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Die Erfindung bezieht sich auf medizinische Instrumente,
insbesondere auf elektrokardiographische und
kardiozirkulatorische Überwachungsgeräte.
Stand der Technik
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Jeder Muskel kann nur eine Bewegung ausführen, die
Verkürzung seiner Fasern durch Kontraktion. Dies trifft auch für
den Herzmuskel zu. Mit leder Aktion eines Muskels ist auch
eine elektrische Aktivität verbunden, die sich im Laufe der
Kontraktion ändert. Das so mit jeder Muskelaktion verbundene
elektrische Signal wird über verschiedene Gewebe übertragen,
bis es schließlich die Oberfläche des Körpers erreicht, worauf
solche elektrischen Signale mittels an die Haut angelegter
Elektroden erfaßt werden können. Somit können solche Signale
die mit Hilfe der Elektroden erfaßt werden, mit Hilfe
geeigneter elektrokardiographischer Geräte aufgezeichnet oder mittels
einer Monitor/Aufzeichnungseinheit beobachtet oder
aufgezeichnet werden. Die so erhaltene Aufzeichnung wird als
Elektrokardiogramm oder Rhythmus-Überwachungsstreifen bezeichnet.
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Bereits 1855 wurden Aktionsströme anläßlich von Messungen
an schlagenden Froschherzen aufgezeichnet. Die erste
tatsächliche Aufzeichnung eines Frosch-Elektrokardiogramms wurde von
A.D. Waller im Jahre 1887 ausgeführt. Die erste Aufzeichnun g
eines elektrischen Aktionssignals des menschlichen Herzens (im
folgenden "Herzsignal") erfolgte durch A.D. Waller im Jahre
1889. Die moderne Elektrokardiographie jedoch begann mit
Einthoven (dem die Einstellung des bipolaren
Ableitungsdreiecks für Aufzeichnungen von Standard-Extremitätenableitungen
I, II und III zugeschrieben wird), der das Saitengalvanometer
erfunden hat und es für die Aufzeichnung kleiner Spannungen
kurzer Dauer angewandt hat, was die Kategorie ist, in die
Herzsignale fallen. Seine Aufzeichnungstechniken wurden
seitdem kaum verbesssert, da sie erst vor enigen Jahren zum ersten
Mal veröffentlicht wurden. Es sei hier erwähnt, daß der
Begriff "Ableitung" hier im medizinischen Sinn verwendet wird
und nicht im elektronischen Sinne (d.h., "Ableitung" ist eine
räumliche Position, an der das Herzsignal betrachtet wird,
nicht ein Draht).
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Nach Einthovens Arbeit stagnierte das gesamte
Untersuchungsfeld für annähernd 30 Jahre, bis Wilson die lokalen
Ableitungen für die oberen und unteren Extremitäten und die
Nullelektrode einführte, wie sie bei unipolaren Aufzeichnungen
verwendet werden.
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Das gesamte Zwölf-Ableitungs-System wird durch unipolare
und bipolare Signale gespeist. Unipolare Ableitungen werden
unterteilt in unipolare Extremitäten- oder Gliedableitungen
und unipolare präkordiale oder Brustableitungen.
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Die unipolaren Extremitätenableitungen sind:
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aVR: die unipolare Ableitung für den rechten Arm (R bezeichnet
den rechten Arm),
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aVL: die unipolare Ableitung für den linken Arm (L bezeichnet
den linken Arm) und
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aVF: die unipolare Ableitung für das linke Bein,
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wobei a stets für "verstärkt" steht.
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Die unipolaren präkordialen Ableitungen werden durch den
Buchstaben "V" bezeichnet, gefolgt von einer Indexzahl, die
die genaue Stelle auf der Brust bezeichnet. Bei üblichen
elektrokardiographischen Einstellungen sind sechs präkordiale
Ableitungen V&sub1;-V&sub6; vorgesehen.
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Bei herkömmlichen bipolaren Ableitungen ist die Ableitung
I die Potentialdifferenz zwischen den Armen, d.h. das
Potential am linken Arm minus dem Potential am rechten Arm. Ableitung
II ist die Differenz zwischen dem Potential am linken Bein und
dem am rechten Arm. Ableitung III ist die Potentialdifferenz
zwischen dem Potential am linken Bein und dem am rechten Arm.
Zeichnet man die Ableitungen am Körper auf, so beschreiben sie
im wesentlichen ein gleichseitiges Dreieck. Der
Elektrokardiograph erzeugt die Ableitungspannungen von den an seine
Elektroden angelegten Potentialen. Der Begriff "Ableitung", wie er
in der Elektrokardiographie benutzt wird, bedeutet die Ansicht
der elektrischen Impulse des Herzen. Diese Sicht ist unter den
Ableitungen veränderlich.
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Die Elektrokardiographie wird von den medizinischen
Berufen in weitem Maße angewendet. Der übliche
Elektrokardiograph benötigt wenigstens zehn Drähte, die mit einem Ende am
Körper des Patienten und mit dem anderen am
Elektrokardiographen befestigt werden, um die Herzsignale zu erfassen und
sie in ein Zwölf-Ableitungs-Elektrokardiogramm umzusetzen.
Dies umfaßt die Befestigung von sechs Elektroden an der Brust
oder im präkordialen Bereich, um die Aufzeichnungen die
Ableitungen V&sub1;-V&sub6; zu erhalten, sowie die Befestigung von vier
Elektroden an den Armen und Beinen des Patienten, um die
Aufzeichnungen der Ableitugen I, II, III, aVR, aVL und aVF zu
erhalten. Zur Herzrhythmusüberwachung werden nur drei
Elektroden und drei Anschlußdrähte an der Brust befestigt. Nachdem
die zehn Elektroden am Patienten befestigt sind, müssen zehn
besondere Drähte zwischen jedem einzelnen
Elektrokardiographanschluß und der zugehörigen Elektrode der vorbestimmten
Stelle angeschlossen werden.
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Es gibt viele und häufige Schwierigkeiten; die schwierige
Handhabung der herkömmlichen Anordnung rührt aus folgenden
Faktoren:
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1. Die Anschlußdrähte von Elektrokardiographen müssen in einer
vorbestimmten Reihenfolge an die distalen Elektroden
angeschlossen werden (ein bestimmtes Glied und eine bestimmte
Seite an einen bestimmten Draht sowie bestimmte präkordiale
Punkte an bestimmte präkordiale Drähte). In der Praxis treten
verhältnismäßig häufig Verbindungsfehler zwischen einer in
bestimmter Lage angeordneten Elektrode und dem bestimmten
zugehörigen Draht vom Elektrokardiographen auf.
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2. Die zehn Anschlußdrähte verheddern sich oft miteinander und
es braucht viel Zeit, sie zu entwirren.
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3. Soll der Elektrokardiograph von einer mobilen
Herz-Intensivstation betrieben werden, die unter verhältnismäßig
ungewöhnlichen Bedingungen arbeitet, ist die Schnelligkeit der
Anwendung der Anordnung oft von hervorragender Bedeutung, da
es sich stets um lebensbedrohliche Situationen handelt. Für
diese Anwendungszwecke sind die bekannten
elektrokardiographischen Anordnungen etwas unpraktisch.
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4. Da die Anschlußdrähte wiederverwendet werden, ist der
Betrieb der Anordnung (des Elektrokardiographen oder der
Überwachungseinrichtung) nicht zufriedenstellend, wenn die
Anschlußdrähte Herstellungsfehler aufweisen oder im Laufe der
Benutzung über ihre ganze Länge auftretende Fehler (Fehler,
die oft schwer festzustellen sind) entwickeln.
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5. Bei chirurgischen Eingriffen wird der Patient auf
Arrythmien überwacht. Oft werden Drähte, die unter oder neben dem
sterilen Feld verlaufen, während des Eingriffes von den am
Patienten angeordneten Elektroden getrennt, und es ist
schwierig, außerhalb des sterilen Operationsfeldes die notwendigen
Drähte wieder anzuschließen. Es ist auch zeitraubend und
unterbricht den chirurgischen Eingriff, da die Überwachung der
Herzfunktion wesentlich ist.
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6. Gelegentlich wird es während des Krankenhausaufenthalts den
herzrhythmusüberwachten Patienten gestattet, innerhalb der
Krankenstation spazierenzugehen. Oft trennt der Patient die
Drähte an dem am Bett aufgestellten Monitor und trennt damit
die Elektrodensignale vom Monitor, wenn er einen Spaziergang
unternimmt oder die Toilette auf der Station besucht. Während
dieser Zeit ist eine Rhythmusüberwachung nicht möglich.
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Die CH-A-293 560 bezieht sich auf die
elektrokardiographische Überwachung eines fliegenden Piloten und beschreibt
ein elektrokardiographisches Überwachungsverfahren, das von
normalen elektrophysiologischen Grundsätzen dadurch abweicht,
daß ein externer gemeinsamer Bezug nicht an der überwachten
Person verwendet wird. Die am Patienten gewonnene Information
wird drahtlos übertragen. Diese Druckschift beschreibt kein
Verfahren oder Gerät zur Gewinnung eines normalen
Zwölf-Ableitungs-Elektrokardiogramms von einem Patienten.
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Aus der US-A-3 757 778 ist ein Gerät zur
Ableitungsverteilung und Kontaktprüfung bei Elektrokardiographen bekannt,
die einen Elektrokardiographen-Signalprozessor und
-aufzeichner enthält. Der Eingang zum Elektrokardiographen ist
elektrisch durch ein Patientenkabel mit mehreren Ableitungen mit
einem an entfernter Stelle angeordneten Verteilkopf verbunden.
Ableitungsdrähte sind mit den Elektroden verbunden, die zur
Verbindung mit ausgewählten externen Bereichen eines Patienten
verbunden sind, zum Erfassen der Körperfunktionen an diesen
Stellen, und zur Übertragung elektrischer Impulse vom
Kreislaufsystem des Patienten.
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Aus der US-A-4 121 573 ist eine Anordnung zum Überwachen
eines Herzpatienten mit einer Einheit bekannt, die zwei in
einem Abstand angeordnete Elektroden aufweist, die auf einer
nachgiebigen oder federnden Basis befestigt sind. Die Basis
trägt auch einen mit den Elektroden verbundenen Sender. Ein
Empfänger/Adapter zum Empfang des drahtlos übertragenen
Signals vom Sender ist an ein herkömmliches Anzeigegerät
angeschlossen, das eine bildliche Darstellung des Herzschlages des
Patienten bereitstellt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Schwierigkeiten zu
beseitigen, denen man früher im Zusammenhang mit der Anwendung
von Elektrokardiographen bei der Aufnahme von
Elektrokardiogrammen und in Verbindung mit der Überwachung von Patienten
begegnet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine
elektrokardiographische Überwachungsanordnung bereitzustellen, bei der die
Drähte zwischen den Patienten und dem Elektrokardiographen
oder Monitor beseitigt sind. Ferner ist es Aufgabe der
Erfindung, eine elektrokardiographische Überwachungsanordnung
bereitzustellen, bei der eine verringerte Standardzahl von
drahtlosen Elektroden ein vollständiges
Standard-Zwölf-Ableitungs-Elektrokardiogrammm liefert.
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Die erfindungsgemäße drahtlose elektrokardiographische
Überwachungsanordnung zur Überwachung eines Patienten umfaßt:
eine Elektrode für den rechten Arm, die ein leitfähiges
Kontaktelement zur Befestigung am Patienten in einer Position zum
Empfang auf den rechten Arm des Patienten bezogener
Information aufweist, eine Elektrode für das linke Bein, die ein
leitfähigeskontaktelement zur Befestigung am Patienten in
einer Position zum Empfang auf das linke Bein des Patienten
bezogener Information aufweist, eine sich ungefähr vom Sternum
bis zum linken Arm des Patienten erstreckenden
Streifenelektrode zur Befestigung auf der Brust des Patienten, einer
Anordnung von sechs auf der Streifenelektrode angebrachten
präkordialen, leitfähigen Kontaktelementen, ein an einem dem
linken Arm nahegelegenen Ort des Patienten auf der
Streifenelektrode angebrachten leitfähigen Kontaktelement für den
linken Arm, ein auf einer der Elektroden angebrachtes
Referenz-Kontaktelement, wobei die Elektrode für den rechten Arm,
die Elektrode für das linke Bein und die Streifenelektrode
sieben darauf angeordnete. leitfähige Kontaktelemente aufweisen
und so ein Elektrodensystem bilden, und eine auf dem
Elektrodensystem angebrachte drahtlose Sendeeinrichtung zum Senden
der vom Elektrodensystem erfaßten Information vom Patienten an
einen vom Patienten entfernten Ort zur Erstellung eines auf
zwölf Ableitungen basierenden Elektrokardiogramms des
Patienten.
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Nach bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist ein
in zwei Abschnitte unterteiltes medizinisches
Überwachungsgerät vorgesehen. Ein Abschnitt umfaßt die Elektroden, die am
Patienten zur Erfassung und/oder Analyse von spezifischen
elektrischen Signalen befestigt sind, der zweite Abschnitt ist
der Empfangsbereich zur Analyse der Signale. Der zweite
Abschnitt wird in Verbindung mit einem Monitor oder
Elektrokardiogramm-Drucker zur Wiedergabe der durch die Elektroden
erfaßten Signale verwendet, wobei zwischen dem ersten und
zweiten Abschnitt keinerlei Drähte verlaufen. Jede drahtlose
Elektrode arbeitet unabhängig von allen anderen Elektroden;
sie ist unabhängig und batterie- oder akkugespeist und strahlt
einzeln ihr gemessenes Signal zu einem entsprechenden
einzelnen Empfänger im Überwachungsteil. Um sicherzustellen, daß die
Empfänger im Überwachungsteil auf das richtige Signal von den
Elektroden arbeiten, überträgt jede der Elektroden ihr Signal
mit einem kodierten Muster, das nur vom entsprechenden
Empfänger im Überwachungsteil dekodiert werden kann. Zusätzlich
enthält in einer Ausführungsform der Erfindung eine der mit
dem Patienten zu verbindenden Elektroden einen Empfänger und
der Überwachungsteil enthält einen entsprechenden Sender, der
ebenfalls kodiert ist, damit der Empfänger nicht auf das
falsche Signal arbeiten kann.
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Ausführungsformen der Erfindung stellen ferner
verschiedene unterschiedliche Konfigurationen oder Gruppen der zehn
Elektroden dar, die fur eine "komplette"
Standard-Zwölf-Ableitungs-Elektrokardiogrammüberwachung benötigt werden. Durch
gruppenweise Anordnung der Elektroden und Beibehaltung ihrer
einzelnen richtigen Funktion wird die Anzahl der Einheiten,
die am Patienten befestigt werden müssen, und damit die zur
Anbringung der Elektrode notwendige Zeit vermindert. Hierdurch
wird weiter die Fehlermöglichkeit bei der Installation der
Elektroden an falschen Stellen am Patienten minimisiert.
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Die durch die bevorzugte Ausführungsform erfaßte und
übertragene Information über die elektrokardische Aktivität
entspricht allen professionellen Standards und
Genauigkeitsvorschriften für die Vektorprogression, Dauer, Intensität und
Formcharakteristiken, insbesondere hinsichtlich der folgenden
Merkmale:
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1. Rhythmus
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2. Frequenz
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3. P-Zacke
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4. P-R-Intervall
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5. QRS-Intervall
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6. QRS-Komplex
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7. ST-Segment
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8. T-Zacke
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9. U-Zacke
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10. Q-T-Dauer
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Die Anordnung funktioniert vorzugsweise innerhalb eines
Nennbereichs von etwa 50 Metern zwischen Elektrodensystem und
Empfangs- und Überwachungseinheit Diese Konfiguration eignet
sich für den Betrieb mit einem ein- oder mehrkanaligen
Elektrokardiographen, Monitor oder Holter. Jede dieser Einheiten
kann fest oder tragbar sein, batterie- oder netzgespeist. Die
Empfangs-, Demodulier- und Dekodier-Basiseinheit einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann an einen
vorhandenen, selbständigen Elektrokardiographen angeschlossen, oder,
wegen seiner Miniatur-Bauform in neue Generationen solcher
Maschinen integriert sein. Störung zwischen mehrfachen, im
gleichen Bereich arbeitenden Anordnungen wird verhindert durch
Wahl unterschiedlicher Frequenzen für jeden der Sender und
entsprechenden Empfänger innerhalb der entsprechenden
Anordnung und aller anderen Anordnungen innerhalb von 100 Metern
oder mehr voneinander.
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Die Elektroden können kreisförmig mit konzentrischem
äußerem Ring und mittleren Hautkontakten sein, wobei der
äußere Ring der Bezugspotentialkontakt zum Körper des
Patienten ist. Alternativ kann eine Elektrode mit in einem Abstand
voneinander angeordneten Elektroden verwendet werden, wobei
einer der Signal- oder Aufnahmekontakt und der andere der
Bezugs- oder Nullpotentialkontakt ist.
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Hier wurde zwar auf eine hochfrequente Anordnung der
Kopplung zwischen den Körperelektroden und der Empfangs- und
Überwachungs-Basiseinheit Bezug genommen, es sei aber
klargestellt, daß mit nur geringfügigen Änderungen in der
Schaltung und in einer geeigneten Betriebsumgebung
Ultraschall- oder Lichtübertragungstechniken sowie andere Technologien
angewendet werden können.
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In einer Ausführungsform werden das unipolare Signal
sowie die Signale vom linken Arm, vom rechten Arm und vom
linken Bein einer Brücke oder einem Wilson-Netzwerk in der
Basiseinheit zugeführt, um ein Bezugssignal zum Anlegen an die
Bezugs- oder indifferente Elektrode am rechten Bein zu
gewinnen. Dieses Bezugssignal dient zur Modulation eines
frequenzmodulierten Senders an der Basiseinheit. An der Elektrode des
rechten Beins erfaßt, dekodiert und verstärkt ein
batteriegespeister Empfänger das indifferente oder Bezugssignal und
führt dieses über eine Doppelkontaktelektrode dem rechten Beim
zu, um den Signalweg in der Anordnung zu vervollständigen.
Alternativ wird eine abgeglichene gemischte Kombination der
Signale vom linken Arm, rechten Arm und linken Bein von der
Basiseinheit zur HF-Empfangselektrode des rechten Beins
abgestrahlt, die dieses kombinierte Signal dem rechten Bein
zuführt.
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Hinsichlich der bipolaren Ableitungsaufzeichnungen
funktionieren die Elektroden in der gleichen drahtlosen Weise mit
der schaltbaren Charakteristik jeder Elektrode, wodurch die
Stelle der Elektrode identifiziert und die richtige
Kombination der Extremitätensignale im Elektrokardiogramm verwendet
wird, um die Ableitungen I, II und III darzustellen.
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Ebenso sind die präkordialen Elektroden V&sub1;-V&sub6; nach der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung drahtlos mit
geeigneten entsprechenden Kanälen in der Basisstation zur
Verarbeitung und Benutzung gekoppelt.
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Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
wurden die Elektrode am rechten Bein und der zugehörige
Empfänger sowie der entsprechende Sender in der Basiseinheit
vermieden, wodurch die Anzahl der Elektrodenanordnungen weiter
vermindert wird, die am Patienten angebracht werden müssen.
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Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung erhält jeder
der Sender:
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eine an eines der leitfähigen Elemente angeschlossene
Störungs-Spuleneinrichtung zum Erfassen der Hintergrundstörungen
und
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einen Eingangs-Differenzverstärker mit einem an das andere
leitfähige Element angeschlossenen direkten Eingang und einem
an die Störungsspule angeschlossenen invertierenden Eingang
zum Substrahieren des Hintergrund-Rauschsignals vom Signal auf
dem anderen leitfähigen Element.
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Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise zusätzlich eine LED
(lichtemittierende Diode) zur Herzsignalanzeige und, in einer
anderen Ausführungsform, eine LED und einen LED-Driver als
Teil jeder der Sendeeinrichtungen für den linken Arm, rechten
Arm, das linke Bein und den präkordialen Bereich, zum Anzeigen
der Gegenwart von Signalen.
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In einer Ausführungsform enthält die Streifenelektrode
eine Klebeeinrichtung zum Befestigen derselben an der Brust
des Patienten und zum Halten derselben an der richtigen
Stelle. Die Streifenelektrode enthält vorzugsweise einen
elastischen Körperteil, der auf die Länge gedehnt werden kann, die
notwendig ist, um die Brust des Patienten etwa vom Sternum bis
zur linken Seite zu umspannen.
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In einer Ausführungsform ist die Mittenfrequenz jeder
Kombination der entsprechenden Sender und Empfänger die
gleiche und die Mittenfrequenz jeder Kombination der
entsprechenden Sender und Empfänger ist unterschiedlich von der
Mittenfrequenz jeder anderen Kombination entsprechender Sender und
Empfänger. Vorzugsweise ist jeder Sender und Empfänger mit
einer Stelleinrichtung zum Verändern der Mittenfrequenz
versehen.
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Alternativ hat jede Kombination der entsprechenden Sender
und Empfänger die gleiche digitale Kodierung und die digitale
Kodierung jeder Kombination der entsprechenden Sender und
Empfänger ist unterschiedlich von der digitalen Kodierung
jeder anderen Kombination entsprechender Sender und Empfänger.
Vorzugsweise enthält jeder Sender und Empfänger eine
Stelleinrichtung zum Verändern der digitalen Kodierung.
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Bei einer Ausführungsform weist die
Herzsignal-Sendeeinrichtung einen FM-Sender auf.
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Die Erfindung und ihre Vorteile gegenüber dem Stand der
Technik werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es
zeigen:
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Fig. 1 ein Blockschaltbild einer drahtlosen
elektrokardiographi schen Anordnung,
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Fig. 1A eine graphische Darstellung der Verteilung
zusätzlicher Elektroden in der Anordnung der Fig. 1,
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Fig. 2 eine schematische Darstellung einer konzentrischen
Elektrode zur Verwendung in einer der
Ausführungsformen der Erfindung,
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Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer Wilson-Brücke zur
Erzeugung eines indifferenten Signals,
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Fig. 4 ein schematisches Schaltbild einer alternativen
Schaltung zur Erzeugung eines Signals für das rechte
Bein,
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Fig. 5 eine Ansicht der konzentrischen Elektrode der Fig. 2,
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Fig. 6 eine Ansicht einer alternativen Form der Elektrode,
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Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Elektroden-Sendeeinrichtung
mit der Möglichkeit der Schaltung des Einschaltkodes
und der Sendefrequenz,
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Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren drahtlosen elek
trokardiographischen Anordnung,
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Fig. 9 ein Blockschaltbild einer drahtlosen
elektrokardiographischen Anordnung nach einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung,
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Fig. 10A eine Draufsicht der elektrischen Kontaktseite eines
Elektrodenstreifens einer Konfiguration für die sechs
präkordialen Elektroden zur einfachen Befestigung an
der Brust des Patienten,
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Fig. 10B eine Draufsicht der elektrischen Kontaktseite eines
Elektrodenstreifens einer zweiten Konfiguration für
die sechs präkordialen Elektroden und die Elektrode
für die linke Seite zur einfachen Befestigung an der
Brust des Patienten gemäß der Erfindung,
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Fig. 11 eine seitliche Querschnittsansicht einer Schnapp-
Befestigungskonfiguration zur abnehmbaren Befestigung
einer Sendeanordnung an einer Einweg-Elektrode,
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Fig. 12A eine zum Teil aufgebrochene perspektivische
Darstellung einer Sender/Elektroden-Anordnung nach der
Erfindung und
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Fig. 12B eine perspektivische Darstellung einer
Sender/Elektroden-Anordnung nach einer Ausführungsform der
Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer drahtlosen
elektrokardiographischen Überwachungsanordnung. In Fig. 1 ist
der menschliche Körper als Strichmännchen dargestellt, um den
Ort der Extremitäten-Elektroden der Anordnung zu zeigen. Eine
Elektrode 10 ist mit dem linken Arm, eine Elektrode 12 mit dem
rechten Arm, eine Elektrode 14 mit dem rechten Bein und eine
Elektrode 16 mit dem linken Bein verbunden. Jede dieser
Elektroden benötigt zwei Kontaktflächen, die mit dem Patienten in
Kontakt kommen. Sie können konzentrisch ausgeführt sein (Fig.
2) oder in Form zweier in einem Abstand angeordneter
Einzelelektroden (Fig. 6). Bei der Art der Fig. 2 dient der äußere
leitfähige Streifen dazu, ein lokalisiertes Null- oder
Bezugspotential auszubilden; der mittlere Anschluß ist die
Signalquelle
für die Übertragung oder, im Empfangsmodus, der Punkt,
an dem das Signal angelegt wird. Der äußere Ring kann als
indifferente Elektrode lokalisierter Natur bezeichnet werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 ist ein Kontakt der
Signalkontakt und der andere die Bezugs- oder indifferente
Elektrode.
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Das Ausgangssignal von der Elektrode 10 wird einem
Verstärker 18 zugeführt, der einen Kodierer-Modulator 20 speist.
Das so erzeugte Signal dient zur Modulation eines Senders 22,
der an eine Antenne 24 angeschlossen ist. Von der Antenne 24
wird das modulierte HF-Signal abgestrahlt. Der Verstärker 18
kann einen Mikrochip RC 4560 umfassen, der einen zweistufigen
Operationsverstärker aufweist. Der Kodierer-Modulator 20 kann
einen CM 8555 IPA oder das Äquivalent in Kombination mit einem
40H393-Chip umfassen. Bei digitaler Kodierung kann für alle
Sender eine einzige Sendefrequenz verwendet werden. Wird aber
mittels des Signals von der Elektrode 10 analog moduliert, so
kann der Kodierer-Modulator 20 nur als Modulator wirken und
jeder Sender kann auf eine unterschiedliche Mittenfrequenz
eingestellt werden. Der Sender 22 und die entsprechenden
Sender in den anderen Kanälen können einen 930F5-Mikrochip
umfassen, der einen Colpitts-Oszillator aufweist. Der von der
Anordnung zu reproduzierende Audiofrequenzbereich liegt
zwischen 0,05 und 125 Hz. Der FM-Ausschlag der Trägerfrequenz ist
typischerweise nicht höher als 40% der Trägerfrequenz.
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Wie gezeigt kann das Ausgangssignal des Verstärkers 18
auch über einen zusätzlichen Verstärker 19 eine LED 21
zugeführt werden, die bei jedem an der Elektrode 10 empfangenen
Herzsignal einen Lichtimpuls abgibt. Dieser
Herzsignal-Anzeiger kann, wenn gewünscht, an jeder Elektrode vorgesehen
werden.
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Das Herzsignal von der Elektrode 12 wird einem Verstärker
26 zugeführt, der, wieder, ein Verstärker mit hoher
Verstärkung und niedrigem Störpegel ist. Das Ausgangssignal des
Verstärkers 26 wird einem Kodierer-Modulator 28 und dann einem
Sender 30 zugeführt. Das Ausgangssignal des Senders 30 wird
zur Abstrahlung einer Antenne 32 zugeführt.
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Das Herzsignal von der Elektrode 16 am linken Bein wird
einem Verstärker 34 zugeführt, dessen Ausgangssignal zur
Modulation eines FM-Senders 38 einem Kodierer-Modulator 36
zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Senders 38 wird zur
Abstrahlung der Antenne 40 zugeführt.
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Das von der Antenne 24 abgestrahlte Signal wird von einer
Antenne 42 aufgefangen und einem Empfänger-Demodulator 44
zugeführt, dessen Ausgangssignal einem Dekoder 46 und dann
einem Pufferverstärker 48 zugeführt wird.
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Das Signal von der Antenne 32 wird von einer Antenne 50
aufgefangen und einem Empfänger-Demodulator 52 zugeführt,
dessen Ausgangssignal einem Dekoder 54 und darauf einem
Pufferverstärker 48 zugeführt wird.
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Das Signal von der Antenne 40 wird von einer Antenne 56
empfangen. Dieses Signal wird im Empfänger-Demodulator 58
demoduliert, dessen Ausgangssignal einem Dekoder 60 und von
dort der Pufferverstärkerbank 48 zugeführt wird. In der
Pufferverstärkerbank 48 ist eine Reihe von Vestärkern vorgesehen,
jeweils einer für jeden sendenden Gliedsignal-Kanal. Die
Signale vom Pufferverstärker 48 werden einer Wilson-Brücke
zugeführt, deren Aufbau in Fig. 3 gezeigt ist. Die Signale vom
linken Arm, vom rechten Arm und vom linken Bein werden auf die
Wilson-Brücke gegeben, die an der mittleren Klemme CT ein
indifferentes oder Bezugspotential erzeugt. Bei dieser
Ausführungsform wird das Signal an CT nicht benutzt, jedoch in
der Ausführungsform der Fig. 4. Vielmehr werden hier die
Signale vom rechten Arm, vom linken Arm und vom linken Bein
einem abgleichenden Dämpfungsglied 65 (drei unabhängige
variable Impedanzpfade) und darauf einem Mischverstärker 66
zugeführt, wo das gemischte Signal durch einen internen
Verstärker mit niedrigem Störpegel und hoher Verstärkung
verstärkt wird. Das Ausgangssignal des Mischverstärkers 66 wird
einem Kodierer-Modulator 48 zugeführt, der das Signal zur
Modulation des Senders 70 erzeugt, der an eine Antenne 72
angeschlossen ist. Das von der Antenne 72 abgestrahlte
Bezugssignal wird von der Empfangsantenne 74 aufgefangen, die an
einen Empfänger-Demodulator 76 angeschlossen ist. Dieser
erzeugt ein Signal im Hör- oder Sub-Hör-Frequenzbereich.
Dieses Signal kann, wenn es kodiert ist, darauf vom Dekoder 78
dekodiert werden. Das sich ergebende Signal kann einem
Verstärker 80 zugeführt werden, der an den aktiven Kontakt der am
rechten Bein angebrachten Elektrode 14 angeschlossen ist.
Hierdurch wird das sogenannte Nullpotential an der
indifferenten oder Bezugselektrode 14 erzeugt. Dieses Nullsignal ist
nötig für den Betrieb einer Anordnung mit unipolaren
Extremitätenableitungen. Die Signale von diesen Elektroden dienen zur
Erzeugung der zuvor beschriebenen bipolaren
Extremitätenableitungen.
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Bei ausschließlicher Anwendung der Analogtechnik können
die Sender des Systems auf Mittenfrequenzen von beispielsweise
72.080 MHz und auf Mehrfache von 160 kHz um diese
Mittenfrequenz einegestellt werden. Da die Sender gleichzeitig mit 160
kHz Trennung zwischen ihren Mittenfrequenzen arbeiten, gibt es
keine Schwierigkeiten mit der Intermodulation an den
entsprechenden Empfängern, die je eine entsprechende
Detektor-Mittenfrequenz haben, so daß das richtige empfangene Signal
bearbeitet wird. Beim Betrieb bei wesentlich höheren Frequenzen, z.B.
im 400 MHz-Band sind kürzere Antennen, jedoch eine höhere
Leistung erforderlich, was die sehr kleinen Batterien stärker
belastet, die mit den Mikrochips in Verbindung mit den in der
Anordnung benutzten Elektroden angebracht werden können, wie
in Fig. 5, 12A und 12B gezeigt. Diese Betrachtung gilt auch
für Elektroden zur Erfassung von Signalen für unipolare oder
bipolare Ableitungen. Bei einer digital kodierten Anordnung
kann die Mittenfrequenz auch unter den Anordnungen geändert
werden, wodurch die Möglichkeit der Störung zwischen nahe
beieinander arbeitenden Anordnungen vermindert wird.
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Für die Herzsignale an den Präkordialelektroden, z.B. den
Elektroden 82 und 84, sind die Sender in Verbindung mit den
zuvor beschriebenen Gliedsignalsendern gezeigt. Die Frequenzen
sind ebenfalls unterschiedlich voneinander, jedoch auf höhere
Frequenzen eingestellt. Dies bedeutet keine Schwierigkeit. Da
ferner die Feldstärke der Signale von den verschiedenen den
Sendern zugeordneten Elektroden gering ist, ist man in weitem
Maße frei bei der Wahl einer Frequenz, die frei von örtlichen
Störungen ist. Im allgemeinen sind sechs Präkordialelektroden
vorgesehen. Daher sind in dieser Anordnung sechs
Präkordialkanäle vorhanden, von denen der Einfachheit halber nur der erste
und sechste Kanal in Fig. 1 gezeigt ist. Jeder nicht gezeigte
Kanal ist ähnlich diesen beiden Kanälen. Sie haben je den
Sende- und Empfangsaufbau entsprechender Elemente in den
Gliedsignalkanälen. Zum Beispiel empfängt die Antenne 86 das
Signal von der ersten Präkordialelektrode 82 und ihrem
zugehörigen Sender und führt es dem Empfänger-Demodulator 88 zu,
wo ein Signal im Hör- oder Sub-Hör-Frequenzbereich erhalten
und dem Dekoder 90 zur Dekodierung zugeführt wird, die
notwendig ist, um das Herzsignal zu reproduzieren. Das so erhaltene
Herzsignal wird der Pufferverstärkerbank 92 zugeführt. Ebenso
wird das an der sechsten Präkordialelektrode 84 erfaßte
Herzsignal durch den zugehörigen Sender gesendet und an der
Antenne 94 empfangen. Es wird darauf vom Empfänger-Demodulator 96
erfaßt und demoduliert und, wenn nötig, darauf vom Dekoder 98
dekodiert und dem Pufferverstärker 92 zugeführt. Der
Pufferverstärker 92 ist eine Bank oder Reihe von Verstärkern, von
denen je einer für jeden der sechs Präkordial-Signalkanäle
vorgesehen ist. Die Gliedsignale und die präkordialen Signale
werden ohne Integritätsverlust einem Gliedwähler 100 in in der
Elektrokardiographie handelsüblicher Bauform zugeführt, der es
erlaubt, jeden der Kanäle einzeln zu wählen. Die
Ausgangsignale des Gliedwählers 100 werden einem Filterverstärker 102
zugeführt, worauf die Signale einem analogen oder digitalen
kardiographischen Display des Elektrokardiographen zugeführt
werden. Die analogen Aufzeichnungsstifte sind durch eine Nadel
104 dargestellt. Der galvanometrische Mechanismus ist durch
ein Element 106 wiedergegeben. Alternativ können ausgewählte
Signale der als in den Ableitungswähler 100 eintretend
gezeigten Signale direkt einem Monitor 107 oder einem Holter-System
109 zur Darstellung eines Zwölf-Ableitungs-Elektrokardiogramms
aus den von den nur im Brustbereich angeordneten Elektroden
erfaßten Signalen zugeführt werden.
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Fig. 2 zeigt eine Elektrodenanordnung zur Verwendung mit
einer Ausführungsform der Erfindung. Eine Fleckenelektrode 110
enthält ein Signalkontaktelement 112, das elektrisch leitfähig
ist und mit dem eine Ableitung 113 verbunden ist zur
Verbindung, beispielsweise, mit dem Mikrochipverstärker, dem
Kodierer-Modulator und dem Sendeelement der Fig. 1, oder mit einer
externen Anordnung. Der Kontakt 112 kann z.B. aus Aluminium
bestehen. Der Kontakt 114 ist der indifferente oder
Bezugskontakt mit dem Abstand 5 zwischen den Kontakten 114 und 112, der
typischerweise 2-4 cm beträgt. Auch der konzentrische
Ringkontakt 114 ist elektrisch leitfähig. In solchen Fällen ist er
nicht als geschlossener Ring, sondern nur als Kreisbogen
ausgeführt. Die Kontakte 112 und 114 sind beispielsweise auf
einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoffilm 116
befestigt. Liegen die Kontakte 112 und 114 zu weit auseinander,
wird die Genauigkeit der graphischen Darstellung des
Herzsignals vermindert.
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Die in Fig. 3 gezeigte Wilson-Brücke dient zur Ausbildung
eines Nullfeldes des Feldes vom Herzdipol, das das zu
untersuchende Feld erzeugt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich werden die
Potentiale vom rechten Arm, vom linken Arm und vom linken Bein
durch drei gleiche Widerstände 120, 122 und 124 zu einem
Nulloder Bezugspunkt kombiniert, der im allgemeinen als
Zentralanschluß (CT) bezeichnet wird. Die Größe jedes Widerstandes
120, 122 und 124 liegt über 5.000 Ohm und im allgemeinen
Bereich zwischen 5.000 und 15.000 Ohm. Das CT-Potential ist
nicht wirklich null. Theoretisch ist das CT-Potential das
Mitten-Dipolpotential des Herzsignal-Generators, wenn das Feld
homogen ist und wenn der das Signal erzeugende Dipol genau in
der Mitte eines gleichseitigen Dreicks liegt, dessen Winkel
durch die drei Elektrodenpunkte LA, RA und LL gebildet werden.
Widerstände 126, 128 und 130 mit gleichen Widerstandswerten
bilden ein elektrisch gleichseitiges Dreieck, das das
Einthovensche Dreieck der Elektrokardiographie simuliert.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 4 wird das CT-Potential
nach Verstärkung durch den Verstärker 129 durch den Sender 70
und die Antenne 72 zum Empfänger-Demodulator 76 und den
zugehörigen Komponenten übertragen und an die Elektrode 14 des
rechten Beins angelegt, Fig. 1.
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Unipolare Ableitungen sind gegenwärtig die einzigen an
präkordialen Stellungen, wie in Fig. 1A verwendeten. Man nahm
früher an, daß ein Glied als indifferente oder
Bezugsverbindung dienen könnte, weil es von der präkordialen Elektrode
verhältnismäßig weit entfernt war. Es zeigte sich jedoch, daß
dies nicht zutrifft, daß ein Arm oder Bein nicht wirklich
indifferent ist und daß die Ergebnisse in verschiedenem Maße
geändert wurden, je nachdem welches Glied mit dem negativen
Anschluß des Elektrokardiographen verbunden war. Es mußte
daher ein Mittelanschluß gebildet werden, wie vorstehend
beschrieben.
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Verbunden mit jeder Glied- und präkordialen Elektrode ist
eine Spannungszufuhr 111 (üblicherweise eine Batterie), die
den Mikrochips eine Arbeitsspannung der notwendigen Polarität
und Größe zuführt. An der Seite der Basisstation wird von
einer Spannungsversorgung 115, bei der es sich um eine
Battene handeln kann, oder die netzgestützt ist, eine
Betriebsspannung für integrierte Schaltungen (IC) der notwendigen
Polarität und Größe bereitgestellt.
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Nach Fig. 5, 12A und 12B trägt jede Fleckenelektrode 110
ihre eigene Spannungsversorgung 150 und den nötigen Mikrochip
152, die von der Spannungsversorgung 150 gespeist werden, und
eine Antenne 154. Ferner kann eine LED 21 vorgesehen sein, die
mit jedem Herzschlag aufleuchtet. Ein Streifen 161 ist ein
Isolierteil, das, wenn man daran zieht, die
Spannungsversorgung 150 mit den Mikrochips verbindet und die zugehörige
Elektrodenanordnung aktiviert. Dies gilt für die
Empfangselektrode 14 am rechten Bein und für die verschiedenen
Sendeelektroden.
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Fig. 12A und 12B zeigen perspektivisch einen typischen
Elektrodenaufbau gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Sie zeigen je ein auf einer Elektrode 110 befestigtes
Elektrodengehäuse 153. Auf der Oberseite des Gehäuses 153 befindet
sich ein Elektroden-Stellungsanzeiger 155. Die hier gezeigten
Buchstaben RA bedeuten, daß diese Elektrodenanordung zur
Verwendung am rechten Arm des Patienten vorgesehen ist. Ebenso
sind andere Mittel zur Identifizierung der Elektrodenanordnung
verwendbar, z.B. eine Farbkodierung. Unabhängig von der Form
der Kodierung muß jeder dieser Kodes so ausgeführt sein, daß
die Möglichkeit eines Fehlers durch Installation der
Elektroden an der falschen Stelle am Patienten minimisiert wird.
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Wie ferner gezeigt, ist ein Frequenz-Änderungsschalter
176 vorgesehen, bei dem es sich um einen Schalter mit einem
gezahnten Rad handeln kann, so daß jede Frequenzstellung gut
bestimmt ist und der Benutzer leicht erkennen kann, welche
Frequenz eingestellt ist. Ebenso ist ein Kodier-Wählschalter
vorgesehen, entweder in Form eines gezahnten Rades wie der
Schalter 175 oder als Wippenschalter 174.
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In Fig. 12A ist das Gehäuse 153 teilwiese aufgebrochen,
um eine gedruckte Schaltung 156 innerhalb des Gehäuses mit
einer auf der gedruckten Schaltung 156 befestigten Batterie
150 zu zeigen. Die Batterie 150 steht in Kontakt mit der
gedruckten Schaltung über eine Batterieklemme 151. Mit der
Batterieklemme 151 in Reihe geschaltet sind zwei elektrisch
leitende Federfinger 159, die nebeneinander befestigt sind.
Zwischen den Fingern 159 befindet sich eine Lasche 161, die
eine gegenseitige Berührung der Finger 159 verhindert. Die
Kombination aus Lasche 161 und Fingern 159 wirkt daher als
Ein/Ausschalter, der verhindert, daß sich die Batterie 150 vor
Benutzung entlädt und es der Bedienungsperson erlaubt, die
Elektrodenanordnung durch vollständige Entfernung der Lasche
161 zu aktivieren. Bei Wiederverwendung einer solchen
Anordnung sollte die Lasche 161 wieder zwischen die Finger 159
eingeführt werden, um die Schaltung zu deaktivieren.
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Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform der
Elektrodenanordnung 158, die zur präkordialen Anwendung besonders
nützlich ist. Die notwendige Trennung der Signalelektrode 160
und der Null-Bezugs-Elektrode 162 wird in dem auf der Brust
zur Verfügung stehenden begrenzten Raum erreicht. Diese
Streifenelektrodenanordnung trägt einen Mikrochipverstärker, einen
Kodierer-Modulator und ein Sendemodul 164 (mit Batterie) sowie
Verbindungen 163, 165 für die Signaleingabe.
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Jede Elektrode kann einen Mehrfachstellungs-Schalter
aufweisen, der die Frequenz oder digitale Kodierung des Signals
von der Elektrode ändert, so daß es dem Parameter für die
Umgebung entspricht, in der die Elektrode am Patienten benutzt
werden soll. Hierdurch läßt sich die Anzahl der Elektroden mit
unterschiedlichen Arbeitsparametern begrenzen, die zur
Verfügung gehalten und zum Einstellen der Anordnung für einen
bestimmten Patienten benutzt werden müssen.
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Die Elektroden können farbkodiert oder beschriftet sein,
um anzuzeigen, wo sie am Körper anzubringen sind. Sie können
auch Frequenz- oder Kodeschalter aufweisen, so daß ein
Elektrodentyp an verschiedenen Körperstellen benutzt werden kann.
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Fig. 11 zeigt eine andere Form der
Elektroden/Elektronikanordnung, die in manchen Anwendungsformen von Interesse sein
kann. Diese Anordnung besteht aus zwei Teilen, einer
Elektrodenanordnung 132, gegebenenfalls in einer
Einweg-Ausführung, und einer elektronischen Anordnung 142, die
wiederverwendbar sein kann. Die Elektrodenanordnung 132 enthält einen
Bezugskontakt 134 und seinen zugehörigen
Verbindungs-Positionierstift 136, der durch den Isolierkörper zu der dem Kontakt
gegenüberliegenden Seite hindurchragt, sowie einen
Signalkontakt 138, dessen Verbindungsstift 140 ebenfalls durch den
Körper der Elektrode hindurchragt. Die Elektronikanordnung 142
ist so bemessen und ausgeführt, daß sie auf der
Elektrodenanordnung befestigt werden kann und mit den Verbindungsstiften
136 und 140 zusammenpaßt, die so angeordnet sind, daß sie von
den Kontakten 144 bzw. 146 aufgenommen werden. Jeder Kontakt
144, 146 ist federbelastet, so daß mit den Verbindungsstifen
136 und 140 ein elektrischer Kontakt hergestellt und diese
physikalisch gehalten werden.
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Fig. 7 zeigt in Blockform einen entsprechenden Aufbau.
Bei der Schaltung nach Fig. 7 werden die Herzsignale von jeder
der zehn Elektroden einem Verstärker 170 zugeführt (Fig. 1).
Das Ausgangssignal des Verstärkers 170 wird dem Kodierer-
Modulator 172 zugeführt, der einen vierfachen
NAND-Gatterabschnitt aufweist, wie er beispielsweise bei der integrierten
Schaltung vom Typ TSC-323 vorhanden ist. Der Wipp- oder
Kippschalter
175 ermöglicht die Wahl eines Dreizifferpols, wenn
digitale Kodierung verwendet wird. Bei analoger Kodierung
andererseits ist auf dem Sender 178 ein
Frequenz-Änderungsschalter 176 vorgesehen. Die in Verbindung mit Fig. 1
beschriebenen Oszillatoren (die hier verwendet werden) sind
durch Änderung der angelegten Spannung abstimmbar. Eine solche
Spannungsänderung erfolgt mittels des Schalters 176, durch den
die an die Steuerleitung eines spannungsgesteuerten
Oszillators (VCO) angelegte Spannung geändert wird. Der
spannungsgesteuerte Oszillator ist ein Teil des Senders. Somit kann
nach jedem Verfahren die Anzahl der unterschiedlichen Arten
von zur Verfügung zu haltenden Elektroden vermindert werden.
Die Basisstation-Dekoder- oder Empfänger-Demodulatoren können
fest sein, und die Elektrodenkodiereinrichtung kann
entsprechend dem Kode oder der Frequenz eines Zielsignalkanals an der
Basisstation eingestellt sein. Ein ähnlich ausgerüsteter
Empfänger-Demodulator müßte auch vorgesehen werden, um
ähnliche Einstellungen entweder am Dekoder oder an der
Mittenfrequenz des Empfängers vorzunehmen.
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Das entsprechend kodierte Signal oder das Signal mit der
gewünschten Frequenz wird der Antenne 180 zugeführt.
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Diese Anordnung kann mit Holter-Anordnungen arbeiten, bei
denen Zwölf-Ableitungs-Elektrokardiogramme von Dreielektroden-
Information gewonnen werden. Dies wird durch das Element 109
in Fig. 1 illustriert.
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Die unipolaren Ableitungen mit Bezug zum rechten Arm,
linken Arm und linken Bein des Patienten werden
herkömmlicherweise gegenüber dem rechten Bein als Bezugspunkt gemessen. Bei
einer Anordnung, bei der jedes Signal einzeln zu einer
Basisstation gesendet wird, ist es nicht erwünscht, einen Draht von
den Elektroden des rechten Arms, des linken Arms und des
linken Beins zu der am rechten Bein des Patienten als
Bezugspunkt befestigten Elektrode verlaufen zu lassen. Bei der in
Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird der Bezugspunkt am
rechten Bein aus den Signalen an den anderen Extremitäten des
Patienten in der Basisstation erzeugt und dann zur Elektrode
des rechten Beins übertragen, wie oben erläutert. Hierbei
handelt es sich um eine Zehnelektroden-Anordnung. Das rechte
Bein wurde stets als Referenzpunkt benutzt, im wesentlichen
weil die früheren Instrumente nicht so empfindlich waren und
Störungen weniger unterdrückten als moderne elektronische
Geräte.
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Nach zusätzlichen Versuchen wurde festgestellt, daß ein
Bezugspunkt verwendet werden kann, der näher an der
Signalelektrode ist als das rechte Bein, und daß jedes der drei
Signale, die notwendig sind, die bipolaren Ableitungen I, II
und III sowie die unipolaren Ableitungen aVR, aVL und aVF zu
bestimmen, gegenüber unterschiedlichen Meßpunkten gemessen
werden können, ohne ein gemeinsames Bezugspunktsignal
umgestalten zu müssen. Heutige elektronische Anordnungen
erfordem, daß jeder dieser Bezugspunkte wenigstens 2-4 cm vom
entsprechenden Signalkontakt entfernt ist. Eine Elektrode wie
die in Fig. 2 oder 6 gezeigte könnte für diesen Zweck benutzt
werden. Der entscheidende Faktor ist daher die Fähigkeit der
Elektronik, die gebrauchten Signale aus dem
Hintergrundrauschen zu extrahieren. Dies ist bei der Neunelektrodenanordnung
der Fall.
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Daher zeigt Fig. 8 eine Ausführungsform, die keine der
Elektrode am rechten Bein des Patienten, wie in Fig. 1
gezeigt, zugeordneten Empfangs- und Sendepfade aufweist.
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In dem Bemühen, die drahtlose
Elektrokardiographieanordnung wirksamer und praktischer zu machen, wurde ein
Präkordial-Elektrodenstreifen 182 geschaffen (Fig. 8 und 10A). Der
Streifen 182 weist zwei Kontakte 202-213 (Signalkontakte sind
geradzahlig, Bezugskontakte ungeradzahlig numeriert) für jede
präkordiale Signalmessung auf. Jeder der Kontakte 202-213 ist
auf einer Seite des Streifens 182 jeweils in einem Abstand zum
anderen Kontakt befestigt. Jeder der Kontakte 202-213 hat
einen Verbindungsstift oder dergleichen, der durch den
Streifen 182 zur gegenüberliegenden Seite hindurchragt. Präkordiale
Sendeanordnungen sind auf der anderen Seite des Streifens 182
befestigt und elektrisch mit dem entsprechenden
Verbindungsstift verbunden. Die präkordialen Elektroden müssen im
gleichen Abstand am Körper des Patienten angebracht werden, und
zwar der erste mit einem Abstand von etwa 1 cm nach links vom
Sternum des Patienten und in der Gegend der Seite des
Patienten. Hierzu können verschiedene Längen von
Präkordial-Elektrodenstreifen 182 angefertigt werden. Alternativ kann das
Basismaterial des Streifens 182 elastisch sein, ähnlich wie
eine elastische Bandage. Um den Streifen 182 an der Brust des
Patienten zu halten, können an jedem Ende des Streifens 182
Klebeflächen 216 und 218 angebracht werden. Alternativ kann
die gesamte Kontaktseite 214 des Streifens 182 mit Ausnahme an
den Flächen der zwölf Kontakte mit einem Klebstoff beschichtet
werden. Dies ist die Vierelektrodenanordnung mit einzelnen
drahtlosen Elektrodenanordnungen am rechten Arm, linken Arm
und linken Bein und Elektroden V&sub1;-V&sub6;, die am Streifen 182
befestigt sind und eine zusätzliche Anordnung bilden.
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Zusätzliche Versuche haben gezeigt, daß die Elektrode am
linken Arm ohne Genauigkeitsverlust hinsichtlich der sich
ergebenden elektrokardiographischen Daten zur linken Seite des
Patienten bewegt werden kann. Als Ergebnis dieser Versuche ist
bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine
Verlängerung des präkordialen Elektrodenbruststreifens der Fig.
10A mit zwei Kontakten 220 und 221 vorgesehen, um das Signal
des linken Arms an der linken Seite des Patienten zu
überwachen. Der verlängerte Streifen 192 ist in Fig. 10B gezeigt,
die entsprechende Elektronik in Fig. 9. Dies ist die
Dreielektroden-Lösung.
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Bei den Ausführungsformen der Fig. 8 und 9 können die am
Streifen 182 oder 192 befestigten Sendeanordnungen einzelne
Einheiten sein, die an den geeigneten Verbindungsstiften der
verschiedenen Elektroden befestigt sind, oder sie können
einzelne Sender sein, die sämtlich in einem gemeinsamen
Gehäuse enthalten sind.
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Bisher wurde nur auf eine drahtlose
Elektrokardiogrammanordnung Bezug genommen. Die drahtlose Signalübertragung von
einem Patienten kann aber unabhängig von der zu überwachenden
Funktion in gleicher Weise an einer entfernten Stelle gesendet
und empfangen werden. Somit kann eine wirklich drahtlose
Überwachungsanordnung bereitgestellt werden, die Puls,
Temperatur
usw. umfaßt, mit den Sende- und Empfangseinrichtungen
der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung.
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Zur weiteren Verbesserung der Möglichkeit der
Elektrodenanordnungen, das gewünschte Signal vom Hintergrundrauschen zu
trennen, können die Verstärker, z.B. die Verstärker 26 und 34,
als Differenz-Eingangsverstärker ausgeführt werden, wie in
Fig. 13 gezeigt. Der Differenz-Eingangsverstärker 26' enthält
zwei Signal-Eingangsanschlüsse, einen invertierenden und einen
nicht invertierenden Anschluß. Das Signal von der Elektrode am
rechten Arm wird dem nicht invertierenden Anschluß und das
Signal von einer Rausch-Aufnahmespule 202 dem invertierenden
Anschluß zugeführt. Zweck der Rausch-Aufnahmespule 202 ist es,
das Hintergrundrauschen zu erfassen und dem Verstärker 26'
zuzuführen. Das Hintergrundrauschen soll vom Signal abgezogen
werden, das in dem von der Elektrode am rechten Arm gewonnenen
Signal enthalten ist. Dies geschieht durch die
unterschiedlichen Vorzeichen der beiden Eingangsanschlüsse des Verstärkers
26', da das Ausgangssignal vom Verstärker 26' die
arithmetische Differenz zwischen den beiden Eingangssignalen ist, die
um einen gewählten Faktor verstärkt wurden. Durch Verwendung
dieses Verstärkers in jeder Sendeanordnung wird das
Signalrauschen stark vermindert und man kann weniger empfindliche
Komponenten verwenden oder Elektrodenflecken, die einen
geringeren Abstand zwischen ihren Signal- und Bezugskontakten
haben.