DE2014630A1 - Elektrocardiometer - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN ^Ui 4 630

DR. M, KOHLER DIPL-ING. G. GERNHARDT

MÜNCHEN HAMBURG

TELEFON= 395314 2000 H AM B U RG 50, 2*h 3.70

TELEGRAMME: KARPATENT KONl GSTRASSE 28

W. 23931/69 4/Pa

Frigitronics, Inc.,
Bridgeport, Connecticut (V.St.A.)

Elektrocardiometer.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrocardiometer.

Das routinemäßige Elektrocardiogramm ist eine sorgfältige und unentbehrliche Einrichtung, um eine Person eingehend zu untersuchen, um herauszufinden, ob sie einen abnor^· men Herzzustand hat. Es hat jedoch verschiedene Nachteile insoweit, als

1. sie besonders ausgebildetes Personal erfordert,

2. zwölf Paare von Leitungen mit der Person verbunden werden müssen,

3. es etwa einer Zeit von 15 Minuten bedarf, um dies zu beenden, und es für einen Facharzt eine zusätzliche Zeit erfordert, um die Ergebnisse der verschiedenen Ablesungen an dem Elektrocardiogramm zu interpretieren.

Demgemäß kann es als eine Sicherheitsmaßnahme beispielsweise nicht von verhältnismäßig wenig ausgebildetem Personal

oder für eine schnelle Untersuchung in der Praxis eines Arztes, in der Praxis eines Zahnarztes, für Untersuchungen für Versicherungen und für Gesellschaften, welche ihren Ange-? stellten eine physikalische Untersuchung zuteil werden lassen, verwendet werden.

Es sind Versuche gemacht worden, das Elektrocardiogramm zu vereinfachen, indem nur vier oder fünf Paare von Leitungen verwendet werden, und es sind weiterhin Versuche gemacht

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worden, eine geeignete Form eines Computers zu verwenden, um die in den verschiedenen Leitungspaaren . erhaltenen Spannungen zu analysieren, um die Zeit des Facharztes beim Interpretleren der Ergebnisse eines solchen Elektrocardiogramms einzusparen. Jedoch 1st bis heute keine Form einer elektrocardiographischen Vorrichtung in die Praxis eingeführt worden, welche als eine Sicherheitsmaßnahme verwendet werden kann und welche eine schnelle Untersuchung einer Anzahl Personen ermöglicht, die einfach durch einen Gang hindurchgehen können, mit ihren Händen etwa Io bis 15 Sekunden zwei Elektroden berühren, und eine einleitende Untersuchung des Zustandes des Elektrocardiogramms einer solchen Person erhalten läßt.

Durch lang andauernde Experimente in der Interpretation von Elektrocardiogrammen ist gefunden worden, daß eines der entscheidenden bzw. herausragenden Eigenschaften abnormaler Elektrocardiogramme der Zustand einer kleinen oder flachen T-Welle in dem Leitungspaar zwischen dem rechten und dem linken Arm ist, welche Leitung mit I bezeichnet wird derart, daß die T-Wellenamplitudenspltze weniger als etwa 16 % der QRS-Wellenamplltudenspitze beträgt. Es wurde gefunden, daß abnormale Herzzustände in weitaus dem größten Teil der Fälle sich auf verschiedene Welse offenbaren, daß sie jedoch in etwa 80 % der Fälle wenigstens durch diesen Zustand der Leitung I-T-Wellenamplitude aufgezeigt werden, die kleiner als ein bestimmtes Verhältnis der QRS-Wellenamplltudenspitze ist.

Das typische elektrocardiographische Muster besteht aus drei hauptsächlichen elektrischen Ablenkungen, der P-Welle, welche die atriale Depolarisation darstellt, die QRS-WeHe, welche die Depolarisation der Ventricel darstellt, und die T-Welle, welche die Repolarisation der Ventricel darstellt.

Demgemäß besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur einfachen elektrooardiographischen Interpretation zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein

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Elektrocardiometer zu schaffen, welches die maximalen' Amplituden verschiedener Wellen der elektrischen Tätigkeit des Herzens vergleicht. -

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Elektrocardiometer zu schaffen, welches einen gegebenen Prozentanteil der QRS-WeIIe mit der maximalen Amplitude der T-Welle vergleicht.

Eine weitere-Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Elektrocardiometer zu sohaffen, welches eine Anomal1tat anzeigt, wenn entweder die T-Welle zu spät erscheint oder In ihrer Amplitude relativ zu der QRS-Welle zu klein ist. gj

Schließlich will die Erfindung ein einfaches Elektrocardiometer schaffen, welches durch verhältnismäßig wenig geschultes Personal betätigt werden kann, indem einfach ein Meßinstrument abgelesen oder Lampen beobachtet werden, welche einen abnormalen oder einen normalen Zustand anzeigen«

Die Erfindung kann In einem Elektrocardiometer verkörpert sein, um elektrische Ablenkungen der QRS-Welle zu erhalten, welche die Depolarisation der Ventrlbel darstellt, und der T-Welle, welche die Repolarisation der Ventricel anzeigt, und es enthält ein Paar Leitungen, sowie Teile, um dieses Leitungspaar wirksam parallel zum Herzen anzuordnen, eine erste Einrichtung zum Messen der Amplitude der QRS-Welle parallel zu dem Leitungspaar, sowie eine zweite Vor- j| richtung zum Messen der Amplitude der T-Welle parallel zu dem Leitungspaar, sowie eine Einrichtung zum Vergleichen dieser Amplituden, sowie Anzeigemittel, die anzeigen, wenn die T-Wellenamplltude größer oder kleiner als etwa 12 bis 18 % der QRS-Wellenamplitude beträgt.

In der nachfolgenden Beschreibung werden AusfUhrungsbeisplele der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.

Die Flg. 1 und 2 zeigen zusammen ein Schaltschema einer bevorzugten AusfUhrungsform eines Elektrocardlometers.

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Pig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform eines Verstärkers.

Fig. 4 ist eine Reihe von Spannungsaufzeichnungen, welche das Arbeiten des Elektrocardiometers der Fig. 1 und 2 wiedergeben und

Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Ablesestromkreises der Fig. 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Elektrocardiometers 11, Jedoch ist hier auszuführen, daß viele verschiedene Formen elektrischer Stromkreise verwendet werden können, und daß die nachfolgende Beschreibung des bevorzugten AusfUhrungsbeispiels nur eine der vielen Möglichkeiten ist, die verwendet werden können. Das Elektrocardlometer 11 enthält verschiedene Hauptbauteile, nämlich einen Verstärker 12, einen Triggerstromkreis 15, einen Multivibratorstromkreis 14, einen Spitzen-Ablese- Speicherstromkreis 15, einen Null-Folge-Haltestromkreis 16 und einen Ableeeetromkreis 17.

Das typische Elektrocardlogramm zeigt die elektrische Tätigkeit des Herzens. Die Vorgänge, welche auftreten und welohe die Aktivität erzeugen, sind die Depolarisation und die Repolarisation des Myocardiums. Das typische elektrooardlographieche Muster ist in Fig. 4 oben dargestellt. Es besteht aus drei hauptsächlichen elektrischen Ablenkungen, die P-Welle, welche die atriale Depolarisation repräsentiert, die QRS-Welle, welche die Depolarisation der Ventricel repräsentiert und die T-Welle, welche die Repolarisation der Ventricel repräsentiert. Die Repolarisation der Atria wird gewöhnlich verdeckt. Eine vierte Ablenkung, die U-Welle, ist in der Leitung I unbedeutend.

Der obere Teil der Fig. 1 zeigt einen Verstärker 12, der beispielsweise aus drei verschiedenen Arbeitsverstärkern 2o, 21 und 22 besteht, welche integrierte Stromkreisverstärker mit einer kombinierten Verstärkung von etwa loooo haben, wenn die RUckkopplungskreise betrachtet werden. Kop-

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pelwiderstände 23* KoppeiLkondensatoren 24, Rüokkopplungswiderstände 25 und Rückkopplungskondensatoren 26 sind ausgewählt, daß sie ein Widerstands-Kapazitants-Verhältnis haben, um eine Bandbreite von 0,5 Hz bis 30 Hz zu erhalten. Diese Bandbreite läßt die elektrischen Signale des Herzschlages durchgehen, beseitigt jedoch den größten Teil des Spurengeräusches und der Interferenz, und beseitigt ein Geräusch von einer Energiequelle mit einer Frequenz von 6o Hz. Die Anschlüsse 27 und 28 sind die Eingangsansohlüsse von dem rechten Arm und dem linken Arm und sind identisch zur Leitung I oder dem ersten Paar Leitungen des üblichen M Elektrocardiogramms. Diese können zwischen den Armen oder zwischen den Schultern abgenommen werden, jedoch werden sie vorzugsweise aus Gründen der Einfachheit zwischen den Händen der zu untersuchenden Person abgenommen, und zweckmäßig kann sie ihre Hände bequem in kleine Metallschalen eintauchen, welche eine Salzlösung als gutes leitendes Elektrolyt enthalten, wobei die Anschlüsse 27 und 28 mit dia&en. S@halen verbunden sind. Es wurde gefunden, daß der Kontakt mit den Armen oder mit den Händen nicht kritisch ist«

Der Eingang an den Anschlüssen 27 und 28 beträgt etwa 0,65 Millivolt Spitze, wählsend der R-Welle. Bei der kombinierten Verstärkung von etwa loooo in dem Verstärker 12 ist der Ausgang an der Stelle A das typische EKG-Signal von m dem ersten Paar Leitungen mit einer R-Wellenamplifcudeaspitze von etwa 6,5 Volt, und eine typische elektroeardiographische Welle ist in Fig. 4 oben dargestellt. Energie von + und -Io bis 15 Volt wird dem Arbeitsverstärker zugeführt, jedoch ist dies in der Zeichnung nicht angedeutet« Der Verstärker könnte insgesamt mit den Widerständen, den Kondensatoren und den Transistoren statt der Arbeitsverstärker 2o, 21 und 22 nach Wunsch vollständig eingebaut sein.

Oben rechts in Fig. 1 ist der TriggerStromkreis 13 dargestellt. Dieser enthält einen umkehrbaren Transistorverstärker 31 mit einer Verstärkung von 2 bis 3« Der Ein-

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gang ist das Signal am Anschluß A₁ und der Ausgangsetromkreis enthält eine Diode 32, einen Widerstand 33 und einen Kondensator 34. Die Zeitkonstante des R-C-Kreises 33, 34 beträgt etwa 1 Sekunde, welches in der Größenordnung einer Perlode eines menschlichen Herzschlages liegt. Der Kondensator 34 erhält eine negative Aufladung, wenn die Amplitude der R-Welle sich erhöht, und die Entladung erfolgt dann gegen +15 Volt, wie dargestellt ist. Der ins Negative gehende Teil dieses Aiiag&ftges wird als R-Trlgger oder als RT-Signal bezeichnet und wird dazu verwendet, um den ersten der vier aufeInanderfolgenden monostabilen MuIitvibratoren in dem Stromkreis 14 zu triggern.

Der untere Teil der Fig. 1 zeigt die vier monostabilen Multivibratoren 35, 36, 37 und 38, welohe mit Ausnahme der verschiedenen Zeitkonstanten einander gleich sind, wie in Fig. 4 angedeutet 1st. In jedem dieser monostabilen Vibratoren ist das zweite Paar Transistoren gewöhnlloh leitend, und ist zu dem Zeitpunkt bzw. zu der Zeit abgeschaltet, während welcher das erste Paar Transistoren durch ein Eingangssignal eingeschaltet ist. Die Länge der Zeit, während welcher der erste Transistor des Paares eingeschaltet ist, welches der unstabile Zustand ist, hängt von den R-C-Zeitkonstanten des Stromkreises In an sich bekannter Wels« ab.

Der erste monostabile Multivibrator 35 wird In seinen unstabilen Zustand durch das RT-Trlggersignal während derjenigen Zelt getriggert, während welcher die EKG-R-Welle sich ihrer Spitze nähert. Es sind drei Spannungsanfälle an dem gemeinsamen Emitter-Widerstand 39 vorhanden. Demgemäß schaltet der Ausgang B während eiiier Periode von loo Millisekunden, wie in Fig. 4 dargestellt ist, von -12 Volt auf +15 Volt.

Diese loo Millisekunden-Periode enthält die Zeit, während welcher die R-Welle sich auf ihrer größten Amplitude befindet· Wenn die Spannung an dem Anschluß B zu -12 Volt durch Leitendwerden des zweiten Paares Transistoren zurückkehrt, wird der nächste Multivibrator 36 getriggert, und

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sein Ausgang C geht von -12 Volt zu +15 Volt während einer Periode von 3.00 Millisekunden. Diese Periode enthält die gesamte T-Welle des normalen Elektrooardiograniins an dem ersten Paar Leitungen. Der dritte Multivibrator 37 wird getrlggert, wenn die Spannung an dem Anschluß C auf -12 Volt zurückkehrt. Dieser dritte Multivibrator 37 hat eine Periode \on 25 Millisekunden, wie in Fig. 4 dargestellt ist, und dann wird der vierte Multivibrator 38 getriggert«,Die 25 Millisekunden-Periode von +1^VoIt an dem Anschluß D ist gewöhnlich vorhanden, nachdem die T-Welle beendet ist, und bevor die P-WeIIe begonnen hat. Der vierte monostabile Multivi- __ M brator 38 erzeugt einen Ausgang von +15 Volt während eines Zeitraumes von 25 Millisekunden an dem Anschluß E, und er beginnt, wenn die Spannung an D auf -12 Volt zurückkehrt. Das vollständige Sohaltsohema wird von Fig. 1 zu Fig, 2 fortgesetzt, und die linke Seite von Fig. 2 zeigt drei identischen Spitzenableee-Speieherstromkrelse 15, deren Jederaus drei H-kan&ligen Feldeffekt-Junotion-Transistoren 42, 43 und 44 mit austauschbarer Quelle und Senke besteht· Die ersten Transistoren 42 und 43 mit einer Zweifeldwirkung sind in Jedem der Stromkreise gewöhnlich offene Schalter. Der erste Satz von FET-Sohaltern 42 wird durch die *lfj Volt-Signale an den Anschlüssen B, C und D geschlossen* und diese verbinden Jeweils das EKG-Signal A mit den Dioden-Kondensator- j(| Hetzwerken, welche eine Diode 45 und eisen Kodensator 46 enthalten. Das Signal A wird auf diese,Weise durch die entsprechende Diode hindurchgeführt, um den Kondensator 46 aufzuladen, welcher die Spitaenwerte der R-Welle, der T- - Welle und der Naoh-T-Refez*enzpegel abliest und aufspeichert. Beim Abfühlen durch den Spannungsnachfolger FET 44 sind diese Spannungen an den Punkten F, Q und H bei niedriger Impedanz wie die Ausgänge der Spannungsnachfolger verfügbar, in deren Stromkreise die Transistoren 44 angeschlossen sind. Der zweite FET-Schalter 43 in jedem Stromkreis 45 ist ein gewöhnlich offener Schalter, welcher sfeh schließt, va den Kondensator zu entladen, welchem er zugeordnet ist, und zwar

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auf -8 Volt zu dem Zeitpunkt, zu dem die +15 Volt Spannung an dem Anschluß £ vorhanden ist, wodurch die Spitzen-Ablese-Speioheretromkreise 15 für den nächsten cardiographischen Zyklus bereitgemacht werden. Die Spannungswellenformen in diesen Stromkreisen an den Anschlüssen F, G und H sind in Fig. 4 enthalten.

Die drei Null-Folge-Haltestromkreise 16, welche in der rechten Hälfte der Fig. 2 dargestellt sind, bestehen jeweils aus einem gewöhnlich offenen Schalter, wie bei dem FET-Schalter 49 dargestellt ist, einem die Aufladung speichernden Kondensator 5o und einem Spannungsnachlaufteil, der als Feldeffekt-Transistor 51 dargestellt ist. Jeder Transistor 49 und 51 hat eine auswechselbare Quelle und Senke, und ist ein Junction-Transistor mit Feldeffekt und N-Kanälen. Die Spannung an dem Anschluß D in Fig. 1 wird dazu verwendet, die FET-Schalter einzuschalten, da zu dem Zeitpunkt, zu weloheM +15 Volt an dem Anschluß D vorhanden ist, die Spitzenablese-Speicherstromkreise 15 die maximale R-Welle, die maximale T-Welle und Nach-T-Bezugsspannungen an den Anschlüssen F, 0 und H die Eingänge zu den Null-Folge-Haltestromkreisen 16 enthalten.

Anschlüsse J, K und L werden auf Spannungen entsprechend der Spitze der vorhergehenden R-Welle (am Anschluß A) der maximalen Amplitude der vorhergehenden T-Welle und dem Stromnaohlauf-T-Bezugspegel für die Dauer eines cardiographischen Zyklus gehalten. Dies ist ebenfalls in Fig. 4 dargestellt. Am Ende der Zeitperiode, welche durch den cardiographischen Zyklus bestimmt 1st, werden die entsprechenden Spannungen des nachfolgenden Zyklus an die Tore der Null-Folge-Haltestronkreise 16 angelegt. Diese drei Spannungen können demgemäß eine abrupte Veränderung am Ende jedes dieser Zyklen herstellen. Der Ablesestromkreis 17 liefert, wie in dem unteren Teil der Flg. 2 dargestellt, die Antwort auf die Frage. (1) Ist die maximale Amplitude der T-Welle an dem Anschluß K weniger, gleich oder größer als X Prozent der maximalen Ampli-

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tude der R-Welle an dem Anschlu J, wobei beide auf den Nach-T-Bezugspegel am Anschluß L bezogen sind? (2) Ist die maximale T-Wellenamplitude gleich irgendeinem Prozent der maximalen R-Wellenamplitude? Um die erste Präge zu beantworten, wird ein vorbestimmtes Vein ältnis an dem Potentiometer 5^ eingestellt, das parallel zu den Anschlüssen J und L angeschlossen ist, so daß das auf Nullmitte eingestellte Mikroamperemeter 55 zwischen X Prozent der maximalen R-Spannung und der gesamten T-Wellenspannung angeschlossen ist. Auf diese Weise wird das Meßinstrument nach rechts bei einer "größer als"-Antwort, nach links bei einer "kleiner als^rt-Antwort abgelenkt und bleibt bei einer "gleich zu"-Antwort stehen. Um die zweite Frage zu beantworten, wird die Dreh- bewegung des Potentiometers von Null auf 100 % je Prozent kalibriert, wenn der Zeiger von dem L-Ansehluß gegen den J-Anschluß bewegt wird. Die Einstellung, bei welcher das Meßinstrument Null ist, ist der Prozentanteil der maximalen R-Wellenamplitude, zu welcher die T-Wellen-Maximalamplitüde gleich ist, wobei beide auf den Bezugspegel bezogen sind, der an dem Anschluß L vorhanden ist.

Der Meßschalter 57 ist in der richtigen Stellung zum Ablesen der obengenannten Information eingestellt. Dies ist ein zweipoliger Schalter mit vier Stellungen, und wenn der Schalter in die nächste Stellung 59 bewegt wird, verbindet er das Meßinstrument 55 zwischen Erde und der Spannung an dem Anschluß A durch ein Filter 6o. Eine nahe Null-Ablesung zeigt an, daß Übergänge, welche durch die Anlegung der Elektrode eingeführt worden sind, sich abgesetzt haben bzw. verschwunden sind, und daß die Vorrichtung zum Ablesen bereit ist. Die anderen beiden Schaltstellungen 6l und 62 sind mit dem Ableseinstrument verbunden, um den Zustand der + und -15 Volt Energiezufuhr, zum Beispiel Batterien, abzulesen.

Fig. 4 zeigt die Spannungswellenformen, die an den verschiedenen Stellen in den Stromkreisen vorhandenjsind, welche mit den Buchstaben A bis L bezeichnet sind. Das EKO

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-loan dem ersten Paar Leitungen wird durch zwei cardiographisohe Zyklen an der Wellenform A mit einer großen Differenz in dem R-zu-T-Verhältnie repräsentiert, um anzuzeigen, wie . markierte Veränderungen in dem EKO die Wellenformen P bis L beeinflussen. Die Wellenform B zeigt die Spannung an dem Anschluß B und zeigt an, daß sie während eines Zeitraumes von 100 Millisekunden von -12 zu +15 Volt geht, nachdem sie durch das RT-Triggersignal von dem Triggerstromkreis 13 getriggert ist. Die Wellenform C, welohe in Fig. 4 dargestellt ist, beginnt zu dem Zeltpunktder Beendigung der WeI-Ie an dem Anschluß B und dauert }oo Millisekunden, was für die übliche T-Welle eines normalen Elektrokardiogramme ausreichend ist. Die Wellenform B dauert 25 Millisekunden und wird bei Beendigung der Wellenform C eingeleitet. Diese Wellenform D gibt einen Nach-T-Spannungspegel, um einen Bezugspegel zu liefern, von welohem die R-und T-Wellen gemessen werden. Die Wellenform £, wie sie in Fig. 4 dargestellt 1st, tritt bei Beendigung der D-Welle am Anschluß D auf, und diese Welle am Schluß E wird dazu verwendet, die Spitzen-Ablese-Speioherstromkreise 16 zu triggern, um die FET-Schalter 43 leitend zu machen und die Kondensatoren 46 zu entladen.

In Fig. 4 1st die Spannungswellenform an dem Anschluß F W so dargestellt, daß sie dem oberen Teil der ansteigenden QRS-Welle folgt, bis die Spitzenspannung erreicht ist, woraufhin die Diode 45 einen Umkehrstrom verhindert, und daher die Spannung des Kondensators 46 auf den Spitzenwert bleibt, und die Nachfolgespannung 44 diese Spitzenspannung an dem Anschluß F hält. Dies wird während einer Gesamtzeit von loo+Joo+25 oder 425 Millisekunden aufrechterhalten, bis das Signal an dem Anschluß E erscheint. Die Spannungswellenform Ο in Fig. 4 zeigt, daß die Spannung anfänglich -8 Volt beträgt, dann auf den Pegel des Signals bei A ansteigt, wenn die T-Welle ansteigt, wonach sie auf dieser Spitxenamplitude bis zum Ende dieer Welle verbleibt, was wiederum

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425 Millisekunden nach dem Triggersignal an dem Anschluß RT beträgt. Die Wellenform an dem Anschluß H ist in Fig. 4 dargestellt und zeigt, daß sie von -8 Volt auf einen Bezugspegel ansteigt, der zu der Nach-T-Zeit hergestellt worden ist, nämlich eine Zeit, nachdem die T-Welle vorbeigegangen ist. Während derjenigen Zeit, während welcher für die Spannungen an den Anschlüssen F, G und H keine Aufzeichnung dargestellt ist, befinden sich diese Punkte auf '-8 Volt. Die Signale an den Anschlüssen J, K und L können,

wo sie nicht vorhanden sind, nicht dargestellt werden, da zu diesem Zeitpunkt die Werte von der R-Welle und der T-WeI- M Ie abhängen, welche den dargestellten vorangehen. Zum Zeit- """"" punkt des zweiten Impulses an dem Anschluß D würde das Meßinstrument 55 bei einem ausreichend guten EKG sich aus einer rechten Ablenkung verschwenken und bei einem abnormalen EKG nach links ausschwenken, wenn das Potentiometer 54 auf 25 % eingestellt worden ist«.

Bei einer kUrzlichen Prüfung von wenigstens 2oo normalen und abnormalen Elektrooardiogrammen ist festgestellt worden, daß ein verhältnismäßig scharfer Abschnitt bzw. ein verhältnismäßig scharfes Abschneiden zwischen normal und abnormal vorhanden ist, wenn die Höhe der T-Welle 14 bis 16 % der R-Welle beträgt. Ist die T-Welle größer als 16 %_s so wird dadurch gewöhnlich ein normales Slektrocardiogramm angedeutet, ^ und wenn die T*Welle kleiner als 16 # ist, 1st,diese gewöhnlich abnormalen Elektrocardiograiumen zugeordnet. In Abhängigkeit von dem Alter der Uhtersuchungsperson und anderen Faktoren kann ein Prozentgehalt zwischen 12 und 18 % alsdie Trennlinie zwischen normal und abnormal angesehen werden. Wenn diese Kriterien verwendet werden, zeigt in 99 von etwa loo willkürlich ausgewählten normalen Elektrocardlogramaien eine normale Beziehung zwischen der R-Welle und der TTWelle, und öo von loo abnormalen Cardiogranmen zeigten eine abnormale Beziehung,

Dieser elektrooardiographimche Test, welcher sich nur auf die Potentialdifferenz zwischen den rechten Arm und

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dem linken Arm verläßt, ist viel einfacher als die üblichen zwölf Paare Leitungen bei Elektrocardiogrammen, welche einen ausgebildeten Fachmann 15 Minuten lang erfordern, um diesen Vorgang zu beenden, und dann einen Spezialisten zum Interpretieren erfordern. Es wurde gefunden, daß die Verwendung eines einzelnen Leitungspaares mit einer direkten Ablesung von normal und abnormal etwa nur 15 bis j5o Sekunden erfordert.

Auf der Basis der vorliegenden Daten würde dieser Test, wenn er auf einen ausgewählten Personenkreis angewendet würde, theoretisch 8o % solcher Personen mit abnormalen Elektrocardiogrammen auswählen, während falsche positive Tests nur bei 1 % von normalen auftreten. Die praktische Anwendung eines solchen Tests kann anerkannt werden, wenn angenommen wird, daß bei einer Untersuchung einer Bevölkerung von loooo Personen Io % von ihnen abnormale Elektrocardiogramme haben. ■ Die Ergebnisse aus diesen theoretischen Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle dargestellt.

No. Prozent der Gesamtbevölkerung

X.	Bevölkerung	lo.ooo	loo
2.	normal	9.OOO2	90.0
	a. normal geprüft b. falsch positiv	8.91ο 9o	89.I 0.9
2.	abnormal	l.ooo	lo.o
	a. abnormal geprüft b. falsch negativ	8oo 2oo	8.0 2.0
4.	Oesamtfehler (2b + j5b)	29o	2.9
5.	gesamt richtig geprüft (2a + 3a)	9.7I0	97.1

Die Zeiteinsparung bei einer solchen Untersuchung im Vergleich zu der üblichen Elektrocardiographie wird anerkannt, wenn berücksichtigt wird, daß die Untersuchungszeit dieser Bevölkerung etwa 83,3 Stunden oder etwa 2 Wochen in Anspruch nehmen würde. Eine übliche Elektrocardiograhpie

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an dieser Bevölkerung würde 25oo Stunden oder 62 Arbeitswochen erfordern. Diese Untersuchung würde 97*1 % genau und richtig sein.

Aus obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß das Elektrocardiometer 11 ein Mittel zum Vergleichen der Amplitude der T-Welle mit der Amplitude der QRS-Welle schafft, und daß es insbesondere die Spitzenamplitude dieser beiden Wellen vergleicht. Weiter zeigt der Elektrocardiometer-Stromkreis die Abnormalität einer T-Welle an, welche zu spät 1st, d. h., diß das QT-Intervall eine lange Zeit ist. Wie aus der Wellenform an dem Anschluß G in Fig. k ersichtlich ist, erscheint, falls die Spitze der T-Welle nicht am Ende der 4oo Mulisekunden-Zeitverzögerungsperiode aufgetreten ist, welche durch den ersten und den zweiten monostabilen Multivibrator 35 und 36 geschaffen ist, dies als eine abnormal niedrige Amplitude der T-Welle, und als Ergebnis zeigt das Meßinstrument 55 dies als eine Abnormalität an. Falls weiterhin die T-Welle am Ende der 4oo Millisekunden-Zeitverzögerung nicht beendet worden ist,, wird die Wellenform an dem Anschluß H (Fig. 4) erhöht. Die Wirkung eines mehr positiven Nach-T-Bezugs ist die gleiche wie die einer weniger positiven T-Welle, und als Ergebnis zeigt das Meßinstrument 55 dies als abnormal an. Die Zeitperiode bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt 4oo Millisekunden, was etwa eine Hälfte der Periode des oardiographischen Zyklus zwischen aufeinanderfolgenden QRS-Wellen ist.

Fig..3 zeigt einen abgewandelten Stromkreis für den Verstärker 12, der in dem oberen Teil der Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt diesen abgewandelten Verstärkerstromkreis 65, der vier da· Arbeitsverstärker statt deren flrei enthält, wie sie bei der bevorzugten Ausführungsform dargestellt sind. Getrennte Eingänge an den Anschlüssen 27 und 28 führen zu getrennten Arbeitsverstärkern, bevor die beiden Signale in den beiden letzten Arbeitsverstärkern, die in Kaskade geschaltet sind, miteinander kombiniert werden. In anderer Beziehung arbeitet der Arbeitsverstärker-Stromkreis der Fig.

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auf die gleiche Weise« wie der in Fig. 1 dargestellte.

Fig. 5 zeigt einen Ablesestromkreis 69, der als abgewandelte Ausführung zu dem bei 17 in dem unteren Teil der Fig. 2 dargestellten verwendet werden könnte. Die visuelle Anzeige, wobei eine von zwei Lampen 7o und 71 aufleuchtet, beantwortet diese Frage mit ja oder nein: 1st die maximale Amplitude der T-WeIIe größer als X Prozent der maximalen R-Wellenamplitude, wobei beide auf den Naoh-T-Bezugspegel bezogen sind? X wird durch die Einstellung des Potentiometers 54 bestimmt. Ein Arbeltsverstärker 72 ist mit einem Eingang verbunden, der von dem Potentiometer 54 kommt, das parallel zu den Anschlüssen J und L angeschlossen ist, und der andere Eingang ist mit dem Anschluß K als ein Nach-T-Bezugswert angeschlossen.

Der Arbeitsverstärker 72 ist in einem Stromkreis mit zwei Abgriffen angeschlossen, so daß sein Ausgang bei 75 +12 Volt beträgt, wenn Tmax größer als X Prozent von Rmax ist, und beträgt -12 Volt, wenn Tmax kleiner als Prozent von Rmax ist. Dieser Ausgang macht, wenn er +12 Volt beträgt, einen NPN-Transistor 74 leitend, und der -12 Volt-Ausgang macht einen PNP-Transistor 75 leitend. Die N-kanaligen Transistoren 76 und 77 mit Feldeffekt, die in Serie zu Jeweils denTransistoren 74 und 75 geschaltet sind, werden beispielsweise während loo Millisekunden leitend gemacht, und werden durch das R-Wellensignal an dem Anschluß 5 eingeleitet. Während dieser loo Millisekunden jedes cardiographischen Zyklus entlädt sich einer der Kondensatoren 78 oder 79 durch einen der Transistoren 76 öder 77 mit Feldeffekt und dementsprechend der Transistor 74 oder 75* was durch den Eingang des Stromkreises mit zwei Abgriffen bestimmt ist, und die Lampe 7o oder 71* welche dem Transistor 74 oder 75 zugeordnet ist, wird zum Aufleuchten gebracht.

Die R-C-Netzwerke können eine Zeitkonstante von etwa o,8 Sekunden haben, und ermöglichen eine vollständige 15 Volt-Aufladung zum Aufladen der Kondensatoren 78 und 79 zwischen den Entladungen. Die Entladungszeit wird auf einen Arbelts-

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zyklus von etwa Io % begrenzt. Wenn daher Lampen mit Io Volt und 2o Milliampere verwendet werden, beträgt die mittlere Stromerfordernis nur +oder -2 Milliampere in Abhängigkeit davon, welche Lampe aufleuchtet. .

Die vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen und ebenfalls in der vorstehenden Beschreibung erläutert. Die Erfindung wurde in bevorzugten Ausführungsformen mit einem gewissen Ausmaß an Ausführlichkeit beschrieben, Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese AusfUhrungsformen beschränkt, und im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens können viele Änderungen in den Einzelheiten des Stromkreises und in der Kombination der Stromkreiselemente vorgenommen werden.

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Claims (16)

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   Patentansprüche

   lJ Elektrocardiometer zur Erzeugung von elektrischen Ablenkungen der QRS-WeLTe, welche die Ventricel-Depolarisation repräsentiert, und der T-Welle, welche die Ventricel-Repolarisation repräsentiert, gekennzeichnet durch ein Paar Leitungen, welches parallel zum Herzen anschließbar ist, eine erste Vorrichtung zum Messen der Amplitude der QRS-Welle an dem Leitungspaar, sowie eine zweite Einrichtung zum Messen der Amplitude der T-Welle parallel zu den Leitungen, sowie eine Einrichtung zum Vergleichen dieser Amplituden, und eine Anzeigeeinrichtung, die anzeigt, wenn die T-Wellen-Amplitude kleiner als etwa 12 bis Ib¹ % der QRS-Wellen-Amplitude beträgt .
2. 2. Elektrocardiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen Teil zum Messen der Spitzenamplitude der QRS-Welle enthält.
3. 3. Elektrocardiometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung Teile zum Messen der Spitzenamplitude der T-Welle enthält.
4. 4. Elektrocardiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung Teile zum Messen der Spitzenamplitude der T-Welle während eines Zeitintervalls enthält, sowie Mittel, welche dieses Zeitintervall zu einem Zeitpunkt nach dem Auftreten der QRS-Welle und zu einem Zeitpunkt vor dem Auftreten der nächsten QRS-Welle beenden.
5. 5. Elektrocardiometer nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche das Zeitintervall etwa bei einer halben Periode zwischen aufeinanderfolgenden QRS-Wellen beendet.
6. 6. Elektrocardiometer nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche das Zeitintervall in Übereinstimmung mit dem Auftreten einer QRS-Welle einleitet, sowie eine Einrichtung, welche dieses Zeitintervall nach einer gegebenen Zeltverzögerung beendet.

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7. 7. Elektrocardiometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung Teile zum Messen der Spitzenamplitude der QRS-Welle enthält.
8. 8. Elektrocardiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung arbeitet bzw. anzeigt, wenn der Wert der T-Wellen-Spitzenamplitude weniger als etwa 16 % der QRS-Wellen-Spitzenamplitude beträgt.
9. 9. Elektrocardiometer nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ein Meßinstrument ist, und Stromkreisteile Vorgesehen sind, welche dieses Meßinstrument mit Strom versorgen, damit es auf einer im wesentlichen gleichbleibenden Ablesung während eines beliebigen gegebenen Zyklus zwischen aufeinanderfolgenden QRS-Wellen bleibt.
10. 10. Elektrocardiometer nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß das Meßinstrument einen bestimmten Anteil der QRS-Wellen-Spitzenamplitude mit der T-WeIlen-Spitζenamplitude vergleicht.
11. 11. Elektrocardiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung' eine Lampe ist, .^welche in Übereinstimmung mit dem Verhältnis der Amplitude der QRS-Welle und der T-Welle aufleuchten kann.
12. 12. Elektrocardiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine erste und eine zweite Lampe aufweist, die bei Jeder Periode des Herzschlages selektiv aufleuchten können.
13. 135. Elektrocardiometer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Teile zum Einleiten des Starts eines Zyklus, welche Mittel zum Abfühlen der ansteigenden Spitze der QRS-Welle enthalten.
14. 14. Elektrocardiometer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zyklus einleitende Vorrichtung eine RC-Zeitverzögerungseinrichtung enthält, die eine Periode in der Größenordnung der Periode eines menschlichen Herzschlages hat.

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    -Ib-

    20U630
15. 15. Elektrocardiometer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zyklus einleitende Einrichtung eine Mehrzahl von monostabilen Multivibratoren enthält, die aufeinanderfolgend getriggert werden, und das Triggern des ersten der Multivibratoren den Zyklus anlaufen läßt.
16. 16. Elektrocardiometer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Spitze ablesenden Speicherstromkreis zum Ablesen der Spitzenamplitude Jeder QRS-Welle und der T-Welle.

    17«Elektrocardiometer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spitze ablesende Speicherstromkreis einen Kondensator enthält, der durch die positiv ansteigende Spannung aufgeladen wird, sowie eine Diode, welche ein Entladen des Kondensators verhindert,so daß die Spannung an dem Kondensator sich auf die Spitze der angelegten Spannung auflädt und auf dieser Spitze bleibt.

    Ib. Elektrocardiometer nach Anspruch 17« gekennzeichnet

    -Halte durch einen Null-Folge^Stromkreis, der Spannungs-Nachfolge teile enthält, um Spannungen zu erzeugen, die in Abhängigkeit Aon der Kondensatorspannung während eines vollständigen Zyklus auf einem konstanten Pegel bleiben·

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