DE3843714A1 - Verfahren zur bestimmung elektrokardiographischer signale und anordnung zur wiedergabe von elektrokardiographischen signalen - Google Patents
Verfahren zur bestimmung elektrokardiographischer signale und anordnung zur wiedergabe von elektrokardiographischen signalenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von elektro
kardiographischen Signalen gemäß dem Oberbegriff des Patent
anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Wiedergabe elektrokardio
graphischer Signale gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Die JP-OS 57-81 329 beschreibt eine Vorrichtung zur kontinuier
lichen Aufzeichnung elektrokardiographischer Signale bzw.
Wellenformen über eine längere Zeitperiode und zur nachfolgenden
Reproduktion bzw. Wiedergabe der aufgezeichneten Wellenformen, so
daß jede Änderung hinsichtlich dieser Wellenformen unterscheidbar
ist; dadurch ist es möglich, Herzleiden festzustellen und exakt
deren Zustand zu identifizieren. Einige der bekannten Geräte bzw.
Anordnungen sind für eine Aufzeichnung über eine Zeitspanne von
24 Stunden oder mehr ausgelegt.
Geräte zum Lesen und zur visuellen Wiedergabe der aufgezeichneten
Signale bzw. Wellenformen verwenden hauptsächlich die drei
Methoden zur Wiedergabe der aufgezeichneten Wellenformen:
- (1) ein Verfahren, bei dem die aufgezeichneten Wellenformen komprimiert und dann kontinuierlich aufgezeichnet oder wiedergegeben werden;
- (2) ein Verfahren, welches die Tatsache betont, daß eine ST-Strecke, die in elektrokardiographischen Wellen formen enthalten ist, von größter Bedeutung bei der Beurteilung von Herzkrankheiten ist und welches die ST-Strecke auf einer Kathodenstrahlröhre unter Verwendung einer R-Signalwellensynchronisierung durch Überlagerung zur Anzeige bringt, und
- (3) ein Verfahren zur Lieferung einer Trendanzeige an jedem Meßpunkt.
Das Verfahren (1) ist aber insoweit nachteilig, als daß die
aufgezeichneten Wellenformen klein sind und es schwierig ist, die
ST-Strecke exakt zu erkennen. Das Verfahren (2) ermöglicht es,
nur bei einigen Herzschlägen Änderungen zu erkennen, und dieses
Verfahren eignet sich nicht zur Aufzeichnung auf Papier oder
dergleichen. Mit dem Verfahren (3) kann nur eine Änderung in der
ST-Strecke an einem speziellen Punkt festgestellt werden, so daß
es unmöglich wird, eine ganze Wellenform exakt zu beurteilen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehenden Schwierigkeiten zu
beseitigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 bzw. Patentanspruchs 7 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren eine elektrokardiogra
phische Wellenform synchron mit einem vorbestimmten charakte
ristischen Punkt der Wellenform überlagert und eine Zahl von
überlagerten Wellenformen wird dargestellt, während mit festen
Beträgen Positionen geändert werden, an welchen die überlagerten
Wellenformen dargestellt werden. Dies macht es möglich, leicht
die Stelle jeder Abweichung in einer elektrokardiographischen
Wellenform zu erkennen.
Zur Lösung der genannten Schwierigkeiten weist die erfindungs
gemäße Anordnung einen Detektor zur Erfassung eines vorbestimmten
charakteristischen Punktes auf, der in einer eingegebenen
elektrokardiographischen Wellenform enthalten ist, ferner eine
Einrichtung zur Überlagerung eines vorbestimmten Wertes auf eine
elektrokardiographische Wellenform synchron mit dem erfaßten
charakteristischen Punkt, und eine Ausgangseinrichtung zur
Anzeige und Ausgabe einer Vielzahl von elektrokardiographischen
Wellenformen, die durch die Überlagerungseinrichtung überlagert
sind, während die Wiedergabepositionen geändert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Anordnung ist ein Detektor zur
Erfassung eines vorbestimmten charakteristischen Punktes
vorgesehen, der in einer eingebenen elektrokardiographischen
Wellenform enthalten ist, ferner eine Einrichtung zur Über
lagerung eines vorbestimmten Betrages einer elektrokardiographi
schen Wellenform synchron mit dem erfaßten charakteristischen
Punkt, und eine Ausgabeeinrichtung für die überlagerte Wellenform
zur Wiedergabe und Ausgabe einer Vielzahl von elektrokardio
graphischen Wellenformen, die eine Überlagerung durch die
Überlagerungseinrichtung erfahren haben, während die Wiedergabe
positionen geändert werden. Außerdem ist eine Abtasteinrichtung
zur Abtastung einer vorbestimmten Teilwellenform bei jedem
vorbestimmten Betrag einer eingegebenen elektrokardiographischen
Welle vorgesehen und eine Ausgabeeinrichtung für die Teilwellen
form zur Wiedergabe und zur Ausgabe einer Vielzahl von abgetaste
ten Wellenformen während der Änderung der Wiedergabepositionen.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein elektrokardiographi
sches Signal oder EKG-Signal synchron an einem vorbestimmten
charakteristischen Punkt des Signals überlagert, eine Zahl von
überlagerten Wellenformen wird dargestellt, während die Wieder
gabeposition um einem festen Wert geändert wird und wenigstens
ein spezielles Teilsignal, das in den überlagerten EKG-Signalen
enthalten ist, wird in pluraler Form entsprechend dem Wiedergabe
bereich des überlagerten Signals zur Anzeige gebracht. Dies macht
es möglich, die Stelle einer Abweichung in einem EKG-Signal bzw.
einer EKG-Wellenform anzuzeigen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens
und einer Anordnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrie
ben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einheit zur Elektrokardio
grammanalyse für eine Ausführungsform der erfindungs
gemäßen Anordnung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Aufzeichnung
einer elektrokardiographischen Wellenform, wie sie bei
der erfindungsgemäßen Anordnung Anwendung findet,
Fig. 3 eine Darstellung zur Beschreibung einer elektrokardio
graphischen Wellenform,
Fig. 4a und 4b ein Fließbild für die Ausgangssteuerung bei der
Bestimmung bzw. Darstellung der elektrokardiogra
phischen Wellenformen,
Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels eines
EKG-Ausgangssignals bei einer Ausführungsform der
Anordnung,
Fig. 6 eine Darstellung des EKG-Ausgangssignals bei einer
zweiten Ausführungsform,
Fig. 7 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Einrichtung
zur Elektrokardiogrammanalyse bei einer dritten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 8a und 8b ein Fließbild für die Steuerung der EKG-Ausgangs
signale einer dritten Ausführungsform, und
Fig. 9 die EKG-Ausgangssignale beispielhaft für die dritte
Ausführungsform.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung bevorzugte
Ausführungsformen des Verfahrens und einer Anordnung zur
Bestimmung und/oder Anzeige der EKG-Wellenformen, im folgenden
EKG-Signale genannt, beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer bei der
Erfindung verwendeten Ausführungsform einer Einrichtung zur
Elektrokardiogrammanalyse. Die Einrichtung enthält eine
Steuereinheit 11, die die Gesamtsteuerung der Ausführungsform in
Übereinstimmung mit einem Programm durchführt, von dem ein
Beispiel in Verbindung mit Fig. 4 erläutert ist und das in einem
ROM 12 gespeichert ist. Der ROM 12 speichert auch verschiedene
Parameter zusätzlich zu dem Programm. Ein Kassettenband-Leser 13
liest EKG-Signale von einem Kassettenband 30, auf dem die EKG-
Signale durch eine Aufzeichnungseinrichtung gespeichert sind,
wie sie als Beispiel in Verbindung mit Fig. 2 dargestellt ist.
Der Leser 13 ist mit einer Leseschaltung 14 verbunden, welche den
Bandleser 13 steuert, um die EKG-Signale vom Band 30 abzulesen,
die Signale zu digitalisieren und das binäre Ausgangssignal zu
einem Speicher 15 zu geben, der wenigstens zwei Herzschläge eines
EKG-Signales, das er von dem Lesekreis 14 erhält, speichert.
Eine Detektorschaltung 16 zur Erfassung eines charakteristischen
Punktes liest das im Speicher 15 gespeicherte EKG-Signal heraus
und erfaßt einen charakteristischen Punkt, beispielsweise eine
R-Zacke des EKG-Signals, der durch die Steuereinheit 11 festge
legt wird. Eine Überlagerungsschaltung 17 überlagert das EKG-
Signal aus dem Speicher 15 synchron mit dem charakteristischen
Punkt, der durch die Schaltung 16 erfaßt wird. Die Überlagerungs
schaltung 17 bewirkt eine EKG-Signalüberlagerung, bis ein Befehl
für eine Anzeigepositionsänderung von der Steuereinheit 11
ankommt; zwischenzeitlich wird das EKG-Signal, das aus dem
Speicher 15 gelesen wird, in seiner Gesamtheit in einer Form
überlagert, die mit dem charakteristischen Punkt synchronisiert
ist. Mit 18 ist eine Abtastschaltung für eine ST-Abweichung
bezeichnet, die dazu dient, einen Wert aus dem gelesenen EKG-
Signal mit einer willkürlichen Zeitsteuerung (in bezug auf einen
Punkt S) abzutasten, wobei diese Zeitsteuerung bzw. Abtastung
zwischen den Punkten S und T vorgenommen wird. Eine Detektor
schaltung 19 stellt die Herzfrequenz durch Messung des Zeit
intervalls fest, an welchem z. B. die R-Signalspitze im EKG-
Signal erzeugt wird. Eine Anzeige- bzw. Wiedergabesteuerung 20
sammelt das überlagerte Signal des EKG-Signals der Überla
gerungsschaltung 17, eine ST-Trendkurve von der ST-Abweichungs
abtastschaltung 18, HR-Trendkurven-Daten von der HR-Detektor
schaltung 19 und zeigt die Ergebnisse auf einem Schirm (Kathoden
strahlröhre) an. Die Anzeige- bzw. Wiedergabesteuerung 20 ist mit
einer Anzeigeeinheit 21 zur Wiedergabe vorbestimmter Daten auf
dem Bildschirm verbunden. Mit 22 ist eine Druckersteuerung
bezeichnet, welche den ST-Trendkurven der Abtastschaltung 18 und
alle Daten der HR-Trendkurvenndaten von der HR-Detektorschaltung
19 sammelt bzw. aufnimmt und die Ergebnisse auf einem Drucker 23
ausdruckt. Eine Zeit- oder Taktgeberschaltung 24 ist mit der
Steuereinheit 11 verbunden.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Aufzeichnungseinheit für
EKG-Signale eines Patienten, die auf einem Kassettenband 30
enthalten sind. Diese Einrichtung enthält biologische Induktions
elektroden 31, 32, 33, die auf die Oberfläche eines lebenden
Körpers aufgebracht sind, um die EKG-Signale abzugeben, ferner
eine Verstärkerschaltung 41 zur Verstärkung der EKG-Signale von
den Elektroden 31 bis 33 und eine Schreibsteuerung 42 zur
Aufzeichnung der EKG-Signale auf einem Kassettenbandrecorder 43.
Letzterer dient zur Aufzeichnung der Daten von der Schreib
steuerung 42 auf dem Kassettenband 30.
Das durch die Elektroden 31 bis 33 induzierte EKG-Signal stellt
normalerweise sich wiederholende zackenförmige Signalwellen
derart dar, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist und besteht aus
aufeinanderfolgenden Signalwellen P, Q, R, S und T. Die P-Zacke
wird durch arterielle Erregung verursacht und die Signalwellen Q,
R, S, d.h. die Signalwellengruppe Q, R, S durch ventrikuläre
Erregung. Die Signalwelle T wird durch ventrikuläre Erholung
verursacht. Der T-Signalwelle folgt manchmal ein kleiner Anstieg,
der als U-Signalwelle bezeichnet wird.
Die Detektorschaltung 16 zur Erfassung eines charakteristischen
Punktes liest die EKG-Signaldaten aus dem Speicher 15 als
Zeitfolge und erfaßt die Spitzenpunkte oder die den nach unten
weisenden Zacken der Signalkurve entsprechenden Punkte. Diese
erfaßten Zackenpunkte werden in Form ihrer Erzeugungszeitinter
valle und der vorherrschenden Werte verglichen, um festzustellen,
- welche Zacke des EKG-Signales aus der Korrelation der erfaßten
oberen und unteren Zackenpunkte festgestellt wurden.
Beispielsweise wird der erste erfaßte Zackenpunkt als P-Signal
spitze angesehen, die als Bezugspunkt für die Erfassung des
charakteristischen Punktes dient und die Überwachung wird
durchgeführt, um zu bestimmen, ob ein nach unten weisender
Spitzenpunkt entsprechend dem Q-Zackenpunkt innerhalb einer
vorbestimmten Zeitperiode erfaßt wurde und die Überwachung wird
weiter durchgeführt, um festzulegen, ob ein Spitzenpunkt, welcher
einer R-Zacke mit einer Pegeldifferenz, die größer als eine
vorbestimmte Pegeldifferenz ist, entspricht, innerhalb einer
vorbestimmten Zeitperiode erfaßt wurde nach der Erfassung des
nach unten weisenden Spitzenpunktes entsprechend der Q-Zacke.
Dieser Prozess wird auf ähnliche Weise wiederholt, um die S-
Zacke, die T-Zacke usw. zu erfassen.
Die Art und Weise der Erfassung eines charakteristischen Punktes
gemäß vorliegender Ausführungsform ist nicht auf die vorstehend
beschriebene Methode beschränkt. Es ist zulässig, eine Anordnung
zu verwenden, bei der eine Zacke mit einem Wert, welcher der R-
Zacke entspricht, zuerst erfaßt wird, wobei die R-Zacke der am
einfachsten feststellbare Spitzenpunkt in dem EKG-Signal ist, und
eine Suche ausgelöst wird, um innerhalb vorbestimmter Zeitperio
den die nach unten und die nach oben weisenden Zacken zu
erfassen. Dadurch werden aufeinanderfolgend die Zacken R, Q und P
in dieser Reihenfolge erfaßt, wonach die Zacken S und P in der
erwähnten Reihenfolge erfaßt werden.
Wenn eine vorbestimmte Signalspitze bzw. Zacke nicht durch diese
Feststellung der Spitzenpunkte der zackenförmig gestalteten
Signale erfaßt wird, wird dies als Hinweis dafür genommen, daß
die Erfassung charakteristischer Punkte des EKG-Signales nicht
von dem richtigen Bezugspunkt ausging, dann wird der nächste
Spitzenpunkt als neuer Bezugspunkt benutzt und die nächste
Erfassung der Spitzenpunkte durchgeführt. Abtastpunkte für die
Erzeugung einer Trendkurve können ebenfalls erfaßt werden unter
Verwendung der vorstehend beschriebenen Positionen infolge der
Feststellung charakteristischer Punkte als Bezugswert.
Herzrhythmusstörungen und Funktionsstörungen bei der Erregungs
leitung lassen sich von den Zeitverhältnissen der zackenförmigen
Signalwellen erfassen.
Ischämische Herzkrankheiten, Myokarditis und Perikarditis nach
einem Herzinfarkt oder dergleichen, Hypertrophie des linken und
rechten Herzvorhofs und der Herzkammer, elektrolytische Abnormi
täten, Wirkungen von Arzneimitteln und abnorme innere Absonderun
gen lassen sich aus den Änderungen in der Form der zacken
förmigen Signalwellen diagnostizieren.
Um diese Diagnosen auszuführen, ist die leichte Erkennung des
Zustandes einer Änderung der Signalwellenform wesentlich. Da die
Stellen, an welchen Änderungen auftreten, im wesentlichen durch
den Bereich festgelegt werden, der einer Diagnose unterliegt,
sollte die Detektorschaltung 16 so konzipiert sein, daß ein
charakteristischer Punkt unmittelbar vor dem Bereich auf solche
Weise erfaßt wird, daß es leicht ist, Änderungen in dem Bereich
zu erkennen, in welchem sich die spitzenförmige Signalwelle
ändert.
Eine Abweichung im Bereich der ST-Strecke wird am häufigsten bei
diesen Diagnosen benützt.
Zuerst wird ein Scheitelwert an jedem Meßpunkt für die Erzeugung
der ST-Trendkurve ähnlich dem Stand der Technik durch eine
Abtastschaltung 18 für die ST-Abweichung gemessen. Die Schaltung
18 ist synchronisiert und nimmt z.B. den Scheitelwert der R-
Signalwelle als Meßpunkt und der Scheitelwert wird abgetastet.
Der Scheitelwert ist die Potentialdifferenz von einem Referenz
punkt b auf einer Referenzebene zu einem speziellen Punkt auf
einer speziellen Linie, strichpunktiert dargestellt in Fig. 3,
die nach einer vorbestimmten Zeitperiode nach der R-Zacke folgt.
Dieser spezielle Punkt kann der Punkt a sein, der in Fig. 3 auf
der voll ausgezogenen Linie liegt, oder der Punkt a , der auf
einer gestrichelten Linie liegt.
Der Scheitelwert ist im Falle des Punktes a negativ und im Falle
des Punktes a 2 positiv. Eine ST-Trendkurve wird durch aufei
nanderfolgende Wiedergabe bzw. Anzeige dieser Scheitelwerte als
Trendkurve erhalten.
Bei dieser Ausführungsform wird zusätzlich zu der ST-Trendkurve
ein vorbestimmter Wert des EKG-Signales überlagert und durch die
Überlagerungsschaltung 17 erzeugt, wobei die R-Signalspitze, die
einen charakteristischen Punkt unmittelbar vor beispielsweise
der ST-Strecke darstellt, als Synchronisierpunkt benutzt wird.
Auf diese Weise kann eine ST-Abweichung auf einen Blick erkannt
werden.
Insbesondere wird bei der beschriebenen Ausführungsform die
Zacke der R-Signalwelle als charakteristischer Punkt angenommen,
wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, wie nachstehend erläutert wird;
ein vorbestimmter Wert (beispielsweise ein 30-Sekunden-Intervall)
des EKG-Signals wird synchron mit diesem charakteristischen
Punkt überlagert und das Ergebnis wird zur Anzeige gebracht bzw.
ausgegeben, während aufeinanderfolgend die Wiedergabeposition
geändert wird. Außerdem werden die HR-Kurve und die ST-Trend
kurve, welche die Scheitelwerte willkürlicher Positionen des ST-
Bereiches aufzeichnen, gespeichert und gleichzeitig als überla
gerte Signalwellen miteinander zur Anzeige gebracht bzw.
ausgegeben, wodurch es möglich ist, leicht eine Zahl von EKG-
Signalwellenabweichungen zu erkennen.
Die Steuerung des EKG-Signalausganges der in Fig. 1 gezeigten
Anordnung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Flußbilder
nach Fig. 4a und 4b näher erläutert.
Wenn das Kassettenband 30 mit dem darauf aufgezeichneten EKG-
Signal in die Bandleseeinrichtung 13 des Geräts eingesetzt und
das Gerät gestartet wird, geht das Programm zum Schritt S₁. Hier
gibt die Steuereinheit 11 einen Befehl an die Leseschaltung 14,
um die Leseeinrichtung 13 derart zu steuern, daß das aufgezeich
nete EKG-Signal in Aufeinanderfolge gelesen wird. Zu diesem
Zeitpunkt wird die Lesezeitinformation in der Zeitgeberschaltung
24 so eingestellt, daß eine zeitgenaue Steuerung entsprechend der
Zeit bei der Aufzeichnung erfolgt. Das Signal wird beim Schritt
S 2 in den Speicher 15 eingeschrieben. Die Kapazität des Speichers
15 muß ausreichend sein für mehr als zwei Takte des EKG-Signals.
Die Schritte S 1, S 2 werden kontinuierlich aufeinanderfolgend
ausgeführt. Beim Schritt S 3 wird das EKG-Signal, das in den
Speicher 15 eingeschrieben ist, an die Detektorschaltung 16 für
den charakteristischen Punkt abgegeben, wo der ausgewählte
charakteristische Punkt, nämlich die Spitze der R-Signalwelle
erfaßt wird. Beim Schritt S 3 wird die Zeit von der R-Zacke des
vorhergehenden Taktes gemessen. Dies wird durch Einschreiben der
zeithaltenden Daten der Zeitgeberschaltung 24 durchgeführt.
Beim Schritt S 5 bewirkt die Überlagerungsschaltung 17 synchron
mit der Detektor-Zeitsteuerung dieses charakteristischen Punktes
die Überlagerung des erfaßten EKG-Signales des entsprechenden
charakteristischen Punktes mit einer Zeitsteuerung, welche die
gleiche ist wie die bei der vorher überlagerten Signalform.
Demzufolge haben die R-Signalspitzen der überlagerten EKG-
Signale alle die gleiche Position.
Es folgt dann der Schritt S 10, bei welchem die HR-Detektorschal
tung 19 die Herzfrequenz von dem erfaßten Zeitintervall des
charakteristischen Punktes (R-Spitze) berechnet, wobei das
Zeitintervall beim Schritt S 4 gemessen wird. Die dadurch
erhaltene Herzfrequenz wird der Display-Steuerung 20 und der
Druckersteuerung 22 gleichzeitig wie die Zeitinformation beim
Schritt S 11 zugeführt. Die Display- oder Wiedergabesteuerung 20
und die Druckersteuerung 22 entwickeln den HR-Wert auf einer
Zeitachse entsprechend der Wiedergabe-Ausgangssignalposition des
Seitenspeichers 20 a, 22 a, welche einen vorgegebenen Wert der
Ausgangsinformation, enthaltend den HR-Wert, speichern.
Beim Schritt S 15 wird dann die ST-Abweichabtastschaltung 18
gestartet, um einen ST-Spitzenwert (Spitzenwert des Bezugspegels)
einer Position zu erhalten, der vorherrscht nach Ablauf einer
vorbestimmten Zeit ab dem charakteristischen Punkt, wie dies
vorstehend erwähnt wurde, und dieser Spitzenwert wird als ST-
Abweichwert an dieser Position abgetastet. Beim nächsten Schritt
S 16 wird dieser abgetastete ST-Wert abgerufen, um über die
Display-Steuerung 20 und die Druckersteuerung 22 zum gleichen
Zeitpunkt ausgegeben werden wie die Zeitinformation. Die
Steuerung 20 und die Steuerung 22 entwickeln diesen Abtastwert
der ST-Abweichung auf einer Zeitachse entsprechend der Ausgabe
position der ST-Abweichungswiedergabe der Seitenspeicher (Puffer)
20 a, 22 a. Bei der beschriebenen Ausführungsform werden z.B. diese
ST-Abweichung und der Wert HR auf der gleichen Zeitachse
dargestellt, wie dies durch die Bezugszeichen 52 und 53 in Fig. 5
gezeigt ist und deren Plazierungen befinden sich an unterschied
lichen Ausgabepositionen. Die Zeitachse entspricht der vertikalen
Achse mit identischen Zeiten.
Beim Schritt S 20 wird dann festgestellt, ob die aufgezeichnete
Information von der Bandkassette 30 nicht mehr ankommt. Wenn
keine aufgezeichnete Information mehr vorliegt, geht das Programm
zum Schritt S 26 über. Wenn noch eine aufgezeichnete Information
vorliegt, geht das Programm zum Schritt S 21, an welchem bestimmt
wird, ob ein vorbestimmter Betrag (ein vorbestimmtes Zeitinter
vall) des EKG-Signals überlagert wurde. Wenn beispielsweise ein
vorbestimmter Wert (z.B. 30 Sekunden) nicht überlagert wurde,
d.h. keine Überlagerung zu verzeichnen ist, dann kehrt das
Programm zum Schritt S 3 zurück, bei welchem die Erfassung des
charakteristischen Punktes für das nächste EKG-Signal durchge
führt wird.
Wenn die Verarbeitung für die Überlagerung des vorbestimmten
Wertes (Zeitintervalls) des EKG-Signals ausgeführt wurde, geht
das Programm vom Schritt S 21 zum Schritt S 22 über, bei welchem
ein Befehl zur Änderung der Wiedergabeposition für die überlager
te Wellenform an die Überlagerungsschaltung 17, die Steuerung 20
und die Steuerung 22 abgegeben wird, wodurch das überlagerte
Signal, das gehalten wird, zurückgestellt wird. Die Steuerung 20
und die Steuerung 22, die diesen Befehl empfangen haben, erzeugen
dieses überlagerte Signal in dem Seitenpuffer an einer Position,
die der Wiedergabeposition entspricht. Dann wird beim Schritt S 25
festgestellt, ob die Daten, die in den Seitenpuffern erzeugt
wurden, durch die Steuerungen 20, 22 ausgegeben werden können,
nämlich ob es möglich ist, eine Zeile (oder eine Seite) auszuge
ben. Wenn es es immer noch unmöglich ist, Daten auszugeben, kehrt
das Programm zum Schritt S 3 zurück, um eine Überlappungs- bzw.
Überdeckungsbearbeitung für das nächste EKG-Signal auszuführen.
Wenn beim Schritt S 25 festgestellt wird, daß die Ausgabe der
Wiedergabe möglich ist, schreitet das Programm zum Schritt S 26
vor, bei welchem eine Zeile (eine Reihe) von Daten auf der
Wiedergabeeinheit 21 unter Steuerung der Steuereinheit 20 zur
Anzeige gebracht wird und eine Zeile der Daten am Drucker 23
unter Steuerung der Steuereinheit 22 ausgedruckt wird. Bei dieser
Wiedergabe/Ausgabeoperation wird das überlagerte Signal, welches
in den Seitenpuffern entwickelt wird, ausgegeben, während die
Wiedergabeposition an vorbestimmten Zeiten geändert wird und der
HR-Trendkurve und ST-Trendkurve werden gleichzeitig ausgegeben,
wobei die Zeit oder der Zeitabschnitt, die bzw. der dem Anzeige
intervall des überlagerten Signals einer Reihe entspricht, als
vertikale Zeitachse dient.
Bei der Wiedergabe der Daten und dem Ausdruckende schreitet das
Programm zum Schritt S 27 fort, bei welchem festgestellt wird, ob
dies das Ende der aufgezeichneten Information ist. Wenn es nicht
das Ende der aufgezeichneten Information ist, kehrt das Programm
zum Schritt S 3 zurück, um die Bearbeitung für das nächste EKG-
Signal auszuführen. Wenn dies dann das Ende der aufgezeichneten
Information ist, wird die Bearbeitung beendet.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die erfaßte R-
Signalwelle in überlagerter Form synchron zur R-Spitze einge
schrieben, und die Position, bei welcher die R-Signalwelle
beschrieben wird, wird mit einem festen Zeitintervall verschoben.
Diese Wellenform wird nach Kombination mit der ST-Trendkurve und
HR-Trendkurve ausgegeben, welche nach der üblichen Methode
erhalten werden, wodurch es leicht möglich ist, das Ausmaß der
ST-Änderung und die Änderung ihrer Form zu erkennen.
Die Überlagerung ermöglicht es, einen gesamten Herzschlag auf
einer kleinen Aufzeichnungsfläche und auf einem Wiedergabeshirm
darzustellen.
Ein Beispiel einer auf diese Weise erhaltenen Datenausgabe ist in
Fig. 5 gezeigt.
In Fig. 5 ist mit 51 die Zeitachse T bezeichnet, bei welcher eine
Skaleneinteilung einer Minute entspricht. Mit 52 ist die HR-
Trendkurve bezeichnet, die die Änderung des HR-Wertes zu jedem
Augenblick entsprechend der Zeitachse T anzeigt. Mit 53 ist die
ST-Trendkurve bezeichnet, die die Änderung des ST-Spitzenwertes
zu jedem Augenblick entsprechend der Zeitachse T anzeigt. Mit 54
ist die Wiedergabe des EKG-Signals bezeichnet, bei dem das EKG-
Signal alle 30 Sekunden überlagert wird und eine Wiedergabe in
einer Zeile erfolgt, während die Wiedergabeposition geändert
wird. Bei dieser Ausführungsform entspricht eine Zeile eine Reihe
drei Minuten.
Im folgenden wird auf eine zweite Ausführungsform Bezug genommen.
Vorstehend ist beschrieben, daß die Spitze der R-Signalwelle als
charakteristischer Punkt erfaßt wird, das EKG-Signal synchron
mit dieser Spitze überlagert wird und die Werte HR, ST als
biologische Information entlang der Signalwelle angezeigt werden.
Der charakteristische Punkt und die zur Anzeige gebrachte
biologische Information sind jedoch nicht auf die vorstehend
beschriebenen Werte beschränkt. Jede Art von biologischen
Informationen, die auf der Kassette aufgezeichnet ist, wird
genügen. Es ist auch zulässig, daß die biologische Information
auf einem Aufzeichnungsmedium anderer Art als auf einer Kassette
aufgezeichnet wird.
Die Anzeige und die Ausgabe ist nicht auf die vorstehend
beschriebene Arbeitsweise beschränkt.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Anzeige/Ausgabe nach einem
anderen Verfahren in Synchronisation mit dem gleichen charak
teristischen Punkt der vorstehend beschriebenen ersten Aus
führungsform.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird anstelle der Wiedergabe
der ST-Trendkurve oder dergleichen auf der Zeitachse senkrecht
zum EKG-Signal gemäß vorstehender Beschreibung die Wiedergabe
auf der gleichen Achse vorgenommen. Als charakteristischer Punkt
kann der Punkt P in Fig. 3 verwendet werden.
Gemäß der beschriebenen Ausführungsform wird ein vorbestimmter
Wert des EKG-Signals synchron mit z.B. der P-Zacke oder R-Zacke
des EKG-Signals überlagert und es erfolgt die Wiedergabe während
einer aufeinanderfolgenden Änderung der Wiedergabeposition.
Entsprechend können die Wellenformen in größerer Größe im
Vergleich zu dem Fall zur Anzeige gebracht werden, in welchem die
gesamten Wellenformen bzw. das gesamte Signal nach Komprimierung
innerhalb von Grenzen angezeigt wird, die durch eine identische
Zeichachse bestimmt werden. Demzufolge kann die Form des EKG-
Signals leicht herausgefunden werden, sogar in sehr kleinen
Teilabschnitten.
Da eine große Zahl von Signalen überlagert wird, können die
Abweichungen zwischen den Signalen sehr leicht erkannt werden.
Zusammen bzw. entlang der überlagerten Signale kann z.B. das ST-
Trendsignal gezeigt werden, wobei die gleiche Zeitachse oder
orthogonale Zeitachsen benützt werden und die Position der
überlagerten Signale werden zeitlich entsprechend dem ST-
Trendsignal angezeigt, so daß es erkennbar ist. Infolgedessen
kann der Umfang der ST-Änderung mit einem Blick erfaßt werden und
eine Änderung des Signals kann festgestellt werden, in dem das
entsprechende überlagerte Signal bei der Beobachtung dieses
Signals spezifiziert wird. Dadurch wird es möglich, eine Änderung
bei einer Zahl von EKG-Signal sehr schnell und zuverlässig zu
identifizieren.
Wenn demzufolge ein EKG-Signal über 24 Stunden ausgedruckt oder
zur Anzeige gebracht wird, läßt sich der Grad der Änderung
zuverlässig innerhalb einer kurzen Zeitperiode feststellen und
die Beobachtung der Änderung ermöglicht eine angemessene
Diagnose.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung läßt sich eine
Änderung des EKG-Signals leicht feststellen und eine Anzahl von
EKG-Signalen läßt sich schnell und genau überprüfen.
Der Ausdruck, daß EKG-Signale überlagert werden, bedeutet, daß
wenigstens zwei oder mehr EKG-Signale, die aufeinanderfolgend
erzeugt werden, gespeichert und dann gleichzeitig angezeigt
werden, d.h. mehrere EKG-Signale, jeweils bestehend aus den
Zacken P, R, S, T werden aufgezeichnet und danach durch koinzi
dente Überlagerung miteinander wiedergegeben.
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform beschrieben.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird
eine Zahl von EKG-Signalen einander überlagert und synchron mit
einem vorbestimmten charakteristischen Punkt zur Anzeige
gebracht. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend
beschriebene Verfahrensweise beschränkt. Eine Vielzahl von
speziellen Teilsignalen, die in einem überlagerten EKG- Signal
enthalten sind, können wiedergegeben bzw. zur Anzeige gebracht
werden und eine zeitabhängige Änderung bzw. zeitliche Änderung
des speziellen Teilsignals kann erkannt werden. Eine solche
Anordnung wird ebenfalls durch vorliegende Erfindung mit umfaßt.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Geräts zur Analyse eines
Elektrokardiogramms gemäß einer dritten Ausführungsform, die sich
zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Operation eignet.
Solche Teile in Fig. 7, die mit Teilen der Anordnung nach Fig. 1
identisch sind, sind durch gleiche Bezugszeichen angegeben.
Die Anordnung nach Fig. 7 enthält eine Steuereinheit 11, welche
die Gesamtsteuerung der Ausführungsform in Übereinstimmung mit
einem Programm durchführt, von dem ein Beispiel in Fig. 8
gezeigt ist und das in dem ROM 12 gespeichert ist. Der ROM 12
enthält auch verschiedene Parameter zusätzlich zu dem Programm.
Ein Kassettenbandleser 13 liest EKG-Signale vom Kassettenband 30,
auf dem die EKG-Signale durch eine Aufzeichnungseinrichtung
gespeichert sind. Der Leser 13 ist mit der Leseschaltung 14
verbunden, welche den Leser 13 steuert, um die EKG-Signale vom
Band 30 zu lesen, um die Signale zu digitalisieren und als
binäre Ausgangssignale an den Speicher 15 zu geben, der imstande
ist, wenigstens zwei Herzschläge eines EKG-Signals aus der
Leseschaltung 14 zu speichern. Die Überlagerungsschaltung 17
überlagert das EKG-Signal des Speichers 15 mit einem charakte
ristischen Punkt, der durch eine den charakteristischen Punkt
erfassende Schaltung 76 erfaßt wird. Die Überlagerungsschaltung
17 führt die Überlagerung der EKG-Signale durch, bis ein Befehl
für eine Änderung der Anzeigeposition von der Steuereinheit 11
ankommt; in der Zwischenzeit wird das EKG-Signal, das vom
Speicher 15 gelesen wird, in seiner Gesamtheit überlagert in
einer Form, die synchronisiert ist mit dem charakteristischen
Punkt.
Die Anzeige- bzw. Wiedergabesteuerung 20 sammelt und erzeugt das
überlagerte Signal des EKG-Signals der Überlagerungsschaltung
17, eine Trendkurve jedes charakteristischen Punktes, der von
der Schaltung 78 zur Abtastung eines charakteristischen Punktes
erhalten wird, Signalintervalldaten einer Detektorschaltung 79,
die Signalintervalle bzw. Wellenformintervalle erfaßt, und ein
abgetastetes Teilsignal, welches von der Abtastschaltung 75
erhalten wird; außerdem liefert die Steuerung 20 die Anzeige der
Ergebnisse auf einer Bildröhre der Anzeigeeinheit 21. Die
Anzeigeeinheit 21 dient zur Wiedergabe vorgegebener Daten auf dem
Bildschirm. Die Steuerung 22 sammelt und erzeugt in dem internen
Seitenpuffer 22 a das überlagerte EKG-Signal der Schaltung 17
der Trendkurve jedes charakteristischen Punktes, der von der
Abtastschaltung 78 erhalten wird, die Signalintervalldaten der
Detektorschaltung 79 und die abgetasteten Teilsignale der
Abtastschaltung 75, und druckt die Ergebnisse am Drucker 23 aus.
Die Zeitsteuerschaltung 24 ist mit der Steuereinheit 11 verbun
den.
Die Abtastschaltung 75 tastet spezielle Teilsignale ab, z.B. P,
QRS und T des vom Speicher 15 gelesenen EKG-Signals und gibt
diese Signale an die Wiedergabesteuerung 20 und die Druckersteue
rung 22. Wenn von der Detektorschaltung 76 eine Signalspitze
eines Teilsignals erfaßt wird, die in dem EKG-Signal des
Speichers 15 enthalten ist und als Referenzpunkt dient, tastet
die Schaltung 75 das EKG-Signal innerhalb eines bestimmten
Bereichs auf jeder Seite des Referenzpunktes ab und gibt diese
als gewünschtes Teilsignal ab. Demzufolge enthält die Schaltung
75 einen internen Puffer zur Speicherung des Teilsignals.
Die einen charakteristischen Punkt erfassende Detektorschaltung
76 liest das EKG-Signal aus dem Speicher 15 und erfaßt den
charakteristischen Punkt, beispielsweise die R-Spitze, die durch
die Steuereinheit 11 bestimmt wird. Die Schaltung 76 mißt den
Spitzenwert jedes charakteristischen Punktes im EKG-Signal, wie
auch die Zeit bis zum Auftreten des charakteristischen Punktes
und erfaßt einen gewünschten charakteristischen Punkt durch
Bezugnahme auf eine relative Änderung oder dergleichen zwischen
charakteristischen Punkten. Die Art der Erfassung des charakteri
stischen Punktes ist bereits vorstehend beschrieben und muß daher
nicht nochmals erläutert werden. Die Abtastschaltung 78 tastet die
Werte bei beliebigen charakteristischen Punkten des EKG-Signals
ab, das vom Speicher 15 gelesen wird und bildet eine Trend
kurve des jeweiligen Punktes. Bei dieser Ausführungsform tastet
die Schaltung 78 den Scheitelwert der P-Signalspitze, den
Scheitelwert der QRS-Signalspitze, den Scheitelwert bei jedem
Maßpunkt im ST-Bereich und den Scheitelwert der T-Signalspitze
ab. Die Schaltung 79 mißt das Zeitintervall, beispielsweise der
R-Signalspitze des EKG-Signals und erfaßt das Intervall des EKG-
Signals.
Ischämische Herzkrankheiten, Myokarditis und Perikarditis bei
einem Herzinfarkt oder dergleichen, Hypertrophie des linken und
rechten Herzvorhofs und der Herzkammer, elektrolytische Abnormi
täten, Wirkungen von Arzneimitteln, und abnorme innere Absonde
rungen können aus den Änderungen der Formen der spitzenförmigen
Wellen des EKG-Signals diagnostiziert werden, das von den
biologischen Induktionselektroden induziert wird. Um diese
Diagnosen auszuführen, ist eine leichte Erkennung des Zustandes
einer Änderung in dem Signal wesentlich. Da die Orte, an welchen
Änderungen auftreten, im wesentlichen durch den Bereich festge
legt werden, welcher der Diagnose unterliegt, sollte die
Detektorschaltung 76 angewiesen sein, einen charakteristischen
Punkt unmittelbar vor dem Bereich auf solche Weise zu erfassen,
daß es einfach ist, eine Änderung in dem Bereich zu erkennen, in
welchem sich die Signalspitze ändert.
Zuerst wird daher der Scheitelwert an einem vorbestimmten
Meßpunkt zur Bildung des Tredngraphen des charakterstischen
Punktes durch die Abtastschaltung 78 gemessen. Die Schaltung 78
tastet die Scheitelwerte der P-Signalspitze, R-Signalspitze und
T-Signalspitze ab. Aufgrund der Tatsache, daß eine Abweichung im
Bereich ST häufig bei der Diagnose verwendet wird unter Ausnut
zung des EKG-Signals, ist die Schaltung auf die R-Signalspitze als
Meßpunkt synchronisert und der Scheitelwert wird auf den Bereich
ST-bezogen abgetastet. Der Scheitelwert befindet sich an einem
speziellen auf einer speziellen Linie, die in Fig. 3 strichpunk
tiert angegeben ist, woraufhin eine vorbestimmte Zeitperiode von
der R-Signalspitze verstreicht. Der ST-Abtastpunkt kann der Punkt
a 1 sein, der auf der ausgezeichneten Linie dargestellt ist, oder
der Punkt a 2, der auf einer gestrichelten Linie dargestellt ist.
Der Scheitelwert ist negativ im Falle des Punktes a 1 und ist
positiv im Falle des Punktes a 2. Diese abgetasteten Scheitelwerte
werden aufeinanderfolgend als Trendkurve wiedergegeben und der
Zustand einer Änderung des Scheitelwerts läßt sich auf einen
Blick feststellen.
Bei dieser Ausführungsform wird zusätzlich zu der Trendkurve der
abgetasteten Scheitelwerte ein Teilsignal nach Überlagerung auf
die Trendkurve erzeugt bzw. abgegeben, so daß eine Signalab
weichung und nicht der Scheitelwert des Abtastpunktes auf einen
Blick erfaßbar ist, wobei das Teilsignal durch die Schaltung 75
bei vorbestimmten Herzschlägen bzw. Takten des EKG-Signals vom
Kassettenband 30 gelesen wird.
Die Trendkurve des P-Signalspitzenscheitelwertes und das P-
Signal werden auf der gleichen Zeitachse des gleichen Anzeigebe
reiches abgegeben und die Trendkurve des QRS-Signalspitzenschei
telwertes sowie das QRS-Signal werden auf der gleichen Zeitachse
im gleichen Anzeigebereich ausgegeben; auch die Trendkurve des
T-Signalspitzenscheitelwertes und das T-Signal werden auf der
gleichen Zeitachse im gleichen Anzeigebereich ausgegeben.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein vorbestimmter Wert
eines EKG-Signals einer Überlagerungsprozedur unterzogen und
durch die Überlagerungsschaltung 17 abgegeben, wobei die R-
Signalspitze, die einen charakteristischen Punkt unmittelbar vor
beispielsweise der ST-Strecke darstellt, als Synchronsierpunkt
benutzt wird. Auf diese Weise kann eine ST-Abweichung auf einen
Blick festgestellt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die R-Signalspitze als
charakteristischer Punkt benutzt, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist
und nachstehend beschrieben wird; ein vorbestimmter Wert,
beispielsweise ein 128-Sekunden-Intervall, des EKG-Signals
unterliegt der Überlagerung in Synchronisation zu diesem
charakteristischen Punkt. Das Ergebnis wird zur Anzeige
gebracht/ausgegeben, während aufeinanderfolgend die Anzeigeposi
tion geändert wird. Auf diese Weise kann die Größe des Signals im
Vergleich zu einem kiomprimierten Elektrokardiagramm-Ausgangssig
nal erhöht werden und die ST-Abweichung und die Abweichung in
jedem anderen Signalbereichabschnitt kann auf einen Blick erkannt
werden.
Außerdem wird jede Trendkurve und jedes Teilsignal gesammelt und
zusammen zur gleichen Zeit wie das überlagerte Signal angezeigt
bzw. ausgegeben, wodurch es möglich ist, leicht im einzelnen eine
Zahl von Abweichungen des EKG-Signals festzustellen.
Die Steuerung der EKG-Ausgabe bei der Anordnung nach Fig. 7 wird
nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fließbilder
nach Fig. 8A und 8B erläutert.
Wenn die Bandkassette 30, auf der das EKG-Signal durch die
Aufzeichnungseinrichtung nach Fig. 2 aufgezeichnet ist, in den
Bandkassettenleser 13 der Anordnung eingesetzt und gestartet
wird, geht das Programm zum Schritt S 101 in Fig. 8. Bei diesem
Schritt instruiert die Steuereinheit 11 die Leseschaltung, den
Bandleser 13 zu steuern, so daß das aufgezeichnete EKG-Signal in
aufeinanderfolgender Weise herausgelesen wird. Zu dieser Zeit
wird die Lesezeitinformation in der Zeitsteuerschaltung 24
gesetzt, was durchgeführt wird, um eine mit der Zeit bei der
Aufzeichnung übereinstimmende Zeitabfolge zu erhalten. Das Signal
wird in den Speicher während des Schrittes S 102 eingeschrieben.
Die Kapazität des Speichers 15 muß ausreichen für mehr als zwei
Herzschläge bzw. Takte des EKG-Signals. Die Schritte S 101, S 102
werden aufeinanderfolgend und kontinuierlich ausgeführt und das
gelesene EKG-Signal wird aufeinanderfolgend in die Speicher
schaltung 15 eingeschrieben. Neu gelesene EKG-Signale werden
aufeinanderfolgend gespeichert, nachdem sie auf die vorher
herausgelesenen, ältesten EKG-Signale überlagert worden sind.
Demzufolge ist es notwendig, daß der Speicher 15 die vorstehend
erwähnte Speicherkapazität von wenigstens zwei Takten hat, um an
die Verarbeitungsgeschwindigkeit angepaßt zu sein, damit ein
nicht erfaßtes bzw. bearbeitetes EKG-Signal nicht gelöscht wird,
nachdem die Verarbeitung des EKG-Signals gemäß nachfolgender
Erläuterung endet. Beim Schritt S 103 wird das älteste, nicht
verarbeitete EKG-Signal, das in den Speicher 15 eingeschrieben
ist, an die Detektorschaltung 76 abgegeben, wo der designierte
charakteristische Punkt, nämlich die R-Signalspitze (z.B. die
Spitze der P-Zacke, QRS-Zacke und T-Zacke , der ST-Meßpunkt
usw.), erfaßt werden. Beim Schritt S 104 nimmt die Detektorschal
tung 79 Bezug auf die R-Signalspitze, die von der Schaltung 76
erfaßt wird, und die Zeit, die von der Zeitschaltung 24 gemessen
wird, um die Zeit bzw. verstrichene Zeit seit der R-Signalspitze
des früheren Taktes zu erfassen. Die gemessene Zeit wird der
Steuerung 20 und der Steuerung 22 zugeführt.
Weiterhin wird beim Schritt S 105 von der Überlagerungsschaltung
17 synchron mit dem Zeitablauf der Erfassung der R-Signalspitze
durch die Schaltung 76 die Überlagerung des erfaßten EKG-
Signals des entsprechenden charakteristischen Punktes zu einer
Zeit durchgeführt, welche die gleiche ist, wie bezüglich des
vorher überlagerten Signals. Demzufolge haben die Spitzenpunkte
(Zacken) des R-Signals der überlagerten EKG-Signale alle die
gleiche Position. Zur gleichen Zeit wird die Abtastschaltung 78
gestartet. Beim Schritt S 106 wird daher der Scheitelwert der P-
Zacke (Scheitelwert des Bezugspegels) festgestellt, er wird an
dieser Stelle bzw. Position als Abweichungswert vom P-Signal
abgetastet und die Abtastung wird der Steuerung 20 und der
Steuerung 22 zugeführt. Auf ähnliche Weise wird der Scheitelwert
der QRS-Spitze beim Schritt S 107 festgestellt bzw. ermittelt und
dieser Wert wird als QRS-Abweichung an dieser Stelle abgetastet
und der abgetastete Wert wird zur Steuerung 20 und 22 abgegeben.
Dann wird beim Schritt S 108 der ST-Scheitelwert an einer Position
festgestellt, die nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach der
R-Spitze vorliegt. Dieser Wert wird abgetastet als ST-Abweichung
an dieser Stelle und die Abweichung an die Steuerung 20 und 22
gegeben. Beim Schritt S 109 wird der T-Spitzenwert festgestellt,
er wird als T-Abweichung an dieser Position abgetastet und der
abgetastete Wert wird der Steuerung 20 und 22 zugeführt.
Die Steuerungen 20 und 22, die diese abgetasteten Werte erhalten
haben, entwickeln jeden Abtastwert auf einer Zeitachse entspre
chend der Wiedergabe-Ausgangsposition der Seitenpuffer 20 a, 22 a,
welche einen vorbestimmten Wert der Ausgangsinformation spei
chern, die die Abtastwerte enthält. Beispielsweise wird bei der
vorliegenden Ausführungsform jeder Abtastwert derart entwickelt,
daß er auf der gleichen Zeitachse (Horizontalachse) ausgedrückt
wird, wodurch die Abweichung davon leicht erkennbar ist.
Auch das R-Signalintervall wird an der gleichen Position der
Horizontalachse wie die anderen Werte angezeigt, wobei die
Vertikalachse bzw. Abszisse als Zeitachse dient. Es ist zulässig,
eine Anordnung zu benutzen, bei der das Zeitintervall in die
Herzfrequenz umgesetzt ist und als Herzfrequenz anstelle des R-
Signalintervalls angezeigt wird.
Danach wird beim Schritt S 110 bestimmt, ob die aufgezeichnete
Information von der Bandkassette 30 hinsichtlich ihrer Zuführung
beendet wurde. Wenn keine weitere aufgezeichnete Information mehr
vorliegt, geht das Programm zum Schritt S 126 über. Wenn noch eine
aufgezeichnete Information vorliegt, geht das Programm zum
Schritt S 111, an welchem bestimmt wird, ob ein vorbestimmter Wert
(eine vorbestimmte Zeit) des EKG-Signals einer Überlagerungs
prozedur unterliegt. Wenn ein vorbestimmter Wert, beispielsweise
128 Sekunden, keiner Überlagerungsprozedur unterliegt, geht das
Programm zum Schritt S 112. Beim Schritt S 112 wird festgelegt, ob
ein vorbestimmter Wert (oder eine feste Zeit) des EKG-Signals
angekommen ist. Wenn dieser vorgegebene Wert, z.B. 25 Herz
schläge, eingegangen sind, geht das Programm zum Schritt S 113
über, bei dem die Abtastschaltung 25 gestartet wird. Beim Schritt
S 114 tastet die Schaltung 75 das P-Signal des vorliegenden EKG-
Signals (z.B. das EKG-Signal für den 25. Herzschlag) ab und gibt
ein Ausgangssignal der Abtastung an die Steuereinheit 20 und die
Steuereinheit 22. Bei Empfang des Abtastsignals erzeugen die
Steuerung 20 und die Steuerung 22 dieses Teilsignal an einer
Stelle, die der Wiedergabeposition des Signals in den Seitenpuf
fern entspricht. Wie Fig. 9 zeigt, wird das Signal angezeigt,
während die Wiedergabeposition geringfügig geändert wird, so daß
es in der nachfolgend beschriebenen Weise innerhalb einer
Anzeigeposition für das überlagerte EKG-Signal angezeigt werden
kann. Bei dieser Ausführungsform werden vier oder fünf Signale an
einer Wiedergabeposition als überlagertes EKG-Signal angezeigt.
Anschließend wird in der vorstehend beschriebenen Weise das
Signal QRS beim Schritt S 115 abgetastet, das Signal T wird beim
Schritt S 116 abgetastet und es erfolgt ein entsprechendes
Ausgangssignal zur Steuerung 20 und zur Steuerung 22. Bei Empfang
der Abtastsignale entwickeln die Steuerung 20 und die Steuerung
22 diese Teilsignale an Positionen, die den Signal-Wiedergabepo
sitionen in den Seitenpuffern entsprechen. Das Programm kehrt
dann zum Schritt S 103 zurück, um die Erfassung des charakteristi
schen Punktes für das nächstes EKG-Signal durchzuführen.
Wenn der vorbestimmte Wert (die vorbestimmte Zeit) des EKG-
Signals beim Schritt S 111 einer Überlagerungsprozedur ausgesetzt
wurde, geht das Programm vom Schritt S 122, bei welchem ein Befehl
zur Änderung der Wiedergabeposition für ein überlagertes Signal
an die Schaltung 17, die Steuerung 20 und die Steuerung 22
abgegeben wird, im Programm weiter. Die Schaltung 17, die diesen
Befehl erhalten hat, gibt als Ausgangssignal das vorliegende
Überlagerungssignal an die Steuerung 20 und die Steuerung 22 beim
Schritt S 123, wodurch eine Rückstellung vorgenommen wird
bezüglich des überlagerten Signals, das gerade gehalten wird. Die
Steuerung 20 und die Steuerung 22, die das Überlagerungssignal
empfangen haben, entwickeln dieses Überlagerungssignal in den
Seitenpuffern an einer Position, die der Wiedergabeposition
entspricht. Danach wird beim Schritt S 125 entschieden, ob die in
den Seitenpuffern durch die Steuereinheiten 20 und 22 entwickel
ten Daten herausgegeben werden können, nämlich ob die Ausgangsda
ten einer ausgebbaren Zeile (oder Seite) entwickelt worden sind.
Ist es immer noch unmöglich, die Daten auszugeben, kehrt das
Programm zum Schritt S 103 zurück, um die Überlagerung für das
nächste EKG-Signal auszuführen.
Wenn beim Schritt S 125 eine Entscheidung dahingehend getroffen
wird, daß die Ausgabe der Anzeige möglich ist, geht das Programm
zum Schritt S 126 über, bei welchem die im Seitenpuffer 20 a
entwickelten Ausgabedaten auf der Anzeigeeinheit 21 unter
Steuerung der Steuereinrichtung 20 angezeigt werden und die in
den Seitenspeichern 22 a gespeicherten Ausgangsdaten werden am
Drucker 23 unter Steuerung der Druckersteuerung 22 gedruckt. Bei
dieser Anzeige-/Ausgabeoperation wird das Überlagerungssignal,
das in den Seitenpuffern 20 a, 22 a erzeugt wurde, die Trend-Daten
und die Teilsignaldaten usw. ausgegeben, während die Wiedergabe
position bei jeder vorbestimmten Zeit geändert wird. Ein
detailliertes Beispiel der Ausgaben zeigt Fig. 9.
In Fig. 9 ist mit 151 auf der Oberseite eine Änderung in dem R-R-
Signalintervall bezeichnet, das unter Verwendung der vertikalen
Achse als Zeitachse in "msec"-Einheiten angezeigt wird. Mit 152
ist eine überlagerte Kurve, die eine Trendkurve veranschaulicht,
bezeichnet, welcher eine Änderung des Scheitelwertes der P-Zacke
anzeigt und den Zustand einer Abweichung des P-Signals bei jedem
vorbestimmten Wert des EKG-Signals. Die vertikale Achse zeigt
dabei das gemessene Potential in "10 µV"-Einheiten an.
Mit 153 ist die überlagerte Kurve bezeichnet, bei der die Trend
kurve des Scheitelwertes der QRS-Signalspitze und das QRS-
Signal jedes vorbestimmten Wertes des EKG-Signals miteinander
überlagert sind, wobei die vertikale Achse den Potentialwert in
10 µV angibt. Mit 154 ist die Trendkurve jedes Scheitelwertes
der ST-Strecke, mit 155 eine Kurve, bei der der Scheitelwert der
T-Signalspitze und des T-Signals jedes vorgegebenen Wertes des
EKG-Signals überlagert sind, und mit 156 ist das Überlagerungs
signal für jeden vorbestimmten Wert bzw. Zeitabschnitt des EKG-
Signals bezeichnet, das während der Positionsänderung ausgegeben
wird. Die Graphen bzw. Kurven 151 bis 155 werden so ausgegeben,
daß sie innerhalb der gleichen Zeitperiode auf der Wiedergabepo
sition des überlagerten EKG-Signals liegen. Gemäß dem vorstehend
beschriebenen Beispiel werden die QRS-Signale kollektiv in
identischer Art behandelt. Es ist jedoch möglich, eine Anordnung
zu verwenden, bei der diese Signale getrennt behandelt werden,
nämlich geteilt in ein Q-Signal, R-Signal und S-Signal und
graphisch dargestellt werden oder bei der sie in beliebige zwei
Signale aufgeteilt und ausgegeben werden.
Somit wird jede abgetastete Trendkurve und jedes Teilsignal
ausgegeben, wobei die dem Intervall der Anzeigepositionen des
überlagerten EKG-Signals entsprechende Zeit als horizontale
Achse dient.
Wenn die Datenanzeige und das Ausdrucken beendet werden,
schreitet das Programm zum Schritt S 127, bei welchem festgestellt
wird, ob das Ende der aufgezeichneten Information vorliegt. Wenn
festgestellt wird, daß die aufgezeichnete Information noch nicht
beendet ist, kehrt das Programm zum Schritt S 103 zurück, um die
Verarbeitung für das nächste EKG-Signal auszuführen. Wenn das
Ende der aufgezeichneten Information jedoch vorliegt, wird die
Bearbeitung beendet.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das
erfaßte Signal R in überlagerter Form und synchron zur R-Spitze
eingeschrieben und die Position, bei der das Signal R einge
schrieben wird, wird mit einem festen Zeitintervall verschoben.
Dieses Signal wird nach Kombination mit der Trendkurve des R-R-
Intervalls und der Trendkurve des P-Scheitelwerts, dem P-Signal
und der Trendkurve des QRS-Scheitelwertes, der ST-Trendkurve und
der Trendkurve des T-Scheitelwertes, und dem T-Signal ausgegeben,
wodurch es möglich ist, den Umfang einer Änderung in jedem EKG-
Signalbereich und die Änderung in dessen Signalform leicht
festzustellen.
Die Überlagerung von Signalen ermöglicht es, einen vollständigen
Herzschlag in einem kleinen Aufzeichnungsgebiet und auf einem
Wiedergabeschirm auszudrücken. Zu dieser Zeit wird das Teilsignal
an der Scheitelwert-Trend-Position der Spitze bei jedem vorbe
stimmten Signal (jedem festen Herzschlag) des EKG-Signals
erzeugt wird, wodurch die Anzeige des Teilsignals an der Stelle,
an welcher ein Anstieg des Herzschlages vorliegt, dichter wird,
so daß eine Änderung in diesem Signal leicht erkennbar ist. Es
ist jedoch zulässig, die Steuerung derart auszuführen, daß das zu
einer bestimmten Zeit abgelesene EKG-Signal jeweils zu einer
vorbestimmten Zeit abgetastet wird und das Teilsignal angezeigt
wird. Durch Anwendung einer solchen Steuerung kann eine Änderung
in dem Signal zu jeder vorbestimmten Zeit leicht erkannt werden.
Somit wird ein bestimmter Wert eines EKG-Signals synchron mit
z.B. der R-Welle des EKG-Signals überlagert und dieses Signal
wird angezeigt, während die Wiedergabeposition aufeinanderfolgend
geändert wird. Entsprechend können die Gesamtsignale in größerer
Größe im Vergleich zu dem Fall angezeigt werden, in welchem die
Signale nach Komprimierung innerhalb von Grenzen angezeigt
werden, die durch eine identische Zeitachse festgelegt sind.
Demzufolge kann die Form des EKG-Signals leicht sogar bis zu
sehr feinen Abschnitten herausgefunden werden.
Da eine große Zahl von Signalen einander überlagert sind, können
Abweichungen zwischen diesen Signalen sehr leicht festgestellt
werden. Entlang der überlagerten Signale wird jeder abgetastete
Scheitelwert angezeigt, während er so bearbeitet wird, daß er der
gleichen Zeitachse entspricht. Hierdurch wird ein leichtes
Erkennen der zeitabhängigen Änderung bzw. der mit der Zeit
erfolgenden Änderung von detaillierteren Teilsignalen mit einem
Blick sogar bis zu sehr detaillierten Bereichen hinab möglich.
Eine Änderung der Zahl der EKG-Signale kann damit sehr schnell
und zuverlässig erkannt werden.
Wenn demzufolge ein 24 Stunden entsprechendes EKG-Signal gedruckt
oder angezeigt wird, läßt sich der Grad der Änderung in diesem
Signal zuverlässig innerhalb einer kurzen Zeitperiode feststellen
und die Beobachtung der Änderung ermöglicht eine angemessene
Diagnose.
Gemäß der Erfindung und vorstehenden Beschreibung kann eine
Änderung in einem EKG-Signal leicht erkannt werden und die Zahl
der EKG-Signale kann schnell und genau überprüft werden.
Die Erfindung betrifft damit ein Verfahren zur Bestimmung bzw.
zur Erzeugung eines EKG-Signals durch Erzeugung eines überlager
ten Signals synchron zu einem vorgegebenen charakteristischen
Punkt des Signals selbst und durch Festlegung bzw. Erzeugung
einer Zahl von überlagerten Signalen bei Änderung der Positionen
um einen festen Wert, bei welchen die überlagerten Signale
angegeben oder ausgedruckt werden, wodurch es möglich ist, den
Zustand jeder Abweichung des EKG-Signals anzuzeigen.
Gemäß der Erfindung werden Daten, die für ein EKG-Signal
indikativ sind, über eine längere Zeitperiode kontinuierlich
eingelesen. Das EKG-Signal wird synchron mit einem vorbestimmten
charakteristischen Punkt des Signals einer Überlagerung unterwor
fen und eine Zahl von überlagerten Signalen wird bestimmt bzw.
ausgedrückt und/oder wiedergegeben, während die Positionen, bei
welchen die Signale festgelegt werden, jeweils bei einem festen
Wert oder Teil der Signale geändert werden, wodurch es möglich
ist, den Status einer Abweichung des EKG-Signals zu erkennen.
Zusammen mit den überlagerten Signalen wird eine diesen entspre
chende ST-Trendkurve, der diesen entspricht, und die Herzfre
quenz gleichzeitig ausgegeben, so daß diese zusammen mit den
vorliegenden Umgebungsbedingungen überprüft werden können.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden Daten, die für
ein EKG-Signal indikativ sind und über eine längere Zeitperiode
kontinuierlich aufgezeichnet sind, eingelesen. Ein vorbestimmter
Betrag des EKG-Signals wird synchron zu einem vorbestimmten
charakteristischen Punkt des Signals überlagert und eine Zahl von
überlagerten EKG-Signalen wird ausgedrückt bzw. aufbereitet,
während die Positionen, an welchen sie aufbereitet oder ausge
drückt werden, geändert werden. Vorbestimmte Teilsignale, wie
eine P-Zacke, T-Zacke und QRS-Zacke werden in jedem vorbestimmten
Betrag oder Teilbereich des EKG-Signals herausgezogen, der
Scheitelwert der P-Zackenspitze, der Scheitelwert der QRS-
Zackenspitze, der Scheitelwert an jeder willkürlichen Position in
einer ST-Strecke und der Scheitelwert der T-Zacke dienen jeweils
als charakteristischer Wert. Eine Trendkurve des Scheitelwertes
der P-Zacke und die P-Zacke bzw. Welle werden auf der gleichen
Zeitachse des gleichen Wiedergabebereichs ausgegeben, die Trend
kurve des Scheitelwertes der QRS-Spitze und der QRS-Welle werden
auf der gleichen Zeitachse ausgegeben und auch die Trendkurve
des Scheitelwertes der T-Zacke und die T-Zacke werden auf der
gleichen Zeitachse des gleichen Wiedergabebereiches ausgegeben.
Claims (18)
1. Verfahren zum Bestimmen bzw. Darstellen eines elektrokardio
graphischen Signals,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein elektrokardiographisches Signal synchron mit einem
vorbestimmten charakteristischen Punkt in dem Signal
überlagert wird und daß eine Zahl von überlagerten Signalen
während einer Änderung der Positionen mit einem festen Wert,
an welchem die überlagerten Signale bestimmt werden,
durchgeführt wird, wodurch es möglich ist, den Zustand jeder
Abweichung des elektrokardiographischen Signals anzuzeigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
vorbestimmte charakteristische Punkt ein QRS-Segment des
elektrokardiographischen Signals ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
vorbestimmte charakteristische Punkt eine R-Zacke ist und
eine ST-Abweichung in vergleichbaren Termen ausdrückt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
ST-Trendkurve gleichzeitig auf dem gleichen Anzeigeschirm
ausgedrückt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Herzfrequenz gleichzeitig auf dem gleichen Bildschirm
angezeigt wird bzw. ausgedrückt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Pegel eines gewünschten charakteristischen Punktes eines ST-
Segments gleichzeitig zur Anzeige gebracht wird.
7. Verfahren zur Bestimmung bzw. zum Ausdrücken eines EKG-
Signals, dadurch gekennzeichnet, daß ein
EKG-Signal synchron zu einem vorbestimmten charakteristi
schen Punkt des EKG-Signals einer Überlagerung unterworfen
wird, daß eine Zahl von überlagerten Signalen während der
Änderung von Positionen um einen ersten, vorgegebenen Wert
geändert werden, an welchen die überlagerten Signale
bestimmt oder ausgedrückt werden, wodurch es möglich ist,
den Zustand jeder Abweichung des EKG-Signals anzuzeigen,
daß in pluraler Form entsprechend einem Bereich, in welchem
die überlagerten EKG-Signale angezeigt werden, wenigstens
ein spezifisches Teilsignal angezeigt wird, das in jedem
zweiten vorbestimmten Wert bzw. Betrag des
EKG-Signals der überlagerten EKG-Signale enthalten ist und
daß eine Verifikation der zeitlichen Änderung bezüglich des
speziellen Teilsignals der überlagerten Signale ermöglicht
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine
TrendKurve eines spezifischen Punktes eines vorbestimmten
Wellenformabschnittes in dem EKG-Signal gleichzeitig in
Übereinstimmung mit dem Bereich angezeigt wird, in welchem
die überlagerten EKG-Signale angezeigt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das spezifische Teilsignal einer P-Zacke, T-Zacke und
eine QRS-Welle enthält und einen Scheitelwert der P-
Wellenspitze, einen Scheitelwert der QRS-Wellenspitze, einen
Scheitelwert an jeder Position des ST-Segments enthält und
ein Scheitelwert einer T-Spitze als charakteristischer Punkt
der vorbestimmten Wellenformabschnitte, einen Trendkurve
des Scheitelwertes der P-Spitze und die P-Spitze auf der
gleichen Zeitachse des gleichen Wiedergabebereichs ausgege
ben werden und daß eine Trendkurve des Scheitelwertes der
T-Spitze und die T-Zacke auf der gleichen Zeitachse des
gleichen Wiedergabebereiches ausgegeben werden.
10. Anordnung zur Bestimmung und/oder Wiedergabe elektrokardio
graphischer Signale, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Detektoreinrichtung (16) zur Erfassung eines vorbestimmten
charakteristischen Punktes vorgesehen ist, der in dem
eingegebenen elektrokardiographischen Signal enthalten ist,
daß eine Überlagerungseinrichtung (17) zur Überlagerung
eines vorbestimmten Wertes oder Teiles des EKG-Signals
synchron mit dem erfaßten charakteristischen Punkt angeord
net ist und daß eine Ausgabeeinrichtung (21, 23) zur
Wiedergabe und zur Ausgabe einer Vielzahl von
EKG-Signalen vorgesehen ist, welche durch die Überlagerungs
einrichtung (17) überlagert sind, während die Positionen, an
welchen die elektrokardiographischen Signale angezeigt
werden, geändert werden.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausgabeeinrichtung (23) ein Drucker ist.
12. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausgabeeinrichtung (21) ein Display ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung einer
Trendkurve durch Abtasten von Werten des EKG-Signals und
beliebiger zeitlicher Positionen synchron zu dem charakte
ristischen Punkt vorgesehen ist, wobei der charakteristische
Punkt durch die Detektoreinrichtung (16) erfaßt wird, und
daß die Ausgabeeinrichtung der Trendkurve zusammen mit den
überlagerten Signalen ausgibt.
14. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß eine die Herzfrequenz feststel
lende Einrichtung vorgesehen ist, die ein Intervall mißt, in
welchem das EKG-Signal erzeugt wird,
daß die Ausgabeeinrichtung die Herzfrequenz zusammen mit den
überlagerten Signalen ausgibt.
15. Anordnung zur Bestimmung und/oder Wiedergabe EKG-Signale,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor zur Erfassung eines vorbestimmten charakteristischen Punktes in einem eingegebe nen EKG-Signal vorgesehen ist,
daß eine Überlagerungseinrichtung (17) zur Überlagerung eines vorbestimmten Wertes oder Teiles des EKG-Signals synchron mit dem erfaßten charakteristischen Punkt vorhanden ist,
daß eine Ausgabeeinrichtung für das überlagerte Signal zur Anzeige und zur Ausgabe einer Vielzahl von EKG-Signalen vorgesehen ist, die durch die Überlagerungseinrichtung einer Überlagerung unterworfen sind, während Positionen, an welchen die überlagerten Signale wiedergegeben werden, verändert werden,
daß eine Abtasteinrichtung zum Abtasten eines vorbestimmten Teilsignals bei jeweils einem vorbestimmten Wert eines eingegebenen EKG-Signals vorgesehen ist,
daß eine Ausgabeeinrichtung zur Anzeige und zur Ausgabe einer Vielzahl abgetasteter Signale während der Änderung der Positionen, an welchen die abgetasteten Signale angezeigt werden, vorgesehen ist.
dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor zur Erfassung eines vorbestimmten charakteristischen Punktes in einem eingegebe nen EKG-Signal vorgesehen ist,
daß eine Überlagerungseinrichtung (17) zur Überlagerung eines vorbestimmten Wertes oder Teiles des EKG-Signals synchron mit dem erfaßten charakteristischen Punkt vorhanden ist,
daß eine Ausgabeeinrichtung für das überlagerte Signal zur Anzeige und zur Ausgabe einer Vielzahl von EKG-Signalen vorgesehen ist, die durch die Überlagerungseinrichtung einer Überlagerung unterworfen sind, während Positionen, an welchen die überlagerten Signale wiedergegeben werden, verändert werden,
daß eine Abtasteinrichtung zum Abtasten eines vorbestimmten Teilsignals bei jeweils einem vorbestimmten Wert eines eingegebenen EKG-Signals vorgesehen ist,
daß eine Ausgabeeinrichtung zur Anzeige und zur Ausgabe einer Vielzahl abgetasteter Signale während der Änderung der Positionen, an welchen die abgetasteten Signale angezeigt werden, vorgesehen ist.
16. Anordnung Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausgabeeinrichtung für das überlagerte Signal und die
Ausgabeeinrichtung für das Teilsignal Signale an einen
Drucker anlegen.
17. Anordnung nach Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeich
net, daß eine Einrichtung zur Vorbereitung bzw. Erzeugung
einer Trendkurve durch Abtasten von Werten des vorbe
stimmten Teilsignals vorgesehen ist, das durch die Ab
tasteinrichtung an willkürlichen Zeitpositionen abgetastet
wird, und
daß die Ausgabeeinrichtung für das Teilsignal die Trendkurve
in einer Form ausgibt, in welcher er auf das ausgegebene
Teilsignal überlagert ist.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Messen eines
Zeitintervalls, an dem das EKG-Signal erzeugt wird,
vorgesehen ist, und daß eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe
von Ergebnissen der durch die Meßeinrichtung durchgeführten
Messung vorgesehen ist und daß ein Intervall zwischen
Herzschlägen ausgegeben wird.
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