen ab, und es ist unmöglich, eine richtigeDiagnose zu stellen. Es ist tatsächlich äußerst schwierig, die Aufzeichnungseinrichtung vollständig an die Wiedergabeeinrichtung anzupassen, und dies ist ein ernster Nachteil, der die Kosten der Einrichtung sehr hoch macht.

Um solche Nachteile zu vermeiden, könnte man leicht darauf kommen, die Aufzeichnung und die Wiedergabe durch die gleiche Einrichtung auszuführen. In diesem Fall treten aber Schwierigkeiten wegen der elektrischen Schläge auf. D.h., falls ein Elektrocardiograph verwendet wird, besucht ein Patient einen Arzt und der Arzt heftet drei Elektroden an bestimmte Stellen des Körpers. Der Vorgang des Anbringens der Elektroden ist ziemlich kritisch und es ist notwendig, zu überprüfen, ob ein einwandfreies Elektrocardiogramm erhalten werden kann, nachdem die Elektroden an dem Körper angebracht sind. Zu diesem Zweck betätigt der Arzt das Magnetbandaufzeichnungsgerät, um ein bioelektrisches Potential auf dem Magnetband aufzuzeichnen, »T>fl dann wird das aufgezeichnete Signal wiedergegeben. Das wiedergegebene Signal wird einem Aufzeichnungsgerät zugeführt, um ein Elektrocardiogramm zu zeichnen. Der Arzt kann den Zustand der Befestigung der Elektroden an dem Körper feststellen, indem er das so erzeugte Elektrocardiogramm überprüft. In diesem Falle ist der Patient über die Elektroden

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und das Magnetbandaufzeichnungsgerät, das mit einer Batterie arbeitet, mit dem Aufzeichnungsgerät verbunden, das mit Wechselspannung betrieben wird. Demzufolge besteht die Gefahr, daß der Patient einen elektrischen Schlag erhält. In diesem Pail kann eine solche Gefahr dadurch vermieden werden, daß ein Stecker und eine Buchse vorgesehen werden, um die Elektroden mit dem Magnetbandaufzeichnungsgerät zu verbinden und sie von diesem su trennen. Wenn das Bandaufzeichnungsgerät im V/iedergabebetrieb läuft, wird der mit den Elektroden verbundene Stecker-von der Buchse getrennt, so daß der Patient von dem Bandaufzeichnungsgerät getrennt ist. Solange jedoch das Verbinden und Trennen durch einen Menschen ausgeführt werden muß, kann nicht mit Sicherheit garantiert werden, daß der Stecker der Elektroden im Wiedergabezustand herausgezogen ist, so daß elektrische Schläge nicht immer vermieden werden können. Außerdem haben die biologischen Potentialsignale eine äußerst niedrige Frequenz und solche Signale mit ultraniedriger frequenz können nicht magnetisch aufgezeichnet werden, wie Tonsignale, sondern müssen mit einen Impulsbreiten- oder Frequenz-Modul a tionsverfahr en aufgezeichnet werden. Daher muß das aufgezeichnete Signal demoduliert werden. Wenn in diesem Falle ein Demodulator getrennt von dem BandaufZeichnungsgerät vorgesehen ist und der Ausgang von einem Magnetkopfverstärker dem Demodulator über eine Verbindungsleitung von verhältnismäßig großer Länge zugeführt wird, dann tritt der Nachteil auf, daß der Magnetkopfausgang in einem starken Ausmaße durch, das Umgebungsrauschen beeinflußt wird. Um einen solchen Nachteil zu vermeiden, kann der Demodulator in dem Bandaufzeichnungsgerät untergebracht sein, aber in diesem Falle wird das Gerät größer und es ist zum Mittragen ungeeignet«

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In der El ektro cardio g-raphie ist die Amplitude des bioelektrischen Potentials des Herzens etwa 0,1 bis 2 mV, wenn das Potential indirekt von der Ifcaitoberflache abgeleitet wird. Andererseits ist bei der Elektrcencephalographie die Amplitude des bioelektrischen Potentials des Gehirns etwa 10 bis 250/uV, wenn das Potential indirekt von der Kopfhaut abgeleitet wird. Auf diese V/eise unterscheiden sich die Amplituden der Eingangsspannungen stark voneinander. Es ist daher in der Tat unmöglich, diese Signale ait Hilfe der gleichen Schaltung aufzuzeichnen. Es ist jedoch ziemlich aufwendig, unabhängige Aufzeichnungsgeräte für die Elektrocardiographie, die Elektromyographie, die Elektroencephalographie usw. herzustellen. Es ist daher erwünscht, ein einziges Gerät zur Verfügung zu haben, das für die verschiedenen Anwendungsarten benutzt werden kann. Es ist z.B. erwünscht, einen Vorverstärker zu haben, der wahlweise für die Verstärkung eines bioelektrischen Signals kleiner Amplitude verwendet werden kann. Es ist außerdem von Vorteil, eine Batterieprüfschaltung anzubringen, um den Verbrauchungszustand einer Batterie zu prüfen, einen Generator zur Erzeugung von Eichspannungsimpulsen mit einer konstanten Amplitude und/oder einem konstanten Abstand, eine automatische Startschaltung usw. In einigen Anwendungsfällen ist es erwünscht, einen Sender vorzusehen, um ein wiedergegebenes Signal drahtlos zu senden. Wenn diese Schaltungen jedoch in dem magnetischen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät angeordnet sind, wird dieses Gerät groß, kostspielig und kompliziert. Insbesondere ist ein solches großes Gerät für das Mittragen und Handhaben ungeeignet.

Da, wie oben erwähnt, das bioelektrische Potential eine äußerst

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niedrige Frequenz hRt, kann es auf einen Magnetband nicht in der gleichen Weise aufgezeichnet werden, wie ein Tonsignal und es muß daher eine Impulsbreitenmodulation oder eine Frequenzmodulation verwendet werden. Wenn das Signal a it der ultraniedrigen Frequenz mit einem solchenModul at i on sverfahren aufgezeichnet wird, ist der wiedergegebene Ausgang, der von einem Magnetkopf während der Wiedergabe geliefert wird, in wesentlichen pulsierend. Bei den Aufzeichnungsgeräten für biologische Vorgänge haben die Magnetköpfe verschiedene Charakteristiken und demzufolge ändern sich die Ausgänge der Kopfverstärker für jedes Gerät. Wenn außerdem die Spitzenwerte des Ausgangs der Kopfverstärker bei jedem Gerät verschieden sind, wird der Vorgang der Umwandlung der Wellenform in dem anschließenden Demodulator unstabil und es können keine genauen Aufzeichnungen der biologischen Vorgänge erhalten werden. Es ist daher zu bevorzugen, eine automatische Verstärkungsregelschaltung vorzusehen, um die Verstärkung des Magnetkopfverstärkers zu regeln.

Wie bereits erwähnt wurde, besucht ein Patient einen Arzt, und der Arzt bringt die Elektroden an dem Körper des Patienten an} in diesem Moment ist es möglich, zu prüfen, ob die Elektroden einwandfei an dem Körper haften oder nicht. Danach kann jedoch die Verbindung zwischen den Elektroden und dem Körper sich verschlechtern oder im schlimmsten Falle sogar unterbrochen werden. In einem solchen Falle kann keine einwandfreie Aufzeichnung erhalten werden. Außerdem kann bei dem Aufzeichnungsvorgang die Schaltung fehlerhaft arbeiten, so daß auch in diesem Falle keine richtige Aufzeichnung erhalten wird. Daher

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ist es für den Patienten sehr zweckmäßig, daß eine Monitoreinrichtung in dein Aufzeichnungsgerät vorgesehen ist, und der Patient feststellen kann, ob das Aufzeichnungsgerät während des Aufzeichnungsvorgangs einwandfrei arbeitet oder nicht.

In der magnetischen Aufzeichnungseinrichtung muß das bioelektrische Potential mit der sehr niedrigen Frequenz verstärkt werden, und daher muß der Magnetkopfverstärker eine Frequenzcharakteristik haben, die einen ebenen Verlauf über einen Frequenzbereich von etwa 0,1 bis 1 000 Hz besitzt. An den Ausgang eines solchen Verstärkers ist ein Kondensator angeschlossen, der eine Gleichspannungskomponente abschneidet. Da dieser Kondensator die äußerst niedrig-frequenten Signale durchlassen soll, ist die Verwendung eines sehr großen Kondensators erforderlich. Wenn ein solcher großer Kondensator verwendet wird, arbeitet das Gerät nicht unmittelbar nachdem es eingeschaltet ist, sondern das Gerät beginnt erst nach einer verhältnismäßig langen Zeitdauer, zufriedenstellend zu arbeiten, im allgemeinen nachdem mehrere Sekunden vergangen sind. Damit daB Gerät unmittelbar nachdem es betätigt wird zu arbeiten beginnt, ist üblicherweise in den Aufzeichnungsgeräten für biologische Vorgänge eine automatische Sofortbetriebsschaltung (Instomatic-Schaltung) vorgesehen.

Ziel der Erfindung ist ein Gerät zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer Vorgänge, das einen Benutzer oder einen Patienten vollständig unter allen Bedingungen vor elektrischen Schlagen schützen kann. Bei diesem Gerät soll

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ein Magnetbandantriebsmechanismus und ein Nagnetkopf gemeinsam für die Aufzeichnung und die Wiedergabe verwendet werden können, so daß ein genaues Elektrocardiogramm, Elektromyogramm, Elektroencephalogramm usw. erhalten werden kann. Weiter soll ein Vorverstärker, eine Batterieprüfschaltung, eine öiclispannungserzeugende Schaltung, ein Sender, eine automatische Startschaltung, eine Spannungsquelle für eine Brückenschaltung von Drahtwiderstandsdehnungsmeßsstreifen usw. als Anschlußteile hergestellt werden, und eines oder mehrere dieser Anschlußteile soll wahlweise mit einem Hauptteil des Geräts verbunden werden können. Es soll in dem Gerät eine automatische Verstärkungsregelungschaltung vorgesehen werden, um die Amplitude des MagnetkopfVerstärkerausgangs so einzustellen, daß ein genaues Signal eines biologischen Vorgangs wiedergegeben werden kann. Es soll weiter eine Monitoreinrichtung vorgesehen werden können, um den Betrieb des Geräts während des Aufzeichnungsvorgangs überprüfen au können. Schließlich soll eine automatische Sofortbetriebsachaltung vorgesehen werden, um das Gerät beim Aufzeichnungsvorgang unmittelbar nach dei Einschaltung des Geräts zuverlässig zu starten.

Dies wird bei einem Gerät zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer Vorgänge erfindungagemäß erreicht durch eine Haupteinheit mit wenigstens einem Magnetbandantriebsmechanismus und einem Magnetkopf, durch ein Aufzeichnungsanschlußteil, das für den Aufzeichnuiigsbetrieo mechanisch und elektrisch mit dem Hauptteil verbindbar ist und an das ein Detektor angeschlossen ist, und durch, ein Wiedergabeteil, das für den Wiedergabebetrieb avechanisch und elektrisch mit dem Hauptteil verbindbar igt und an eine

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Aufzeichnungsvorrichtung angeschlossen ist, wobei wahlweise jeweils das Aufzeichnuiigs- oder das Wiedergabeanschlußteil mit dein Hauptteil verbunden ist.

Erfindungsgemäß ist bein Aufseichnungsvorgang der Körper eines Patienten elektrisch über die Meßelektroden mit dem AufzeichnungsanschluSteil und dem Hauptteil verbunden. Das Aufzeichnungsanschlußteil und das Hauptteil werden jedoch von einer Batterie mit einer niedrigen Spannung versorgt, die für den Patienten harmlos ist. Beim Wiedergabevorgang wird das Wiedergabeanschlußteil mit dem Hauptteil anstelle des Aufzeichnungsanschlußteils verbunden, so daß auch wenn das Wiedergabeanschlußteil mit der Aufzeichnungsvorrichtung, die von einer Wechselspannungsquelle versorgt wird, verbunden ist, keine Gefahr eines elektrischen Schlages besteht, da der Patient vollständig von der WechselSpannungsquelle getrennt ist.

Das Gerät zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer Vorgänge ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gekennzeichnet durch eine Haupteinheit mit wenigstens einem Hagnetantriebsmechanismus und einem Magnetkopf, durch ein Aufzeichnungsanschlußteil mit einer Batterie, das für den Aufzeichnungsbetrieb mechanisch und elektrisch mit dem Hauptteil verbindbar ist und an das ein Detektor angeschlossen ist, und durch ein Wiedergabeanschlußteil, das für den Wiedergabebetrieb mechanisch und elektrisch mit dem Hauptteil verbindbar ist und an eine Aufzeichnungsvorrichtung angeschlossen ist, als obligatorische Bestandteile, und weiter als fakultati-

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ve Bestandteile durch wenigstens ein -Anschluliteil mit einem Vorverstärker, mit einer Batterieprüfschaltung, mit einer eichspannungserzeugenden Schaltung, mit einem Sender, mit einer automatischen Startschaltung, iait einer Batterie für eine Brüekonschaltung von Draht.widerstandsdehnungsmeßstreifen usw. oder mit einer geeigneten Kombination dieser Schaltungen, wobei dac Anschlußteil der fakultativen Bestandteile mechanisch und elektrisch zwischen das Hauptteil und das Aufseichnuncsari.schlußteil oder zwischen das Hauptteil und das Wiedergabeanschlußteil in lösbarer Weise anschließbar ist.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform des Gerätes zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer Vorgänge gemäß der Erfindung im Aufzeichnungszustand.

Fig. 2 zeigt ein Schaltdiagramm des Geräts der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Gerät im Wiedergabezustand.

Fig. 4· ist ein Schaltdiagramm des in Fig. J gezeigten Geräts.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Geräts gemäß der Erfindung im Aufzeichnungszustand.

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Fig. 6 zeigt ein Schaltungsdiagramm des in Fig. 5 gezeigten Geräts.

Fig. 7 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes im Wiedergabezustand, das ein Wiedergabeanschlußteil umfaßt, welches eine automatische Verstärkungsregelungschaltung enthält.

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung im Aufzeichnungszustand, bei dem ein Anechlußteil zur Erzeugung von Eichspannungsimpulsen mit gegebener Amplitude und Wiederholungsfrequenz zwisehen das Hauptteil und das Aufzeichnungsanschlußteil gekoppelt ist.

Fig. 9 zeigt ein Schaltungsdiagramm des in Fig. 8 gezeigten Gerätes.

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf ein Gerät gemäß der Erfindung im Aufzeichnungszustand, das ein Anschlußteil zum Prüfen einer Batterie und zur Erzeugung von Eichspannungsimpulsen besitzt.

Fig. 11 zeigt ein Schaltungsdiagramm des in Fig. 10 gezeigten Gerätes.

Fig. 12 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer anderen Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung im Aufzeichnungszustand, bei dem EichSpannungsimpulse mit einer gegebenen Amplitude manuell durch Niederdrücken einer Taste erzeugt werden können, die

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an einem Fernbedienungssclialter vorgesehen ist

13 zeigt eine perspektivische Ansicht des FernbedienungBSChalters der Fig. 12 im auseinanderge nommenen Zustand.

Fig. 14 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungs-

form des Gerätes gemäß der Erfindung, das ein Anschlußteil mit einer Batterie zur Versorgung einer Brückenschaltung von Drahtwiderstandsdehnungsstreifen besitzt.

Fig. 15 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer anderen Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung im Aufzeichnungszustand, bei dem eine automatische Sofortbetriebsschaltung in dem Hauptteil enthalten ist.

Eine erste Ausführungsform dee Gerätes zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer Vorgänge gemäß der Erfindung, das als Elektrocardiograph verwendet werden kann, soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert werden. Fig. 1 zeigt das Gerät im Aufzeichnungszustand. Beim Aufzeichnungsvorgang ist an ein Hauptteil A₁ das wenigstens einen Bandantriebsmeohanismus und einen Magnetkopf aufweist, mechanisch und elektrisch ein Aufzeichnungsanschlußteil B angeschlossen, das eine Batterie zur Versorgung des Antriebsmechanismus und verschiedener Schaltungen enthält, Kit dem Aufzeichnungsanschlußteil B sind drei Meßelektroden 1, 2 und 3 und ein Fernbedienungsechalter 4 verbunden. Das Hauptteil A be«

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sitzt weiter einen Behälter zur Aufnahme einer Bandkassette 5 und Betätigungsglieder 6, 7 und 8. In der vorliegenden Ausführungsform bestehen die Betätigungnglieder aus einer Lauftante 6, einer Stop-taste 7 und einer Rückspultaste 8.

Fig. 2 zeigt die inneren Gchaltungsteile des Hauptteils A und des Aufzeichnungsanschlußteils B. Wie im linken Teil der Fig. 2 gezeigt ist, sind Batterien 9 und 10 in dem Aufzeichnungsanschlußteil B angeordnet. Die verbindung zwischen dem Hauptteil A und dem Aufzeichnungsanschlußteil B ist sowohl elektrisch als auch mechanisch. Als Kopplungsmechanismus für diesen Zweck kann ein Bajonettkopplungsmechanismus, ein Zapfenkopplungsmechanismus oder'irgend ein anderer Kopplungsmechanismus verwendet werden. In dem Aufzeichnungsanschlußteil B sind neun Verbindungskontakte vorgesehen, d.h. Kontakte 1a, 2a und 3a, die mit den Meßelektroden 1, 2 bzw. 3 verbunden sind, Kontakte 4a, 4b und 4c, die mit den zwei Kontakten 4A und 4B des Fernbedienungsschalters 4 verbunden sind, ein Kontakt 9a» der mit den Verbindungspunkten der Batterien 9 und 10 verbunden ist und Kontakte 11a und 11b, die miteinander verbunden sind. Das Hauptteil A besitzt neun Kontakte, von denen jeder mit dem entsprechenden der neun Kontakte des Aufzeichnungsanschlußteils B verbunden werden kann. Das Hauptteil A besitzt weiter einen symmetrischen Gleichspannungsverstärker 12 mit Eingangsanschlüssen, die mit den Meßelektroden 1, 2 und 3 über die Kontakte 1a, 2a bzw. 3a verbunden sind, einen Oszillator 13» der zwischen die Kontakte 4a und 4c geschaltet ist, eine Modulator- und Kopfantriebsschaltung 14, einen

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Magnetkopf 15 und eine Motor- und Motorgeschwindigkeitssteuerschaltung 16, die zwischen die Kontakte 4a /und 4b eingesetzt ist. In Fig. 2 ist der Bandantriebsmechanismun "and die Betätigungsglieder nicht gezeigt, aber es sind Schalter 17 und 18 gezeigt, die durch die Betätigimc-sglieder betätigt werden. Da der Fernbedienungsschalter 4 vorgesehen ist, sind die Schalter 17 und 18 nicht immer notwendig, aber wenn der. Fernbedienungsschalter versehentlich betätigt wird, werden die Batterien 9 und 10 unnütz verbraucht und außerdem wird die elektrische Schaltung betätigt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Schalter 17 und 18 vorgesehen, die mit den Betätigungsgliedern verriegelt werden. In diesem Falle sind die Schalter 17 und 18 im Ruhezustand geöffnet und wenn die Lauftaste 6 betätigt ist, sind beide Schalter 17 und 18 geschlossen. Wenn die Rückspultaste 8 niedergedrückt ist, ist nur der Schalter 17 geschlossen und nur der Motor und die Motorgeschwindigkeitssteuerungsschaltung16 wird versorgt, aber die übrige Schaltung wird nicht versorgt.

Im Fall der Aufzeichnung eines biologischen Vorganges wird ein bioelektrisches Potential durch die Elektroden 1, 2 und 5 festgestellt und das festgestellte Signal wird geeignet verstärkt und dann aufgezeichnet. Wie oben angegeben wurde, hat dasbioelektrische Signal eine ultraniedrige Frequenz, so daß bei der Aufzeichnung eines solchen Signals von äußerst niedriger Frequenz auf einesi Magnetband ein normales Aufzeichnungsverfahren für die Aufzeichnung von Tonsignalen nicht verwendet werden kann. Daher ist es notwendig, die bioelektrischen Signale au

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dem Magnetband mit dem Impulsbreiten-Modulationnverfahren, dem Frequenz-Modulationsverfahren ugw. aufzuzeichnen. Bei dem Elektrocardiographen der vorliegenden Ausführungs-• form wird das Impulsbreiten-Hodulationsverfahren verwendet. Ein bioelektrisches Potentialsignal, das durch die Elektroden 1, 2 und 3 festgestellt wird, hat eine Amplitude von etwa 1 mV und einen Frequenzbereich von etwa 0,1 bis 200 Hz. Dieses festgestellte Signal wird durch den Gleichspannungsverstärker 12 verstärkt. Das verstärkte Signal wird dem einen Eingangsanschluß des Modulators 14 zugeführt. Dem anderen Eingangsanschluß des Modulators 14 wird ein Trägersignal von Rechteckform von dem Oszillator 13 zugeführt, das eine Wiederholungsfrequenz von z.B. 400 EHz hat. Die Impulsbreite, d.h. das Tastverhältnis der Rechteckwelle wird durch das verstärkte bioelektrische .Signal moduliert. Dann wird die modulierte Trägerwelle verstärkt und das verstärkte Signal wird dem Magnetkopf 15 zugeführt und auf dem Magnetband als positive und negative Magnetisierung über die magnetische Sättigung aufgezeichnet.

Fig. 3 zeigt das Gerät im Wiedergabezustand. In diesem Zustand ist das Aufnahmeanschlußteil B von dem Eauptteil A entfernt und ein Wiedergabeanschlußteil C ist mit dem Hauptteil A gekoppelt. Mit dem Wiedergabeanschlußteil 0 ist ein Anschlußdraht 20 verbunden, dessen anderes Ende mit einer Demodulatoreinheit 19 verbunden ist. Die Demodulatoreinheit 19 ist mit einer Aufzeichnungsvorrichtung 21 mit einem Schreibstift verbunden. Die Demodulatoreinheit 19 und die Aufzeichnungsvorrichtung 21 werden mit Wechselspannung versorgt.

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Fig. 4 zeigt den Innenaufbau des V/iedergabeanschlußteils C. In dem Wiedergabeaüschlußtcil G ist ein Magnetkopfverstärker 22 vorgesehen, der ein durch, den Magnetkopf 15 wiedergegebenes Signal verstärkt. Wie oben angegeben wurde, wird bei dieser Ausführungnform die Impulsbreiten-Ilodulation verwendet, so daß der Kopfausgang ein pulsierendes Signal ist. Das verstärkte Signal von dem Kopfverstärker 22 wird einem Demodulator 25 in der Deiaodulatoreinheit 19 über den Verbindungsdraht 20 "zugeführt. Der Demodulator 23 demoduliert das pulsierende Signal, um das originale bioelektrische Signal mit der niedrigen Frequenz zu erzeugen. Das so wiedergegebene bioelektrische Signal wird der Aufzeichnungsvorrichtung 21 zugeführt und diese zeichnet das Elektrocardiogramm.

In der Vorliegenden AusführungsXorm ist eine Gleichrichterechaltung 24 in der Demodulatoreinheit 19 vorgesehen und die Gleichspannung, die durch diese Gleichrichterschaltung erzeugt wird, wird dem Hauptteil A über den Verbindungsdraht 20 zugeführt, so daß die Motor- und Hotorgeschwindig- ■ keitesteuerschaltung 16 Io Wiedergabezustand versorgt wird. Im Wiedergabezustand muß der Schalter 17 geschlossen sein, aber der Schalter 18 kann geschlossen sein oder nicht, da der mit dem Schalter 18 verbundene Kontakt frei ist.

Da, wie oben beschrieben wurde, im Aufseichnungszustand das Aufzeichnungsanschlußteil B mit dem Hauptteil A verbunden ist und das Gerät durch die Batterien 9 und 10 versorgt wird, die absolut sicher für den Patienten sind und da im Wiedergabezustand das A'ufzeichnimgsanschluQ-teil B von dem Hauptteil A getrennt ist und das Wiedergabean-

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schlußteil C mit dem Hauptteil Δ verbunden ist, kann der Patient vollständig vor elektrischen Schlagen geschützt werden. Außerdem kann im Wiedergabezustand der Kopfverstärker 22 in der Nähe des Magnetkopfes angeordnet werden, so daß der Kopfausgang kaum durch das Umgebungsrauschen beeinflußt wird und ein genaues Elektrocardiogramm erhalten werden kann. Da weiter der gleiche Bendantriebsmechanismus und der gleiche Magnetkopf 15 sowohl im Aufzeichnungsais auch im Wiedergabezustand verwendet werden kann, kann ein genaueres Elektrocardiogrsuam erzeugt werden. Da im Wiedergabezustand der Verstärker 12, der Oszillator 13» der Modulator 14 usw. im nicht versorgten Zustand gehalten werden, besteht keine Gefahr, daß durch diese Schaltungen verursachtes Rauschen in dem Kopfausgangssignal enthalten ist.

Wenn die biologischen Vorgänge des Herzens eines Patienten aufgezeichnet werden sollen, muß dieser, wie oben erläutert wurde, einen Arzt aufsuchen und der Arzt befestigt die Meßelektroden an bestimmten Teilen des Körpers des Patienten. Dann prüft der Arzt, ob das Gerät zufriedenstellend arbeitet und ob die Elektroden einwandfrei an dem Körper haften. Die Verbindung zwischen den Elektroden und die Körper kenn sich jedoch verschlechtern, nachdem der Patient den Arzt verlassen hat. Darum ist es unmöglich, die bioelektrischen Signale in einwandfreier Weise aufzuzeichnen. Um Bolche Fehler bei der Aufzeichnung zu vermeiden, umfaßt eine weitere Ausführungsform der Erfindung eine Monitoreinrichtung, um das Aufzeichnungssignal zu überprüfen.

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Fig. 5 zeigt den Aufbau, dieser Ausführungsforin im Aufzeichnungszustand und Fig. 6 zeigt ihren inneren Aufbau. Wie aus den Fig. 5 und 6 zu sehen ist, ist im Aufzeichnungszustand ein Aufzeichnungsanschlußteil B mit dem Hauptteil A¹ gekoppelt. Der Aufbau des Aufzeichnungsanschlußteils B ist genau der gleiche wie der des Aufzeichnungsanschluioteils B, das in Fig. 2 gezeigt ist. Aber der Aufbau des Hauptteils A¹ ist etwas von dem des Ha\¹.ptteils A, der in Fig. 2 gezeigt ist, verschieden. D.h. bei der nun betrachteten Ausführungsforni ist an dem Ausgang des Modulators 14 eine Buchse 25 parallel zu dem Iiagne&Dpf 15 angeschlossen und einKopfhörerstecker 26, der mit einem Kopfhörer 27 verbunden ist, kann in die Buchse 25 eingesetzt werden. Auf diese Weise wird ein Teil des AusgangssignaIs von dem Modulator 14 über die Buchse 25 und den Stecker 26 zu dem Kopfhörer 27 geführt, der eine Impedanz besitzt, die ausreichend höher ist als die des Magnetkopfes 15· Dieses Ausgangssignals von dem Modulator 14 ist das Rechteckträgersignal von 400 Hz, das durch das Signal mit der ultraniedrigen Frequenz von 0,1 bis 100 Kz moduliert ist, und ist daher durch den Kopfhörer 27 hörbar. Wenn in diesem Falle das Gerät einwandfrei arbeitet, kann man das Signal von 400 Hz (das vom Ohr als ein kontinuierliches Signal mit konstanter Stärke gehört wird) moduliert durch das Signal des biologischen Vorgangs mit sehr niedriger Frequenz hören. Wenn jedoch im Gegensatz dazu die Elektroden 1,2 und 3 nicht einwandfrei am Körper haften, der Verstärker 12, der Oszillator 15, der Modulator 14 usw. nicht einwandfrei arbeiten, die Batterien 9 und 10 zu verbraucht sind oder das Hauptteil A' und das Aufzeichnungsanschluüteil B nicht einwandfrei gekoppel

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sind, kann man keinen regelmäßigen Ton hören. Auf diese Weise kann nan durch Überprüfung des Tons, der durch den Kopfhörer 27 erzeugt wird, feststellen, ob die Aufzeichnung einwandfrei durchgeführt wird. Wenn die Aufzeichnung nicht einwandfrei durchgeführt wird, wird kein Ton vom Kopfhörer 2? gehört oder m&n kann einen Ton hören, der von dem verschieden ist, der korrekterweise durch das Signal des biologischen Vorgangs moduliert ist.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung im Wiedergabezustand. Das Hauptteil A, die Modulatoreinheit 19 und die Aufzeichnungsvorrichtung 21 sind genau die gleichen wie die in Fig. 4. Das Wiedergabeanschlußteil C der nun betrachteten Ausführungsform umfaßt einen Kop'fverstärker 22 in der Form eines Differentialverstärkers, dessen positiver Eingangsanschluß mit dem Magnetkopf 15 verbunden ist. Ein Teil des Ausgangssignals von dem Verstärker 22 wird mit Hilfe einer Diode 28 und eines Widerstandes 29 herausgeleitet. Das Ausgangssignal von dem Kopfverstärker 22 ist ein positiv und negativ pulsierendes Signal, so daß die positiven Impulse durch die Diode 28.laufen und einem Integrator 30 zugeführt werden, der einen Differentialverstärker und einen Rückkopplungskondensator enthält. Der Integrator 30 erzeugt an seinem Ausgang ein negatives Signal. Der Ausgang des Integrators 30 ist mit der Basis eines Transistors 31 verbunden, dessen Emitter über ein Potentiometer 32 mit Erde und dessen Kollektor mit einem negativen Potential verbunden ist. Sin Abgriff des Potentiometers 32 ist mit dem Gate eines

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Feldeffekttransistors 33 verbunden, dessen Drain mit dem-negativen Eingangsanschluß des KopfVerstärkers 22 und dessen Source jnit Erde verbunden' sind. Der Ausgangsanschluß des'Kopfverstärkerc 22 ist iait dem negativen Eingangsanschluß des Kopf Verstärkers 22 über einen Widerstand 34 verbunden. Die Diode 28, der Widerstand 29, der Integrator 30, der Transistor 31» das Potentiometer 32, der Feldeffekttransistor 33 und der Widerstand 34 bilden eine automatische Verstärliun^sregelungsschaltung für den Kopfverstärker 22 und mit Hilfe dieser Verstärkerregelungsschaltung kann der Verstärker'22 Ausgangsimpulse erzeugen, die im wesentlichen einen konstanten Spitzenwert haben.

Wenn das von dem Magnetkopf 15 wiedergegebene Signal zunimmt, nimmt das Ausgangssignal von dem Kopfverstärker 22 ebenfalls zu. Der positive Teil dieses angewachsenen Impulssignales wird dem Integrator 30 zugeführt und daher nimmt der Ausgang von dem Integrator 30 ebenfalls in negativem Sinn zu. Daher wird der Transistor 31 in einen stärker leitenden Zustand gebracht und die Spannung an dem Abgriff des Potentiometers 32 nimmt im negativen Sinne zu. Auf diese Weise wird der Feldeffekttransistor 33 in den nicht leitenden Zustand gebracht und sein Drain-Source-Widerstand Rg nimmt offensichtlich zu. Wenn nun der Widerstandswert des Widerstands 34 mit R_f bezeichnet wird, kann die Verstärkung des Kopfverstärkers 22 ausgedrückt werden durch Rf/ß_E · Wenn daher der Widerstand R_E zunimmt, wird die Verstärkung des Kopfverstärkers 22 kleiner und daher wird die Amplitude seiner Ausgangsimpulse kleiner. Wenn dagegen der Ausgang von dem Kopfverstärker 22 abnimmt,

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dann arbeitet die Verstärlrungsregelungsschaltung in der entgegengesetzten Weise zu der oben beschriebenen und der Widerstand R-o wird kleiner und daher nimiat die Verstärkung des Kopfverstärkers 22 zu. Auf diese Weise wird die Verstärkung des KopfVerstärkers 22 automatisch geregelt und es können Ausgangsimpulse mit eingestellten Spitzenwerten erhalten werden. Daher wird der Demodulationsbetrieb des Demodulators 25 stabil gemacht und ein genaues Elelctrocardiograiain kann durch die Aufzeichnungsvorrichtung 21 erzeugt werden.

Bei dem Elektrocardiographen ist es z.B. erwünscht, Eichspannungsimpulse mit einer Amplitude von z.B. 1 mV aufzuzeichnen, um so die Betriebsbedingungen der Verstärkerschaltung zu überwachen und die Amplitude des bioelektrischen Potentials des Herzens auf der Basis der Höhe und der Breite der Eichspannungsimpulse zu bestimmen. Außerdem ist es mit Hilfe der Eichspannungsimpulse möglich, die Verstärkung der Aufzeichnungsvorrichtung zur Erzeugung des Elektrocardiogramms einzustellen. Wenn Eichimpulse mit einer konstanten Wiederholungsfrequenz verwendet werden, ist es außerdem möglich, die Impulsfrequenz zu kennen.

Wenn das Aufzeichnungsgerät als Elektrocardiograph arbeitend verwendet wird, trägt ein Patient das Gerät ständig mit sich, und wenn er einen Anfall erleidet, betätigt er das Gerät und das bioelektrische Potentialsignal kann auf einem Magnetband aufgezeichnet werden. Es ist jedoch für den Patienten sehr schwierig, eine Eichimpulse erzeugende Schaltung und ebenso das Aufzeichnungsgerät zu betätigen, wenn er einen Anfall erleidet. Daher ist es sehr

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zweckmäßig, automatisch die Eichspannungsimpulse für eine gegebene Zeitdauer zu erzeugen, ^jedesmal wenn die Aufzeichnungseinrichtung eingeschaltet wird.

Erfindungsgenäß kann eine solche Eichcpannungsimpulse erzeugende Schaltung als Eicn !spannungοimpulse erzeugendes Anschlußteil hergestellt werden, das zwischen das Hauptteil A und das Aufzeiclmungsanschluüteil B geschaltet wird.

Fig. 8 zeigt eine solche Ausführungsform und Fig. 9 zeigt ihren inneren Aufbau. Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, sind das Hauptteil A und das Aufzeichnungsanschlußteil B die gleichen wie in Fig. 2. In Fig. 9 umfaßt das Eichspannungsimpulse erzeugende Anschlußteil D eine Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung, die aus einer Verzögerungsschaltung, einer Schalterschaltung, einem monostabilen Multivibrator und einer konstanten Stromversorgungsquelle zusammengesetzt ist. Die Yerzögerungsschaltung ist als Schmitt-Schaltung aufgebaut, die in der Hauptsache aus einem Widerstand 35» einem Kondensator und Transistoren 37 und 38 besteht. Die Schalterschaltung besteht aus einem Transistor 39 und einem Beiais 40, das Relaisschalter 41, 42 und 43 betätigt. Der monostabile Multivibrator ist in der Hauptsache aus Transistoren 44 und 45, Widerständen 46 und 47 und Kondensatoren 48 und 49 aufgebaut. Durch geeignete Auswahl der Werte der Widerstände 46 und 47 und der Kondensatoren 48 und 49 können Eichspannungsimpulse mit gegebener Impulsbreite und einem gegebenen Irapulsintervall erhalten werden. Der Ausgang von dem monostabilen Multivibrator wird zu der Basis eines

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Transistors 50 geführt, der als Versorgungcquelle für einen konstanten Strom dient. In Reihe mit dem Transistor 50 sind ein Feldeffekttransistor 51» ein variabler Widerstand 52· lind ein fester Widerstand 53 geschaltet.

Die Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung arbeitet in der folgenden Weise. Wenn der Fernbedienunssschalter 4 betätigt ist und seine Kontakte 4A und 4B geschlossen sind, sind der Verstärker 12, der Oszillator 13» der Modulator 14- und der Motor und die Motorgeschwindigkeits~ steuerschaltung 16 in dem Hauptteil A mit Energie versorgt und das Gerät ist bereit, bioelektrische Signale aufzuzeichnen, die durch die Meßelektroden 1, 2 und 3 festgestellt werden, welche mit dem Aufzeichnungsanschlußteil B verbunden sind. Gleichzeitig wird der Transistor 38 in der Verzögerungsschaltung leitend gemacht, während der Transistor 37 nicht leitend gehalten wird. Daher wird der Transistor 39 in der Schalterschaltung leitend gemacht und das Beiais 40 wird durch die Batterien 9 und 10 über die Kontakte 4A und 4B erregt. Bevor das Relais erregt ist, sind die Schalter 41, 42 und 43 in den in Fig. 9 gezeigten Stellungen und wenn das Relais 40 erregt ist, werden die Schalter 41, 42 und 43 in die Stellungen umgeschaltet, die den in der Zeichnung dargestellten entgegengesetzt sind. Durch Umschalten des Schalters 41 wird der monostabile Multivibrator gespeist und gleichzeitig werden durch das Umschalten der Schalter 42 und 43 die Meßelektroden 1 und 3 von dem Verstärker 12 getrennt. Dann erzeugt der monostabile Multivibrator eine Impulsserie mit einer gegebenen Impulsbreite und einem gegebenen Impulsabstand. Diese. Impulsserie wird der Basis

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des Traneistors 50' zugeführt, der als C₁JUeIIe für den konstanten Strom dient, und der Transistor 50 wird wiederholt leitend gemacht. Dabei wird- ein durch den Transistor 50 fließender Strom konstant gehalten, unabhängig; von einer Änderung der Spannung der Batterien 9 und 10. Dieser Strom fließt auch durch den Feldeffekttransistor 51, den variablen Widerstand 52 und den festen Widerstand 53· Mit Hilfe des variablen Widerstands 52 kann der Wert dieses Stroms eingestellt werden. Wenn z.B. ein Feldeffekttransistor.51 vom Junktionstyp verwendet wird, wird es bevorzugt, den Wert des variablen Widerstands 32 so einzustellen, daß der Strom auf einer Größe von 0,25 bis 0,3 mA gehalten wird, bei der der Strom kaum durch Temperaturänderung beeinflußt wird. Für den Widerstand 53 wird ein oolcher V.^Tert gewählt, daß Eichspannungsimpulse'von 1 mV über den Widerstand 53 erzeugt werden. Auf diese Weise werden über den Widerstand eine Reihe von Eichimpulsen mit einer Impulsbreite von 100 msec, einem Impulsabstand von 4C0roaec und eine Amplitude von 1 mV erzeugt. Die Eichspannungsimpulsreihe, die so erzeugt wird, wird dann dem Verstärker 12 über den Schalter 42 zugeführt. Die anderen Eingangsanschlüsse des Verstärkers 12 sind mit Erde verbunden. Die Reihe von Eichspannungsimpulsen wird auf dem Magnetband mit Hilfe des Verstärkers 12, des Modulators 14· und des Magnetkopfes 15 aufgezeichnet.

Die Eichspannungsimpulse werden solange erzeugt, wie daa Relais 40 erregt ist. Nachdem eine Verzögerungszeit von wenigen Sekunden verstrichen ist, die durch die Werte des Widerstands 35 und des Kondensators 36 bestimmt ist,

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3 0 C 2 8 ·* /1 P ? 4

geht der Transistor" 17 in den leitenden Zustand über und der Transistor 18 wird daher gesperrt. Daher wird der Transistor 39 ebenfalls nicht leitend, und das Relais 40 wird entregt. Auf diese Weise kehren die Schalter 41, 42 und 43 in ihre in Fiβ. 9 gezeigte ursprüngliche Stellung zurück und der monostabile Multivibrator wird abgeschaltet. Auf diese Weise wird die Erzeugung der Reihe von Eichiiapulsen. beendet. Gleichzeitig werden die Meßelektroden 1, 2 und 3 mit dem Verstärker 12 verbunden. Auf diese Weise kann das bioelektrische Signal des Herzens auf dem Magnetband mit Hilfe des Verstärkers 12, des Multivibrators 14 und des Magnetkopfes 15 aufgezeichnet werden. Der Transistor 37 v/ird leitend gehalten, bis der Fernbedienungsschalter 4 ausgeschaltet wird.

Fig. <lO zeigt eine weitere Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung im Aufzeichnungszustand. Bei der nun betrachteten Ausführungsform ist zwischen das Hauptteil A und das· AufZeichnungsanschlußteil B ein Anschlußteil E gekoppelt, das eine Batterieprüfschaltung und eine Eichspannungsimpuls erzeugende Schaltung enthält. Die die Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung dieser Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie in Fig. 9» aber bei der vorliegenden Ausführungsform wird die die Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung nicht automatisch durch das Betätigen des Fernbedienungsschalters 4 gestartet. Wie Fig. 10 zeigt, besitzt das Anschlußteil E einen Batterieprüfknopf 5²S einen Eichspannungserzeugungsknopf 55 und zwei Batterieprüfmeßinstrumente 56 und 57» in dieser Ausführungsform Voltmeter.

Fig. 11 zeigt den inneren Aufbau des Aufzeichnungsgeräts die-

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ser Ausführungsform*. An jeder Seite des Anschlußteils E sind neun Kontakte zur Verbindung des Anschlußteils E mit dem Hauptteil A und dem Aufzeichnungsanschlußteil B vorgesehen. Zwei Kontakte, die mit den Kontakten 4a und 4c des Aufzeichnungsanschluliteils B verbunden sind, sind mit den Bügeln der Schalter 58 bzw. 59 verbunden. Ein Kontakt des Schalters 5& ist mit einem Kontakt des Schalters 59 über eine Reihenschaltung von Widerständen 60 und 61 verbunden, wobei der Verbindungspunkt dieser Widerstände mit dem Kontakt 9a verbunden ist, welcher mit dem Verbindungspunkt der Batterien 9 und 10 verbunden ist. Der Kontakt 9a ist mit Erde verbunden. Die Voltmeter 56 und 57 sind parallel mit den Widerständen 60 bzw. 61 geschaltet. Der andere Kontakt des Schalters 58 ist mit einem Kontakt 62 und der andere Kontakt des Schalters 59 ist mj.t den Kontakten 63 und 64 verbunden.

Der andere Kontakt des Schalters 58 ist mit einem Kontakt eines Schalters 65 verbunden und der Bügel dieses Schalters

65 ist mit einer Eichspannungsimpulse erzeugenden Spannung

66 verbunden. Die Schaltung 66 ist weiter mit Erde verbunden. Der Ausgangsanschluß der Schaltung 66 ist mit einem Kontakt eines Schalters 67 verbunden, dessen anderer Kontakt mit dem Kontakt 1a verbunden ist, an'den die Meßelektrode 1 angeschlossen ist. Ein Schaltbügel des Schalters 67 ist mit einem Kontakt 68 verbunden. Der Kontakt 2a, der mit der Elektrode 2 verbunden ist, ist direkt

mit einem Kontakt 69 verbunden und der Kontakt 3a, der mit der Meßelektrode 3 verbunden ist, ist mit einem Kontakt eines Schalters 70 verbunden, dessen anderer Kontakt mit Erde verbunden ist. Der Schaltbügel des Schalters 70 ist . ■ . - 27 -

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mit einem Kontakt 71 verbunden. Der Kontakt 9a» der mit dem Verbindungspunkt der Batterien 9 und 10 verbunden ist, ist direkt mit einem Kontakt 72 verbunden. Weitere Kontakte 75 und. 74 sind miteinander verbunden.

Me Schalter 58 und 59 werden durch den Batterieprüfknopf 54- betätigt und, wenn der Knopf 5^· niedergedrückt ist, werden die Schaltbügel dieser Schalter 58 und 59 in Stellungen umgelegt, die entgegengesetzt zu den in Pig. 11 gezeigten sind. Die Schalter 65, 67 und 70 werden durch den Eichspannungsimpulserzeugungsknopf 55 in der Weise betätigt, daß, wenn der Knopf 55 niedergedrückt ist, die Schaltbügel dieser Schalter 65, 67 und 70 in Stellungen umgelegt werden, die entgegengesetzt zu den in Fig. 11 gezeigten sind. Daher zeigt Fig. 11 einen ZustancL, in dem die Knöpfe 54 und 55 nicht niedergedrückt sind, und in diesem Zustand kann ein bioelektrisches Signal aufgezeichnet werden, in dem der Fernbedienungsschalter 54- betätigt wird. Wenn der Batterieprüf knopf 5^- niedergedrückt ist, werden die Schaltbügel der Schalter 58 und

59 umgelegt. Dann fließt ein Strom von dem positiven Anschluß der Batterie 9 über den Kontakt 4A des Fernbedienungsschalters 4, den Schalter 58, den Widerstand

60 und den Kontakt 9a zu dem negativen Anschluß der Batterie 9. Gleichzeitig fließt ein Strom von dem positiven Anschluß der Batterie 10 über den Kontakt 9a, den Widerstand 61, den Schalter 59, den Kontakt 4c und den Kontakt 4B des Fernbedienungsschalters 4. Auf diese Weise erscheint ein Spannungsabfall über den Widerständen 60 und 61. Dieser Spannungsabfall wird durch die Voltmeter 56 bzw. 57 gemessen. Auf diese Weise kann der Grad der Verbraucht«

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heit der Batterien 9 und 10 getrennt geprüft werden. In diesem Fall werden die Werte der Widerstände 60 und 61 so ausgewählt, daß der Strom, der durch diese Widerstände 60 und 61 fließt, gleich dem Strom.durch das Gerät ist, wenn das Gerät tatsächlich in Betrieb ist. Daher stellen die Spannungswerte, die durch die Voltmeter 56 und 57 angezeigt werden, die Spa_nnungen dar, die tatsächlich an das Gerät im Betriebszustand angelegt sind.

Wenn der die Eichspannung erzeugende Knopf 55 niedergedrückt ist, werden die Schaltbügel der Schalter 65, 67 und 70 in Stellungen umgelegt, die denen in Fig. 11 entgegengesetzt sind. Dann wird die die Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung 66 versorgt und erzeugt eine Reihe von Eichspannungsimpulsen, die dem Verstärker 12 des Hauptteils A über die Schalter 58 und 70 zugeführt werden und auf dem Magnetband mit Hilfe des Magnetkopfes 15 aufgezeichnet v/erden. Die die Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung 66 ist genau die gleiche, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist und umfaßt einen monostabilen Multivibrator und eine Quelle für einen konstanten Strom.

Bei der betrachteten Ausführungsform kann die Wiedergabe des aufgezeichneten bioelektrischen Signals dadurch erreicht werden, daß das Wiedergabeanschlußteil G mit dem Hauptteil A gekoppelt wird, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

In den obigen Ausführungsformen, die in den Fig. 9 und 11 gezeigt sind, erzeugt die die Sichspaiirumgsimpulse erzeugende Schaltung eine Reihe von Eichspannungsimpulsen mit gegebenes* Amplitrudt?, Impulsbreite und Iir.pulsabstand.

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Eine solche Reihe von Eichimpulsen ist sehr nützlich zur genauen Analyse des Elektrocardiogramms, Elekbroinyogramms, Elektroencephalograrams usw. In vielen Fällen ist es jedoch oft ausreichend, flieh spamiungsiinpul se zu erzeugen, die nur eine gegebene Amplitude besitzen.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgeniäßen Gerätes im Auf zeichnung s zu st and, bei dem Eicnspannungsimpulse mit einer gegebenen Amplitude manuell erzeugt werden können. In Fig. 12 sind das Hauptteil A und das Aufzeichromgsanschlußteil B genau die gleichen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind. Bei der nun betrachteten Ausführungsform ist in dem Gehäuse des Fernbedienungsschalters 4¹ eine Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung vorgesehen. D.h. eine Batterie 75» Widerstände 76 und 77 und drei Kontakte

4A, 4B und 4C sind in dem Gehäuse des Fernbedienungsschalters 4' angeordnet. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, ist die Meßelektrode 1 mit dem Kontakt 1a über den Widerstand 77 verbunden, und eine Reihenschaltung der Batterie 75> des Kontakts 4C und des Widerstands 76 ist parallel zu dem Widerstand 77 geschaltet. Wenn daher die Kontakte 4A und 4B des Fernbedienungsschalters 4' geschlossen sind, kann das Gerät das bioelektrische Signal auf das Magnetband aufzeichnen, das durch die Elektroden 1, 2 und 3 aufgenommen wird. Wenn der Kontakt 4C manuell geschlossen wird, fließt ein Strom von dem positiven Anschluß der Batterie 75 über den Kontakt 40 und die Widerstände

76 und 771 so daß ein Spannungsabfall über dem Widerstand

77 erscheint und dem Verstärker 12 in dem Hauptteil A über den Kontakt 1a zugeführt wird. Durch intermittierendes Betätigen des Kontaktes 4C wird dieser Spannungsabfall als ein pulsierendes Signal erzeugt, das als Eichspannungsimpulse

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verwendet werden kann. Die Werte der Widerstände 76 und 77 sind so ausgewählt, daß der Spannungsabfall mit einer gegebenen Amplitude von s.B.1 mV über dem Widerstand 77 erscheint.

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform des Fernbedienungsachalters 4¹ , der in Fig. 12gezeigt ist. Das Gehäuse des Fembedienungsschalters 4' besteht aus einem oberen Gehäuseteil 80, einem unteren Gehäuseteil 81 und einem Zwischenräumen 82. Die Gehäuseteile und der Rahmen können mit Hilfe von zwei Schrauben 83 und 84- zusammengesetzt sein. In der Mitte des Zwischenrahmens82 ist ein Aufnahmeteil 85 ausgebildet, um einen Schiebeschalter aufzunehmen. Ein Betätigungsknopf dieses Schalters ragt aus einer öffnung 88 vor, die in dem oberen Gehäuseteil 80 ausgebildet ist. Der Schiebeschalter 86 besitzt die Kontakte 4A und 4B, die in Fig. 12 gezeigt sind. Am rechten Ende des Rahmens 82 ist ein Aufnahmeteil 89 ausgebildet, der einem Block 90 angepaßt ist, um einen Drucknopf 91 zu halten, durch den ein Mikroschalter 92 betätigt v/erden kann, der den in Fig. 12 gezeigten Kontakt 4C einschließt. Dieser Mikroschalter 92 ist ebenfalls in dem Zwischenrahmen 82 befestigt. In dem Aufnahmeteil 89 sind auch Abschnitte ausgebildet, um die Widerstände 76 und 77 zu halten. Auf der linken Seite de3 Zwischenrahmens 82 ist ein Loch 93 ausgebildet, um die Batterie 75 aufzunehmen, bei der vorliegenden Ausführungsforra eine Quecksilberbatterie. Die Batterie ist in ihrer Lage mit Hilfe einer Kappe 94, die ein Gewinde besitzt und einer Kappe 95 mit Anschlüssen fixiert. In Fig. 13 sind die Anschlüsse für die Elemente nicht gezeigt, aber die Elemente sind in der Weise verbunden, wie es

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in Fig. 12 gezeigt ist. An einer Seitenoberfläche des Blockes 90, ist eine Markierung "1 mV" vorgesehen, und der Benutzer kann daran erkennen, daß eine Eiehspannung· von 1 mV durch Drücken des Knopfes 91 erzeugt wird.

Fig. 14 zeigt eine andere Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung im Aufnahmezustand, das ein bioelektrisches Signal aufzeichnen kann, das durch eine Bewegung eines lebenden Körpers erzeugt wird. In dieser nun besprochenen Ausführungsform ist ein Aufzeichriungsanschlußteil B¹ mit dem Hauptteil A verbunden, wobei ein Anschlußteil F daz\^ischen eingesetzt ist. Das Aufzeichnungsanschlußteil B¹ ist mit einem Fernbedienungsschalter 4 und einer Brückenschaltung von Drahtwiderstandsdehnungs-Keßstreifen 96, die Drahtwiderstände 97 und 98 enthält, verbunden.

In dem Anschlußteil F ist eine Batterie angebracht, um die Brückenschaltung 96 zu speisen.

Wie bereits oben erwähnt wurde, hat das bioelektrische Potentialsignal im allgemeinen eine äußerst niedrige Frequenz und der Verstärker zur Verstärkung eines solchen Signals mit ultraniedriger Frequenz muß ein konstantes Frequenzverhalten über ein Frequenzband von etwa 0,1 bis etwa 1 000 Hz haben. Mit dem Ausgang eines solchen Verstärkers ist ein Kondensator verbunden, um eine Gleichspannungskomponente abzuschneiden. Da dieser Kondensator das niederfrequente Signal durchlassen muß, muß sein Kapazitätswert groß sein. Wenn ein solcher

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großer Kondensator verwendet wird, arbeitet das Gerät nicht unmittelbar nachdem es eingeschaltet wird, sondern es beginnt erst nach einer beträchtlich langen Zeitdauer stabil zu arbeiten, üblicherweise nachdem einige Sekunden verstrichen sind. Um eine solche lange ungenützte Zeit zu vermeiden, ist üblicherweise bei Geräten zur Untersuchung biologischer Vorgänge eine ßofortbetriebssohaltung (Instomatic-Schaltung) vorgesehen.

Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform eines Hauptteils A', das eine Sofortbetriebsschaltung von einfachem Aufbau umfaßt, die aber in einer sehr stabilen Weise arbeitet. Wie Pig. 15 zeigt, umfaßt das Hauptteil A¹ einen Verstärker 12, einen Oszillator 13> einen Modulator 14, feinen Magnetkopf 15 und eine Motor- und Motorgeschwindigkeitssteuerschaltung 16. Die Schaltung dieser Komponenten ist im wesentlichen die Gleiche, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Ausgang des Verstärkers 12 ist mit dem Eingang des Modulators 14 über einen Kondensator 100 verbunden. Wie oben erläutert wurde, muß dieser Kondensator 100 eine hohe Kapazität besitzen, um das bioelektrische Signal mit der ultraniedrigen Frequenz durchzulassen und daher wird die Zeitkonstante der EG-Schaltung, die aus dem Kondensator 100 und der Eingangsimpedanz des Modulators 14 besteht, ziemlich lang,z.B. einige Sekunden. Wenn daher die Kontakte 4A und 4B des Fernbedienungsschalters 4 im Aufnahmebetrieb geschlossen werden, kann das Gerät das Signal nicht sofort aufzeichnen, sondern beginnt erst nach einigen Sekunden zufriedenstellend zu arbeiten.

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Um eine solche groß.e Zeitkonstante zu verringern, ist ein Transistor 101 angebracht und seine Emitter-Kollektor-Str.ecke ist zwischen dem Kondensator 100 und einem mit dem Eontakt 9" verbundenen Erdleiter geschaltet. Zwischen die Basis des Transistors 101 und einem positiven Leiter, der mit dem Kontakt 4a verbunden ist, ist eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 102 und einem Wideratand 1OJ eingesetzt und zwischen die Basis des Transistors und dem Erdleiter ist ein Widerstand 104 eingesetzt. Im Aufzeichnungsbetrieb (in dem die Kontakte 17 und 18 geschlossen sind), wenn der Pernbedienungsschalter 4 geschlossen ist, wird der Kondensator 102 über den Widerstand iO4aufgeladen. Daher wird ein Spannungsabfall über den Widerstand 104 erzeugt und der Transistor 101 wird leitend gemacht, so daß der Eingang des Modulators 14 kurz-geschlossen wird. Daher wird der Kondensator 100 schnell über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 101 aufgeladen. Wenn der Kondensator 102 aufgeladen ist, verschwindet der Spannungsabfall über den Widerstand und der Transistor 101 wird nicht-leitend gemacht. Da die Impedanz der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 101 im leitenden Zustand sehr viel kleiner als die Eingangsimpedanz des Hodulators 14 ist, wird der große Kondensator 100 schnell geladen, während der Transistor 101 leitend ist. Dann wird der Transistor 101 automatisch gesperrt und das Gerät kann stabil arbeiten. Auf diese Weise kann das Gerät stabil das bioelektrische Signal aufzeichnen, unmittelbar nachdem der Fernbedienungsschalter 4 betätigt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann in verschiedenster Weise

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abgewandelt werden. Z.B. sind in den oben beschriebenen Ausführungsforiüen die Lauftaste 6, die Stop-taote 7 und die Rückspultaste 8 in dem Hauptteil A vorgesehen, aber wenn der Rückspulvorgang durch andere Einrichtungen bewirkt wird oder wenn ein endloses Band verwendet wird, ist es möglich, die Rückspultacte 8 wegzulassen. Weiter kann das Hauptteil A einen Tonverstärker aufweisen und der Ausgang von dem Modulator 14 kann dem Hagnetkopf 15 über diesen Tonverstärker zugeführt werden. In einem solchen Fall kan>ein Tonsignal auf dem Magnetband aufgezeichnet werden, so daß ein Patient oder ein Arzt notwendige Informationen auf dem Band aufzeichnen kann, wenn ein Mikrofon mit dem Hauptteil A verbunden oder in den Hauptteil A eingebaut ist. In den oben beschriebenen Ausführungsformen sindder Verstärker 12, der Oszillator 13, der Modulator 14 und ebenso der Bandantriebsmechanismus und der Magnetkopf 15 in dem Hauptteil A untergebracht, es kann jedoch lediglich der Bandantriebsmechanismus und der Magnetkopf 15 in dem Hauptteil A vorgesehen sein, und der Verstärker 12, der Oszillator 13 und der Modulator 14 können in den Auf Zeichnungsanschluß teil B untergebracht sein. Veiter wird ein Teil des modulierten Signals, das dem Magnetkopf 15 zugeführt wird, unter Verwendung der Buchse 25 und des Steckers 26 abgezogen. Das abgezogene Signal wird über eine elektromagnetische Kopplungseinheit oder eine Liehtkopplungseinheit, die vollständig von dem Gerät getrennt ist, dem Demodulator zugeführt, und das demodulierte Signal wird einerAufzeichnungsvorrichtung oder einem Oszillographen zugeführt. Als elektromagnetische Kopplungseinheit kann ein Transformator mit vollständig getrennten Primär- und Sekundärwicklungen verwendet werden. Als

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Lichtkopplungscinheit kann weiter eine Kombination aus einer lichtemittierenden Diode und einer Photozelle verwendet werden.

Das erfindungagemäße Gerät zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer Vorgänge hat zahlreiche Vorteile, die in folgender V/eise zusammengefaßt werden können:

(1) Da der Patient vollständig unter allen Umständen von den Einrichtungen getrennt ist, die durch Wechselspannung versorgt werden, kann der Patient stets vor elektrischen Schlägen geschützt werden.

(2) Da das Gerät nur eine minimale Anzahl von Bestandteilen umfaßt, die unerläßlich für die Aufzeichnung sind, wird das Gerät im Aufzeichnungsbetrieb äußerst klein in bezug auf die Größe und leicht im Gewicht, so daß es leicht zu tragen und zu handhaben ist.

Da das Hauptteil, das den Bandantriebsmechanismus und den Magnetkopf enthält, sowohl für das Aufzeichnen als auch für das Wiedergeben verwendet werden kann, können genaue Elektrocardiogramme, Elektromyogramme, Elektroencephalogramme usw. erhalten werden.

Da das Hauptteil, das Aufzeichnungsanschlußteil und das Wiedergabeanschlußteil gemeinsam für einen Elektrocardiographen, einen Elektromyographen, einen Elektroencephalographen usw. verwendet werden können, ist es nicht notwendig, zahlreiche Geräte herzustellen, so daß das gesamte System sehr preiswert wird.

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(5) Da Eichspannungsinrpulse mit einer gegebenen Amplitude, einer gegebenen Impulsbreite und einer gegebenen V/iederholungsfrequenz erzeugt werden können, kann eine genaue Analyse der aufgezeichneten Wellenformen erreicht werden.

(6) Da das Gerät im Aufzeichnungsbetrieb vom Patienten mitgetragen werden kann, ist es möglich, ein bioelektrisches Signal bei einem Anfall des Patienten aufzuzeichnen, wo auch immer der Patient sich befindet.

ANSPRÜCHE:

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Claims

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ANSPRÜCHE

ΐ).^ Gerät- zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer vorgänge, gekennzeichnet durch ein Hauptteil (A) mit wenigstens einem Magnetbandantriebsmechanisiuus und einem Magnetkoxjf (15)» durch ein Auf zeichnungsancchlußteil (B), das für den Aufzciclinungsbetrieb mechanisch und elektrisch mit dem Hauptteil verbindbar ist und an das ein Detektor (1, 2, 3) angeschlossen ist, und durch ein Wiedergabeanschlußteil (C), das für den Wiedergabebetrieb mechanisch und elektrisch mit dem Hauptteil (A) verbindbar ist und an eine Aufzeichnungsvorrichtung (21) angeschlossen ist, wobei wahlweise jewels das Aufzeichnungsanschlußteil (B) oder das Wiedergabeanschlußteil (C) mit dem Hauptteil (A) verbunden ist.
2) Gerät zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe biologischer Vorgänge, gekennzeichnet durch ein Hauptteil (A) mit wenigstens einem Magne tbandant ri ebsm echani sinus und einem Magnetkopf (I5)i durch ein Aufzeichnungsanschlußteil (B)

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mit einer Batterie (9, 10), das für den Aufzeichnungε-betrieb mechanisch und elektrisch mit dem Hauptteil (A) verbindbar ist und an das ein Detektor (1, 2, 3) angeschlossen ist, und durch ein Wie.dergabeanschlußteil (G), das für den Uiedergabebetrieb mechanisch und elektrisch mit dem Hauptteil (A) verbindbar ist und an eine Aufzeichnungsvorrichtung (21) angeschlossen ist, als obligatorische Bestandteile, und weiter als fakultative Bestandteile durch wenigstens ein Anschlußteil mit einem Vorverstärker, einer Batterieprüfschaltung, einer eine Eichspannung erzeugende Schaltung, einem Sender, einer automatischen Startschaltung, einer Batterie für eine Brückenschaltung von Drahiwiderstandsdehnungsmeßstreifen usw. oder mit einer geeigneten Kombination dieser Bestandteie, wobei dieses Anschlußteil mit den fakultativen Bestandteilen mechanisch und elektrisch zwischen das Hauptteil (A) und das AufzeichnungEanschlußteil (B) oder zwischen das Hauptteil (A) und das Viedergabeanschlußteil (C) in lösbarer Weise anschließbar ist.
3) Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Hauptteil (A) besteht aus einem Verstärker (12) zur Verstärkung eines bioelektrischen Signals mit äußerst niedriger Frequenz, das durch den Detektor (1, 2, 3) festgestellt wird, aus einem Oszillator (13) zur Erzeugung eines Trägersignals gegebener Frequenz, aus einem Modulator (14-) zum Modulieren des Trägersignals mit dem Ausgangssignal von dem Veretärker (12) durch ein Impulsbreitenoder Frequenzmodulationsverfahren, und daß der Magnetkopf (15) an den Ausgang dieses Modulators (14) angeschlossen ist.

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4) Gerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Hauptteil (Λ) weiter mit einer Buchse (25) versehen ist, die an den Ausgang des Modulators (14-) angeschlossen ist, und daß in diese Buchse (25) ein Stecker (26) einsetsbar ist, der mit einem Kopfhörer (2?) verbunden ist, welcher eine höhere Impedanz als der Magnetkopf (15) besitzt.
5) Gerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Oszillator (13) ein Trägersignal von Eechteckfonn erzeugt., und daß der Modulator (14-) ein Impulsbreitenmodulator ist.
6) Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß das Wiedergabeanschlußteil (C)«einen Kopfverstärker (22) zur Verstärkung eines pulsierenden Signals, das durch den Magnetkopf (15) wiedergegeben wird und eine automatische Verstärkungsregelungsschaltung besitzt, die einen Gleichrichter (28) zum Ableiten eines Teils des pulsierenden Signals und einen Integrator (30) zum Speichern dieses Teils des pulsierenden Signals, das,vom Gleichrichter geliefert wird, besitzt, wodurch die Verstärkung des Kopfverstärkers (22) durch den Ausgang von diesem Integrator (30) geregelt wird.
7) Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Kopfverstärker (22) durch einen Differentialverstärker gebildet wird, daß einem Eingang dieses Differentialverstärkers das pulsierende Signal, das von dem Magnetkopf (15) wiedergegeben wird, zu-

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MO

geführt wird, und daß der andere Eingang dienes Differentialvcrstärkers über einen Widerstand (34) mit seinen Ausgang verbunden ist, -daß der Ausgang dec Integrators (30) mit der Basis eines Transistors (31) verbunden ist, deren Emitter mit einem Potentiometer

(32) verbunden ist, und daß ein Abgriff des Potentiometers (52) mit dem Gate eines Feldeffekttransistors

(33) verbunden ist, dessen Drain-Source-Strecke zwischen diesem zweiten Eingang des Differential-Verstärkers (22) und eines auf einem Bezugspotential liegenden Punkt geschaltet ist.
8) Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Anschlußteil (D) vorgesehen ist, das eine Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung enthält, die besteht aus einer Verzögerungsschaltung (35» 36, 37» 38)» einer Schalterschaltung (39> ²I-O, 41, 42, 43), die durch die Verzögerungsschaltung gesteuert wird, einem monostabilen Multivibrator (44, 45, 46, 47, 48, 49), der durch die Schalterechaltung gesteuert wird und eine Reihe von Impulsen mit gegebener Impulsbreite und gegebener Impulswiederholungsfrequenz erzeugt, und aus einer Quelle für einen konstanten Strom (50), die eine Reihe von Eichspannungsimpuls en mit einer konstanten Amplitude und gegebene Impulsbreite und Wiederholungsfrequenz erzeugt, wobei der monostabile Multivibrator nach dem Einschalten des Gerätes für eine gegebene Zeitdauer, die durch die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung bestimmt ist, gespeist wird.

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9) Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Anschlußteil vorgesehen ist, das eine Eichspannungsimpulse erzeugende Schaltung enthält, die einen Schalter, einen monostabilen Multivibrator, der durch den Schalter gesteuert wird, und eine Quelle Tür einen konstanten Strom zur Erzeugung einer Reihe von Eichspannungsimpulsen gegebener Amplitude, Impulsbreite und Wiederholungsfrequenz aufweist.
10) Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Eernbedienungsschalter (4, 4') an dem Aufzeichnungsanschlußteil

(B) vorgesehen ist.
11) Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Fernbedienungsschalter (4¹) eine Batterie (75), ein Widerstand (76, 77), der über diese Batterie geschaltet ist, und ein Schalter (4A, 4B, 4C) vorgesehen sind, wobei ein Eichspannungsimpuls mit gegebener Amplitude über diesem Widerstand erzeugt wird, wenn der Schalter betätigt wird.
12) Gerät nach einem der Ansprüche 3> 4 und 5» dadurch gekennzeichnet , daß ein Kondensator (100) großer Kapazität, der eine Gleichspannungskomponente abschneidet, aber ein bioelektrisches Signal ultraniedriger Frequenz durchläßt, an den Ausgang des Verstärkers (12) angeschlossen ist, und daß ein Transistor (101) mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke zwischen diesem Kondensator (100) und einem Punkt mit einem Bezugspotential geschaltet ist, wodurch beim Starten des Gerätes der Transistor (101)

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leitend gemacht wird, so daß dieser Kondensator (100) schnell aufgeladen wird, und dann der Transistor (101) gesperrt wird.

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