DE2449606B2 - Anordnung zur automatischen Verarbeitung von elektrischen Herzaktionssignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatisehen Verarbeitung von elektrischen Herzaktionssignalen, bei welcher das Potential des ST-Abschnittes in Bezug auf das Potential des PQ-Abschnittes bestimmt wird.

Aus der US-PS 32 67 934 ist eine Anordnung zur Untersuchung des ST-Abschnitis bekannt, bei der das Potential des PQ-Abschnittes eines Herzaktionssignals bestimmt gespeichert und mit dem Potential eines bestimmten Punktes des ST-Abschnittes des gleichen Herzaktionssignals verglichen wird. Aus der Anzeige der Differenz Kann der Arzt erkennen, inwieweit eine _s Abnormität der Herzfurktion ν .rliegt Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß des Potential des PQ-Abschnittes durch Störsignale verfälscht ein kann; außerdem wird nur das Potential eines bestimmten Punktes des ST-Abschnittes festgestellt, der auf dem auf- oder absteigenden Ast oder in dem Minimum des ST-Abschnittes liegen kann.

Die Anordnung gemäß der US-PS 35 54 187 befaßt sich ebenfalls mit der Auswertung des ST-Abschnitts von Herzaktionssignalen. Hierbei wird festgestellt, inwieweit das Maximum bzw. Minimum des ST-Abschnittes unterhalb bzw. oberhalb bestimmter Standardwerte liegt, welche aus klinischen Untersuchungen gewonnen wurden. Die individuellen Werte eines v, Patienten weichen jedoch zum Teil erheblich von derartigen Standardwerten ab und sind zudem noch abhängig von dem Zustand, in dem sich der Patient zum Zeitpunkt der Messung befindet; so können Aufregung oder Anstrengung zu erheblichen Verfälschungen des w Meßergebnisses führen.

Die DE-OS 22 17 235 beschreibt eine Anordnung zur automatischen Auswertung von elektrischen Herzaktionssignalen, bei der der QRS-Abschnitt, sowie die Γ-Welle ausgewertet werden. Zur Auswertung des τ, QRS-Abschnittes wird ein Vergleich durchgeführt mit einem Digitalmuster, welches zu Beginn der Messung bei einem Patienten durch Mittelwertbildung über 20 Sekunden aufgenommen wird. Mittels logischer Schaltungsmittel wird dann die Lage von Schwellwerten so verglichen, wobei der zu beobachtende QRS-Komplex digitalisiert und mit dem gespeicherten charakteristischen Bit-Muster in Vergleich gesetzt wird. Die Anordnung ist verhältnismäßig kompliziert; sie wird auch nur auf den in seiner Form verhältnismäßig μ unkritischen QRS-Abschnitt angewandt, bei dem vor allem die Amplitude und die Breite eine Rolle spielt. Die Aufnahme des anfänglichen Bit-Musters verhindert nicht, daß möglicherweise eine Verfälschung der Messungen durch das geänderte Verhalten des Patienten oder durch Störsignale auftritt

Aufgabe der Erfindung ist es, genauere Angaben über das Potentialverhalten im ST-Absc'.mittzu erzielen.

Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß eine Schaltstufe vorgesehen ist, die den Verlauf des Potentials im ST-Abschnitt bestimmt und anzeigt

Es wurde festgestellt, daß es nicht ausreicht, lediglich das Potential des ST-Abschnitts zu bestimmen, da aus dem ST-Abschnitt noch zusätzliche, die Blutversorgung des Herzmuskels betreffende Informationen entnommen werden können. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Formbestimmung kann eine Aussage darüber getroffen werden, ob die Verbindung zwischen der S- und der TWelle (wobei die Wellen selber jeweils nicht erfaßt werden) einen ansteigenden, einen horizontalen oder einen abfallenden Verlauf aufweist Ein abfallender Potentialverlauf zeigt einen besonders gefährlichen Zustand der Blutversorgung der Herzmuskulator an.

In Weiferbildung der Erfindung ist eine Schaltstufe zur Kontrolle des PQ-Abschnittes vorgesehen, die bei Überschreitung einer vorgegebenen Spannungsschwankung innerhalb des PQ-Abschnittes die Auswertung des jeweils folgenden ST-Abschnittes unterdrückt

Hierdurch wird gewährleistet daß das Potential des PQ-Abschnittes nur dann für einen Vergleich mit einem ST-Abschnitt zur Verfügung gestellt wird, wenn keine beeinträchtigenden Störspannungsschwankungen im PQ-Abschnitt au/getreten sind.

Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm eines elektrokardiographischen Systems, das eine Ausfüiiruiwsform der Erfindung verkörpert,

Fig.2 eine Reihe von Signalformen wie sie in verschiedenen Teilen des Blockdiagramms gemäß Fig. 1 für zwei unterschiedliche Arten von EKG-Komplexen auftreten,

Fig.3 ein Blockdiagramm desjenigen Teiles des elektrokardiographischen Systems gemäß Fig. 1, das die Anwesenheit von breiten QRS-Komplexen in den Herzaktionssignalen (nachfolgend einfach EKG-Signal genannt) feststellt und anzeigt,

F i g. 4 eine Reihe von Wellenformen, wie sie in den verschiedenen Teilen des Blockdiagramms gemäß Fig.3 bei zwei unterschiedlichen Arten von EKG-Komplexen auftreten,

F i g. 5 ein Blockdiagramm desjenigen Teiles des elektrokardiographischen Systems gemäß F i g. 1 zur Erzeugung und Abgabe von Zeit- und Zeitfolgesignalen zur Austastung (sampling) des S-T-Segments von EKG-Komplexen,

Fig.6 eine Reihe von Signalformen wie sie in verschiedenen Teilen des Blockdiagramms gemäß Fig. 5 auftreten,

F i g. 7 ein Blockdiagramm des S-T-Segment-Rechen- und Darstellungsteiles der vorliegenden Erfindung,

F i g. 8 ein Blockdiagramm der p-q-Tastschaltung des S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteils der vorliegenden Erfindung,

Fig.9 eine Reihe von Signalformen, die in verschiedenen Teilen des Blockdiagramms gemäß Fig.8 auftreten,

Fig. 10 ein Funktionsdiagramm einer Pegel-, Steigungs-, Form- und Integrierschaltung des S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteils der vorliegenden Erfindung,

F i g. 11 eine Reihe von Wellenformen, wie sie in dem Funktionsdiagramm gemäß F i g. 10 auftreten,

Fi g. 12 ein Blockdiagraimi des S-T-Segment-Datendarstellungsteils des S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteils der vorliegenden Erfindung,

Fig. 13 eine Reihe von Wellenformen, wie sie im Bloclfdiagramm gemäß F i g. 12 auftreten, und

Fig. 14 eine Vorderansicht der Darstellungstafel des Steuergerätes, in dem die verschiedenen Rechnerteile der Erfindung untergebracht sind.

Die Erfindung ist in einem elektrokardiographischen System 10 der Fig. 1 verkörpert, das einen QRS-Feststell- und Darstellungsteil 12, einen S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteil 14 und eine Takt- und Zeitfolgeschaltung 13 besitzt Die EKG-Signale können über mehrere brauchbare Vorrichtungen dem System zugeführt werden. Eine derartige Möglichkeit wie sie durch den Block U dargestellt wird, besteht in der direkten Verbindung eines Elektrodenpaares mit der äußeren Oberfläche der Brust eines Patienten an den üblichen Leiterpositionen. Eine andere Möglichkeit, dargestellt durch den Block 17, besteht in der Verbindung zu einem geeigneten Ausgang eines Wiedergabesystems mit hoher Geschwindigkeit, bei dem Bandaufzeichnungen von EKG-Komplexen zuvor aufgezeichnet wurden, und entweder mit Echtzeit oder einem Vielfachen davon abgetastet werden. Obwohl die verschiedenen Eigenschaften der EKG-Signale über einen weiten Bereich sich verändern können, wird eine gesunde Person im allgemeinen eine Signalform erzeugen, die gleich der klassischen Form ist, wie sie auf der linken Seite des ersten Beispiels A der F i g. 2 gezeigt ist. Diese klassische Signalform besitzt in der folgenden Reihenfolge eine P-WeIIe von positiver Polarität, einen QRS-Komplex bestehend aus einer negativen φ-Welle, einer positiven R-Welle und einer negativen S-WeIIe, die durch ein sog. S-T-Segment von dem QRS-Komplex getrennt wird. Es können noch verschiedene zusätzliche Signalausschläge in dem normalen EKG-Signal vorhanden sein, doch haben diese nur «ine geringe Auswirkung iuf den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die vorliegende Beschreibung beschränkt sich deshalb auf Signalformen dieser allgemeinen Art. Es ist zu beachten, daß der QRS-Komplex bezüglich der Zeitachse gedehnt dargestellt ist, um eine deutlichere Veranschaulichung der Folge von Ereignissen zu gestatten.

In Ruhe treten die EKG-Signale typischerweise periodisch mit einer Frequenz in der Größenordnung zwischen 60 und 80 Schlagen pro Minute auf. Unter anormalen oder Hochleistungsbedingungen kann die Herzschlagrate sehr unregelmäßig sein und/oder bis über 200 Schläge pro Minute ansteigen. Die P-WeIIe ist normalerweise ein kleiner positiver Impuls, der dem Anfangsimpuls entspricht, welcher den Beginn des Herzschlages steuert, der die sich ergebende Reflexausdehnung und Kontraktion hervorruft. Der P-WeIIe folgt unmittelbar eine Periode von praktisch ruhender elektrischer Aktivität, die sich in einem EKG-Potential mit annähernder Null-Amplitude niederschlägt. Normalerweise hat diece Ruheperiode eine Dauer in der Größenordnung von 0,04 Sekunden und kann als ein isoelektrisches Signal ausgenutzt werden, das als Bezugspunkt für die übrigen Teile oder Wellen des zu

messenden EKG-Signals dient Das isoelektrische Signal enaet mit dem Beginn des QRS-Komplexes. Der QRS-Komplex stellt eine Erregung dar, die die ventrikulare Kontraktion auslöst, die die tatsächliche Herzpumptätigkeit erzeugt Der QRS-Komplex beginnt im allgemeinen mit einer Q-Welle als kleiner negativer Impuls. Der ip-Welle folgt die Λ-Welle, die der am meisten verdächtige Teil des EKG-Signals ist Die R-Welle besteht normalerweise aus einem positiven Impuls mit einer Ampltiude, die größer ist als diejenige aller anderen Wellen des EKG-Signals. Normalerweise hat die R-Welle das Aussehen einer Spitze mit einem scharfen Anstieg und einem scharfen Abfall und einer verhältnismäGig kurzen Dauer. Die maximale Dauer der R-Welle ist normalerweise in der Größenordnung bis zu 0,08 Sekunden. Bei gewissen Arten von Ariormalitäten jedoch ergibt sich ein EKG-Signal, das gekennzeichnet ist durch eine Verzerrung der Ä-Welle oder des QRS-Komplexes, wobei sich insbesondere ein Anstieg der Dauer der Ä-Welle ergibt Ei«: Anormalität wie beispielsweise vorzeitige ventrikulare Schläge, die von einem oder mehreren ectopischen Zentren der Depolarisierung in der Herzkammer hervorgerufen werden, können die Zeitdauer der /?-WeIle verlängern. Eine normale /?-WeIle ist in F i g. 2 links im Beispiel A gezeigt, während in F i g. 2 rechts das EKG-Signal vom normalen Signal durch eine breite Ä-Welle oder QRS-Komplex abweicht Der QP.S-KompIex endet nach der K-WeIIe in eine S-WeIIe ein. Die S-WeIIe ist ähnlich der (J-WeIIe, gewöhnlich ein kleiner negativer Impuls.

Außer dem QRS-Komplex folgt gewöhnlich eine T-WeIIe, die von der S-WeIIe durch das S-T-Segment getrennt ist Das Potential des S-T-Segments ist normalerweise annähernd gleich dem Potential des isoelektrischen Teiles zwischen dem Ende der P-WeIIe und dem Beginn der (J-WeIIe. Bei manchen Anormalitäten etwa Hen:-Ischemia, wird der Pegel des S-f-Segments heruntergedrückt, d. h. mehr negativ als der isoelektrische Teil. Andere Formen von Anormalitäten, die im allgemeinen ernster sind, beispielsweise ein Herzschaden infolge eines akuten myokardiaien Infarkts können eine Erhöhung des S-T Segments verursachen.

Die EKG-Komplexe, wie sie durch die Anordnung von Elektroden auf der Brust eines Patienten erzeugt werden (dargestellt durch Block 11) werden über einen Verstärker 1(5 üblicher Bauart geleitet, der eine gleichförmige Verstärkung über eine annehmbare Bandbreite erzielt, und alle Bestandteile des EKG-Signals auf einen brauchbareren Pegel verstärkt. D?.s Ausgangssignal des Verstärkers ist eine getreue Darstellung des EKG-Signals, jedoch mit erhöhter Amplitude, so daß es als Eingangssigna! für die elektrokardiographische Einrichtung 10 brauchbar ist

Falls das Ausgangssignal eines Wiedergabesystems mit hoher Geschwindigkeit bei Verwendung von Magnetbandaufze'chnungen oder ähnliche Vorrichtungen der Datenspeicherung, wie sie durch Block 17 dargestellt sind, als Quelle der EKG-Komplexe verwendet wird, erfolgt eine geeignete Verstärkung derselben normalerweise innerhalb des Wiedergabesystems. Die zeitabhängigen Schaltungen des Rechners werden dann für r*ie Hochgcschwindigkeits-Analyse entsprechend eingestellt. Ein Zweipositionsschalter 15 wird dazu verwendet, die gewünschte Quelle der EKG-Komple;ie auszuwählen, die die in V i g. 2 in zwei Beispielen der Zeile A eezeisrte Form haben können Fs

sei erwähnt, daß die EKG-Komplexe auf einer Sichtanzeige, etwa einem Oszillographen 7 oder einem Papierschreiber 9 dargestellt werden können, wobei ein zweiter Zeitgabeeingang zu den Sichtanzeigen von der Takt- und Zeitfolgeschaltung 13 erfolgt.

Das Eingangssigna! A läuft zuerst durch ein HF-Filter 18, durch das ungewollte Stör- oder Geräuschsignale in dem angelegten EKG-Signal ausgefiltert werden, wie sie durch Elektrodenbewegung, Muskelspannung oder dergleichen entstehen. Das Filter 18 kann ein aktives 30-Hz-Tiefpaßfilter sein zur Dämpfung von HF-Geräuschsignalen und minimaler Verzerrung des EKG-Signals. Das Ausgangssignal B des Filters 18 ist für die beiden Beispiele in Zeile öder Fig. 2 angegeben, die den Beispielen der Zeile A entsprechen. Das Ausgangssignal des Filters 18 wird an den S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteil 14 sowie an einen Verstärker 19 mit automatischer Verstärkungsregelung angelegt. Dieser kann von üblicher Bauart sein, um eine Normalisierung des EKG-Komplexes zu bewirken, wodurch sich standardisierte QRS-Amplituden ergeben. Der Verstärkungsbereich des Verstärkers 19 ist derart eingestellt, daß er einen begrenzten Bereich überstreicht und annähernd eine konstante QRS-Ausgangsspannung abgibt. Die automatische Verstärkungsregelung verhindert, daß zusätzliche Geräuschsignale als ein QRS-Komplex erscheinen, wodurch die QRS-Feststellung verbessert und Zeitgabefehler auf ein Minimum reduziert werden. Die Ansprechzeit des Verstärkers 19 ermöglicht eine Veränderung in der Verstärkung von einem QRS-Pegel zu einem anderen während mehrerer Sekunden oder QRS-Perioden. Das Ausgangssignal des Verstärkers 19 besitzt eine Signalform, die vergleichbar ist mit derjenigen in Zeile B der F i g. 2 und wird einem Differenzierglied 20 zugeführt. Das Ausgangssignal des Differenziergliedes 20 ist direkt proportional zur Änderungsgeschwindigkeit der hochfrequenten Bestandteile des Eingangssignals und besitzt eine Signalform, wie sie für die beiden Beispiele in Zeile C der Fig. 2 gezeigt ist. Das linke Beispiel der Zeile C entspricht einem normalen EKG-Signal, während das rechte Beispiel in Zeile Cder F i g. 2 ein EKG-Signal mit einer breiten R-WeIIe oder QRS-Komplex darstellt. Das Ausgangssignal Cvom Differenzierglied 20 wird an den S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteil 14 und an den Feststellungs- und Darstellungstei! 12 für einen breiten QRS-Komplex angelegt.

Der Feststellungs- und Darstellungsteil 12 bestimmt das Vorhandensein bestimmter Anormalitäten in den verarbeiteten EKG-Signalen. Beispielsweise wird die Dauer der R-Welle oder des QRS-Komplexes merklich über das Normale erhöht, wenn das Herz vorzeitige ventrikulare (Kammer)-Zusammenziehiingen durchläuft. Der Feststell- und Darstellungsteil 12 besitzt auch eine Schaltung zur Darstellung der Anzahl von breiten QRS-Komplexen über einer gewählten normalen Anzahl bezogen auf eine Zeiteinheit. Der Feststell- und Darstellungsteil 12 kann auch ein Ausgangssignal für ein entferntes Gerät abgeben. Eine andere Funktion dieses Teiis ist es, ein Ausgangssignal an die Takt- und Zeitfolgeschaltung 13 jedesmal dann abzugeben, wenn eine normale R-Welle in den verarbeiteteten EKG-Signalen vorhanden ist Der Teil 12 gibt auch ein Rechneranschaltsignal an den S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteil 14 ab. Die F i g. 3 veranschaulicht ein Blockdiagramm des Teiles 12 und die Fig.4 entsprechende Signalformen in den verschiedenen Teilen der Schaltung nach F i g. 3. Der Eingang zum Teil

12 erfolgt durch zwei Spannungsvergleich^ 22 und 24. Jeder der beiden Spannungsvergleicher 22 und 24 ist direkt mit dem Ausgang des Differenziergliedes 20 verbunden und das jeden der Vergleicher zugeführte EKG-Signal kann gleich dem linken Beispiel in der Zeile Cder Fig. 2 oder 4 für ein normales EKG-Signal oder gleich dem rechten Beispiel der Zeile Cder F i g. 2 oder 4 für einen breiten QRS-Komplex sein.

Der Spannungsvergleicher 22 ist von üblicher Bauart und vergleicht den Eingangsspannungspegel mit einer Bezugsspannung. Der Wert der Bezugsspannung ist derart gewählt, daß die durch die Anstiegskante der R-Welle erzeugte differenzierte positive Spannung den Bezugspegel überschreitet. Andere positive Spannungen, die beispielsweise durch die P-WeIIe, T-WeIIe etc. erzeugt werden, sind kleiner als die Bezugsspannung. In ähnlicher Weise ist der Spannungsvergleicher 24 von üblicher Bauart und besitzt einen Bezugsspannungspegel, der derart gewählt ist, daß die von der abfallenden Kante der /?-Welle in dem EKG-Signal erzeugte negative Spannung den Bezugspegel überschreitet, nicht jedoch andere negative Spannungen, wie sie beispielsweise durch die Q-Welle erzeugt werden. Die Bezugsspannungen für die Vergleicher 22 und 24 sind in Zeile C der F i g. 4 angegeben. Der Spannungsvergleicher 22 gibt einen positiven Impuls ab, wenn der Spa^-.;ungspege1 des Eingangssignals die Bezugsspannung überschreitet, wobei die Dauer des Impulses gleich der Zeit ist, während der die Eingangsspannung über dem Bezugsspannungspegel liogt. Das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers 2t ist ein Impuls, wie er in Zeile D in der F i g. 4 gezeigt ist, und wird gleichzeitig den monostabilen Kippstufen 26 und 28 zugeführt. Der Ausgangspegel dieser monostabilen Kippstufen hängt ab von der Amplitude ihrer Eingangssignale. Wenn das Potential des Eingangssignals über einen vorbestimmten Wert ansteigt, dann ändert die monostabile Kippstufe ihren Zustand, so daß das Potential des Ausgangssignals hoch ist und für eine vorbestimmte Zeit hoch bleibt. Beispielsweise erzeugt die monostabile Kippstufe 28 ein Ausgangssignal mit einer Dauer der Größenordnung von 200 Millisekunden. Das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 26 wird einer nonostabilen Kippstufe 30 zugeführt mit einer vorbestimmten Impulsdauer von annähernd 70 Millisekunden jedoch abhängig von der Beendigung des Impulses der Kippstufe 26. Das sich an der monostabilen Kippstufe 30 ergebende Ausgangssignal ist in Zeile G gezeigt Dieses Ausgangssignal wird direkt an den Breit/Normal-Feststellteil 32 des digitalen Vergleichers 34 angt.toppelt. Das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 28 ist ein Impuls gleich demjenigen der monostabilen Kippstufe 26, jedoch von längerer Dauer und ist beispielsweise in Teil / der Fig.4 angegeben. Der Impuls von der monostabilen Kippstufe 22 wird dem S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteil 14 sowie dem Breit/Normal-Feststellteil 32 zugeführt

Das Eingangssignal gemäß Zeile C der F i g. 4 wird auch an den Spannungsvergleicher 24 angelegt Dieser gibt einen positiven Impuls als Ausgangssignal ab, wenn die Spannung des Eingangssignals negativ und von einer größeren Amplitude als die vorgewählte Bezugsspannung ist Das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers bleibt so lange bestehen, wie die Eingangsspannungsamplitude größer als der Bezugsspannungspegel ist Demgemäß ergibt das Anlegen eines Signals, wie es in den Beispielen in Zeile C gezeigt ist, Ausgangssigna Je wie sie die Beispiele in Zeile E der F i g. 4 angeben. Die

Ausgangssignale werden an ein /?C-Differenzierglied38 angelegt, das aus einer Widerstands-Kondensatorschaltung besteht. Das Differenzierglied gibt einen Verknüpfungsimpuls beim Übergang des Spannungspotentials an der Abfallkante des Signals gemäß Zeile £"der F i g. 4 > ab. Das Ausgangssignal des Differenziergliedes 38 ist in Zeiie H der Fig.4 angegeben und wird dem Breit/Normal-Feststellteil 32 des Digitalvergleichers 34 zugeführt.

Der Breit/Normal-Feststellteil 34 enthält parallel m über Kreuz verbundene bistabile J-K Kippschaltungen. Eine der Kippschaltungen ändert ihren Zustand, also das Ausgangssignal /immer dann, wenn ein Impuls in dem //-Signal empfangen wird und der niedrige Zustand beim G-Signal vorhanden ist. Wie im rechten Beispiel in ι -> Zeile / gezeigt wird, bleibt das /-Signal hoch bis der Zustand des G-Signals durch Potentialveränderung infolge des nach, ten Impulses geändert wird. Ua die Zeitfolge des Impulses beim W-Signal zusammenfällt mit dem Ende der Λ-Welle in dem QRS-Komplex, >o erfolgt eine Verzögerung des Impulses im W-Signal über die Dauer des Impulses in dem (7-SignaI nur wenn ein breiter QRS-Komplex in dem verarbeiteten EKG-Signal auftritt.

1st das EKG-Signal normal, dann haben die G- und >-, //-Signale, die an den Digitalvergleicher 34 angelegt werden, die Form des linken Beispiels der Zeilen G und H in Fig.4. Kein Signal wird erzeugt von der /-^-Kippschaltung, wie dies im linken Beispiel in Zeile / zu sehen ist, da der //-Impuls während des hohen to Zustandes des C-Signals auftritt. Deshalb zeigt ein Ausgangsimpuls des Digitalvergleichers 34, wie es im rechten Beispiel der Zeile /in F i g. 4 angegeben wird, das Auftreten eines breiten QRS-Komplexes in den verarbeiteten EKG-Signalen auf. r,

Das Ausgangs-/-Signal wird dazu verwendet, eine Sicht- oder akustische Anzeige 40 zu betätigen, um eine sichtbare oder akustische Anzeige für jeden breiten QRS-Komplex in den verarbeiteten EKG-Signalen anzuzeigen Das /-Signal wird auch an einen üblichen digitalen Auf/Ab-Zähler 42 angelegt. Ein weiteres Eingangssignal zum Zähler 42 kommt von einem üblichen N-Bit pro Minute-Taktgeber 44 über den eine gewünschte Frequenz der Taktausgangssignale eingestellt werden kann. Das /-Signal schaltet den Zähler 42 aufwärts und das Taktsignal des Taktgebers 44 schaltet den Zähler abwärts. Der Digitalzähler 42 gibt somit ein Ausgangssignal ab, das die Anzahl von breiten QRS-Komplexen in den EKG-Signalen über eine bestimmte Dauer über der gewählten normalen Anzahl anzeigt, wie sie in den Taktgeber 44 eingestellt wird. Die Ausgänge des Digitalzählers 42 können in einem entfernten Hilfsgerät, beispielsweise einer akustischen Alarmanlage, einem automatischen EKG-Aufzeichnungsgerät, einem Rechner, einem Drucker etc. verwendet werden, oder beispielsweise einem Ausgangsindikator 43 zugeführt werden, der direkt die Anzahl der breiten QRS-Komplexe über einer gewählten Normalzahl angibt Der Komplementärausgang der /-K-Kippschaltung des Breit/Normii-Feststellteils 32 ist mit einem UND-Glied 36 verbunden, wobei sich ein hohes Ausgangssignal immer dann ergibt wenn ein Impuls im //-Signal empfangen wird und ein hoher Zustand für das G-Signal vorhanden ist Das /-Signal der Kippschaltung 28 wird der /-AT-Kippschaltung züge- _b5 führt, um diese vorzuspannen, so daß das hohe Ausgangssignal erhalten bleibt solange das /-Signal auf hohem Potential ist Falls ein EKG-Signal einen breiten QRS-Komplex enthält, werden die obigen Bedingungen nicht erfüllt, so daß die Kippschaltung keinen hohen Ausgangsimpuls an das UND-Glied 36 liefert. Falls ein EKG-Signal jedoch einen normalen QRS-Komplex enthält, dann ergeben sich die obigen Bedingungen und ein Ausgangssignal vergleichbar zu demjenigen gemäß dem linken Beispiel in Zeile K wird erzeugt und an das UND-Glied 36 des Digitalvergleichers 34 angelegt. Das UND-Glied 36 ist von üblicher Bauart und sperrt den Durchgang aller Impulse, sofern nicht ein positiver Impuls gleichzeitig an beiden Eingängen des UND-Gliedes vorhanden ist. Hieraus folgt, daß ein positives Signal 1 Svom Rechner- und Darstellungsteil 14 von sich aus und allein nicht durch das UND-Glied 36 laufen kann; das Gleiche gilt für einen positiven Impuls von der Feststellschaltung 32. Wenn jedoch ein positiver Impuls von der Feststellschaltung 32 während des Intervalls auftritt, wenn das positive Äusschaitsignai 5 vorhanden ist, ergibt sich am Ausgang des UND-Gliedes 36 ein Ausgangssignal, wie es in dem linken Beispiel in Zeile K der F i g. 4 dargestellt ist. Das Ai-Signal wird an die Takt- und Zeitfolgeschaltung 13 angelegt, um das Vorhandensein eines EKG-Signals zum Zeitpunkt des Beginns des Impulses im ^-Signal anzuzeigen, der zeitlich derart gelegt ist, daß er mit dem Ende der R-WeIIe zusammenfällt. Der Impuls in den: K-Signal kann auch zur Steuerung einer akustischen oder optischen Anzeige oder eines anderen externen Gerätes dienen, um die Feststellung eines normal breiten QRS-Komplexes anzuzeigen.

Die Takt- und Zeitfolgeschaltung 13 kann aus sechs monostabilen Kippstufen 46, 48, 50, 52, 54 und 56 in Reihenschaltung bestehen, wie dies Fig. 5 zeigt. Die Kippstufen 46, 50 und 54 sind von üblicher Bauart, bei der ein Impuls einer vorbestimmten Länge abhängig vom Auftreten der Anstiegskante eines ankommenden Verknüpfungsimpulses erzeugt wird. Die Kippstufen 48, 52 und 56 sind übliche Kippstufen, bei denen ein kurzer Impuls abhängig von der Abfallkante eines Eingangsim pulses erzeugt wird. Das //-Signal, wie es in dem QRS-Rechner und Darstellungsteil 12 entwickelt wird, wird an die Kippstufe 46 angelegt, und erzeugt einen Ausgangsimpuls, wie er in Zeile L der F i g. 6 dargestellt ist. Der Ausgang der Kippstufe 46 ist mit der Kippstufe 48 verbunden, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wie es in Zeile M der Fig.6 gezeigt ist; dieses Ausgangssignal wird an dem S-T-Segment-Rechen- und Darstellungsteil 14 und die Kippstufe 50 angelegt. Diese Anordnung von Kippstufen wird noch zweimal wiederholt, so daß Signale von den Kippstufen 52 und 56 ebenfalls an den Teil 14 angelegt werden. Die Ausgangssignale der Kippstufen 48,52 bis 56 sind in den Zeilen M, O und Q der F i g. 6 angegeben. Auf diese Weise werden Takt- oder Zeitgabesignale an drei Punkten im S-T-Segment jedes EKG-Komplexes, der keine breite R-Welle besitzt, in dem S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteil 14 eingeführt

Die Dauer des S-T-Segments in dem EKG-Komplex ändert sich für die verschiedenen Personen und insbesondere ist sie verschieden abhängig von der Herzschlagfrequenz und der physiologischen Arbeitsbelastung. Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in der vorliegenden Anmeldung beschrieben wird, findet die Tastung (sampling) des S-T-Segmentes zu drei Zeitpunkten statt die zeitlich nach Beendigung der Ä-Welle in jedem EKG-Komplex festgelegt sind. Insbesondere erfolgt eine Tastung zu den Punkten M, O und Q, wie dies in den Beispielen der Zeile AA der

Fig. 11 angegeben wird. Da sich die Charakteristiken des QRS-Komplexes von Patient zu Patient ändern, treten die Tastungen nicht notwendigerweise in dem gleichen Teil des S-T-Segmentes auf. Da der exakte Ort der Tastpunkte in dem S-T-Segment für den untersu- > chenden Arzt von Interesse sein kann, bringt die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, ein Ausgangssignal zu erzeugen, mit dem eine sichtbare Aufzeichnung erfolgt, wo in jedem EKG-Komplex die Tastung erfolgt. in

Das die Tastpunkte darstellende Ausgangssignal wird durch das Ausgangssignal von einem ODER-Glied 57 dargestellt, dessen Eingänge mit den M, O und Q Signalen gemäß Fig. 6 beschickt werden. Dieses ODER-Glied 57 ist ein übliches ODER-Glied, bei dem r> das Ausgangssignal einen hohen Pegel annimmt und auf diesem bleibt, solange hohes Potential zumindest an einem der drei Eingänge vorhanden ist. Das Ausgansssignal des ODER-GMedes 57, das sich aus den Eingangssignalen M, O und Q ergibt, ist in Zeile MOQ _>i> der Fig.6 angezeigt. Dieses MOQ-Signal markiert bei Anlegen an eine externe Vorrichtung, beispielsweise einen üblichen Oszillographen oder Elektrokardiographen in Spur des dargestellten EKG-Komplexes die exakten Punkte, an denen die Tastung vorgenommen r, wird.

Der S-T-Segment-Rechner- und Darstellungsteil 14 Destimmt das Vorhandensein von erhöhten oder erniedrigten S-T-Segmenten in den verarbeiteten EKG-Signalen, sowie die Steigung, Form und das j» Zeitintegral des S-T-Segments. Der Teil 14 enthält eine Schaltung zur digitalen Darstellung der Pegel- oder Amplitudeneigenschaften des S-T-Segments. Zusätzlich besitzt der Teil 14 eine Schaltung zur digitalen Darstellung der Steigung und des Zeitintegrals des r, S-T-Segments und zur Anzeige der Form des S-T-Segments. Der Teil 14 enthält analoge p-q-Tastschaltungen 57, Differenzverstärker 88, analoge Pegel-, Steigungs-, Form- und Integrilschaltungen 90 und einen S-T-Segment-Datendarstellungsteil 108 und ist in Blockform in 4» F i g. 7 angegeben. Ein Eingang zu der analogen /'-^-Tastschaltung, die in Fig.8 im einzelnen gezeigt ist, wird mit dem Ausgangssignal des Differenziergliedes 20 der F i g. I beschickt. Das Ausgangssignal des Differenziergliedes 20 besitzt eine Signalform gemäß Zeile Cder Fig. 1 und 2. Das C-Signal wird zu einem Störsignaldetektor 58 geführt, der aus zwei üblichen Spannungsvergleichern mit positiver und negativer Bezugsspannung besteht. Das Ausgangssignal des Detektors 58 liegt auf niedrigem Pegel, wenn die Amplitude des Eingangssignals unter die Bezugsspannungspegel fällt und ist auf hohem Pegel, wenn die Amplitude des Eingangssignals entweder positiver als die positive Bezugsspannung oder negativer als die negative Bezugsspannung ist Das Ausgangssignal vom Detektor 58, wie es sich aus dem Eingangssignal gemäß Zeile C der Fig.9 ergibt, ist ein Signal mit einer Signalform gemäß Zeile R der F i g. 9. Die positive und negative Bezugsspannung ist von gleicher Amplitude und stellt den maximalen Pegel für außerordentliche t,o Signale dar, die bei der Erstellung des P-Q-isoelektrischen Bezugspotentials noch brauchbar sind. Die außerordentlichen Signale bestehen vorwiegend aus 60-Hz-Interferenzsignalen infolge Elektroden-Gleichspannungs-Verändening und Signalen hervorgerufen bs durch Muskelspannungen des Patienten. D;e Bezugsspannungen sind abhängig von denjenigen Systemparametern, wie der EKG-Signal-Verstärkungsfaktor, der genauen Ausführung des Störsignalfilters 18 und des Differenziergliedes 20.

Ein niedriger Signalpegel am Ausgang des Detektors 58 gibt an, daß der Wechselspannungsstörsignalpege! eines ankommenden EKG-Komplexes einen ausreichend niedrigen Pegel besitzt, so daß es als ein annehmbares isoelektrisches P-Q-Bezugssignal zur Berechnung der beschriebenen verschiedenen S-T-Pegel verwendet werden kann. Umgekehrt stellt ein hoher Signalpegel am Ausgang des Detektors 58 unbrauchbare hohe Signalpegel dar. Der Ausgang des Detektors 58 ist direkt mit einem Eingang eines UND-Gliedes 60 und indirekt über eine /?C-Verzögerung 59 und eine mehrfach tastbare monostabile Kippstufe 61 mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 60 gekoppelt.

Das UND-Glied 60 ist von üblicher Bauart und verhindert den Durchlauf positiver Impulse bis gleichzeitig positive Impulse an allen drei Eingängen vorhanden sind.

Die KC-Verzögerung 59 bewirkt eine Verzögerung derart, daß ein Wechsel in dem Ausgangspotential /?des Detektors 58 am Eingang der monostabilen Kippstufe (RMV) 61 nicht vor einer bestimmten Zeit (in der Größenordnung von 1 Mikrosekunde bis 1 Millisekunde) nachdem er am UND-Glied 60 auftritt. Die retriggerbare monostabile Kippstufe 61 kann von üblicher Bauart sein und derart arbeiten, daß bei hohem Zustand des Signals R (entsprechend unannehmbaren Wechselspannungssignalpegeln) der Ausgang /?' von RMVBi auf niedrigen Pegel geht und für eine feste Zeit typischerweise in der Größenordnung von 30 Millisekunden nach dem Rückgang des Signals R auf seinen niedrigen Pegel auf dem niedrigen Wert bleibt. Hochfrequenzänderungen im Signal R mit Halbperioden kleiner als 30 Millisekunden erscheinen im Signal /?' als einziger Impuls, der mit dem ersten Übergang im Signal R auf den hohen Pegel beginnt und 30 Millisekunden nach dem letzten Übergang auf einen niedrigen Pegel endet.

Der dritte Eingang des UND-Gliedes 60 ist mit dem /'-Signal belegt, welches von dem /-Signal abgeleitet wird, das im Teil 12 der F i g. 3 erzeugt wird. Der Impuls im /-Signal wird durch Ansteigen des Potentials der R-Welle in dem EKG-Komplex ausgelöst. Das /-Signal erzeugt einen Impuls von voreingestellter Dauer, damit es auf hohem Pegel bis nach der Vervollständigung des letzten Tastpunktes Q bleibt. Das /-Signal wird an einem Inverter 62 angelegt, an dessen Ausgang ein hohes Potential auftritt, wenn das Eingangspotential niedrig ist und umgekehrt Das Ausgangssignal des Inverters 62 besitzt eine Signalform gemäß der Linie Γ der F i g. 9.

In dem Augenblick in dem das Signal Γ hoch ist und die Kippstufe RMVBi in nichtgetastetem Zustand sich befindet, d. h. wenn Ĺ hoch ist und das Signal R vom niedrigen auf den hohen Signalpegel übergeht, tritt ein augenblicklicher Hochspannungsimpuls am Ausgang S des UND-Gliedes 60 auf. Der Impuls 5 wird bestimmt durch die RC-Verzögerung 59, da nach der Verzögerungsperiode von 1 bis 1000 Mikrosekunden der Ausgang der Kippstufe 61 auf niedrigen Pegel übergeht und die drei Eingänge zum UND-Glied 60 nicht langer gleichzeitig auf hohen Pegeln sind.

Eine monstabile Kippschaltung 63 erzeugt an ihrem Ausgang S¹ einen positiven Spannungsimpuls bei Empfang des augenblicklichen Impulses 5 an ihrem Eingang. Die Dauer des S¹ Impulses ist typischerweise in der Größenordnung von 25 Millisekunden ufd hat eine ausreichende Dauer derart, daß bei der Feststellung

eines normalen QRS-Komplexes nach einer Reihe von Vorfällen, die eine Erzeugung eines 5-lmpulses bewirkten, die Signale / und S¹ gleichzeitig für einen Teil der .^-Impulsperiode auf hohem Pegel sind.

Eine bistabile Kippschaltung (F/F) 67 ist von üblicher -, Bauart, bei der der Ausgang 5" immer dann niedrig ist, wenn der in diesem Falle mit dem Signal / beschickte Rückstelleingang niedrig ist und in den hohen Zustand nur dann übergeht, wenn das Signal / hoch ist, wenn ihr Einstelleingang, in diesem Falle das ^-Signal, hoch ist. κι Ist sie in den hohen Zustand gesetzt, dann bleibt der Ausgang S" solange auf hohem Pegel, bis das Signal /in seinen niedrigen Zustand zurückkehrt.

Das Signa! S" wird an den QRS-Feststell- und Darstellungsteil 12 und an ein ODER-Glied 65 angelegt, ι ί

Dieses ist von üblicher Bauart und sein Ausgangssignal nal Γ ist auf niedrigem Pegel, wenn seine beiden Eingänge niedrig sind, und es nimmt den hohen Pegel immer danr an, wenn entweder einer oder beide Eingänge iuf hohem Potential lieger. Das sich _>n ergebende Ausgangssignal des ODER-Gliedes 65 ist in Zeile T in Fig. 9 gezeigt, und wird einem Inverter 69 zugeführt. Dieser ist eine übliche Vorrichtung, die ein hohes Potential an ihrem Ausgang abgibt, wenn das Eingangssignal niedrig ist und umgekehrt. j-,

Das sich ergebende Ausgangssignal des Inverters 69 wild einem mit einem Gatter versehenen Taktgeber 64 zugeführt und besitzt eine Signalform, wie sie in der Zeile V der F i g. 9 angegeben ist. Der Taktgeber 64 ist von üblicher Bauart, wobei eine feste Taktfrequenz m eingestellt wird für die gewünschte P-(?-Tastgescnwindigkeit (typischerweise in der Größenordnung von 10 bis 15 Millisekunden) und wobei ein Ausgangssignil aus positiven Impulsen bei dieser vorbestimmten T.'Stgeschwindigkeit immer dann erzeugt wird, wenn das η Potential des Eingangssignals hoch ist. Das sich ergebende Ausgangssignal des Taktgebers 64 ist ein Signal mit der Signalform in Zeile t/der Fig. 9. LP ist eine Signalform des (/-Signals, die der Anschaulichkeit halber mit einem gedehnten Zeitmaßstab dargestellt ist. w

Das tZ-Signal wird einer monostabilen Kippstufe 66 zugeführt, die einen positiven Ausgangsimpuls mit vorbestimrnter Breite immer dann abgibt, wenn eine Anstiegskante eines ^-Impulses auftritt. Die Signalform des Ausgangssignals der monostabilen Kippstufe 66 ist 4-, in Zeile V der Fig. 9 angegeben. Da die positiven Impulse in dem V-Signal schließlich zur Tastung der Sampling-Schalter verwendet werden, ist die Dauer der positiven Impulse derart gewählt, daß eine Austastung (sample) von kurzer Dauer zu Beginn jeder Tastperiode -₎₍> erzeugt wird, um die Anzahl der Sampling-Schalter zu reduzieren, die erforderlich sind, um eine brauchbare Genauigkeit in de·· Messung des isoelektrischen Potentials zu erreichen.

Das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 66 wird einer bistabilen Kippschaltung 68 sowie UND-Gliedern 70 und 72 zugeführt. Die bistabile Kippschaltung 68 ist von üblicher Bauart mit zwei Ausgangssignalen mit entgegengesetzem Verknüpfungszustand. Die bistabile Kippschaltung 68 ändert ihren Zustand beim _bo Auftreten der Anstiegskante der Impulse in dem V-Signal, wodurch die zwei Ausgangssignale Wund Afin den Zeilen Wund Xder Fig.9 erzeugt werden. Das W-Signal wird an den Eingang des UND-Gliedes 70 und an einen Schalter 74 angelegt und dient als Steuersigna! _b5 zum Schließen des Schalters 74. in ähnlicher Weise wird das X-Signal an das UND-Glied 72 und einen Schalter 76 angelegt und dient als Steuersignal zum Schließen des Schalters i'6.

Das V-Signal von dt:r Kippstufe 66 und das W-Signal von der bistabilen Kippstufe 68 werden an das UND-Glied 70 von üblicher Bauweise angelegt. Ein hohes Ausgangssignal ergibt sich an diesem UND-Glied /0, wenn beide Eingänge hoch sind; das Ausgangssignal besitzt eine Signalform wie sie in der Zeile yder F i g. 9 dargestellt ist. Das V-Signal wird an einem Schalter 7? angelegt und dient als Steuersignal zum Schließen dieses Schalters. Das V-Signal und das X-Signal werden dem UND-Glied 72 zugeführt, um ein Ausgangssignal Z mit einer Signalform gemäß Zeile Z der Fig. 9 zu erzeugen. Dieses Ausgangssignal dient als Steuersignal zum Schließen eines Schauers 80. Aus F i g. 9 zeigt sich, daß die V- und Z-3ignale Impulse mit der halben Taktfrequenz der V-Impulse entfalten, und daß diese abwechselnd in Intervallen gleicher Größe auftreten.

Die Schalter 78 und 80 können übliche IC-Analogschalter sein, wobei jeder Schalter ein Eingangssignal B empfängt, das der analogen Ausgangsspannung des HF-Störsignalfilters 18 der Fig. 1 ist. Das Ausgangssignal des Schalters 78 liegt über einem Kondensator 82 und das Ausgangssignal des Schalters 80 über einem Kondensator 84. Die Schalter 78 und 80 sind geschlossen, wenn die Steuerimpulse hoch sind, so daß das Potential des isoelektrischen Teiles des EKG-Komplexes periodisch getastet und in den Kondensatoren 82 und 84 gespeichert wird.

Das Ausgatigssignal des Kondensators 82 liegt am Schalter 76 und das Ausgangssignal des Kondensators 84 am Schalter 74. Die Ausgänge der Schalter 76 und 74 sind miteinander verbunden und an eine analoge Pufferstufe 86 angelegt. Die Schalter 76 und 74 können von üblicher IC-Analogbauweise sein und werden abwechselnd gesteuert, um eine abwechselnde Übertragung von Daten in die Analogpufferstufe 86 zu bewirken. Die Schaltzeiten der Schalter 76 und 74 sind derart, daß die beiden Schalter nicht gleichzeitig geschlossen sind, da sonst Ladungsfehler zwischen den Kondensatorspanr.ungen auftreten könnten. Auch gewährleistet diese Schalteranordnung, daß das an die Pufferstufe 8(5 angelegte Sample von dem let/ten zumindest um ein Sample entfernt ist. Die·, kommt daher, daß die C)-WeIIe in einen EKG-Komplex die Beendigung der Taktimpulse in dem LZ-Signal bewirkt und die Tastsignale Wund X für die Schalter 76 und 74 von dem (^-Signal abgeleitet werden. Diese Tastanordnung bringt im allgemeinen einen Pegel mit einer annehmbaren Genauigkeit in der Messung des isoelektrischen Potentials in dem EKG-Komplex. Die Zwei-Schalteranordnung für die Tastung und die Ausgabe von Daten ist jedoch nur als Beispiel anzusehen und zusätzliche Sichalter können zur Erzielung einer größeren Genauigkeit bei der Messung des isoelek.trischen Potentials auf Wunsch hinzugefügt werden.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß der Aufbau der analogen P-C*-Tastschaltung es ermöglicht zu bestimmen, ob ein isoelektrischer P-Q- Bezugs wert von brauchbarer Qualität vorhanden ist und, wenn dies nicht der Fall ist, zu verhindern, daß die verschiedenen S-T-Daten für diesen EKG-Komplex verrechnet werden. Dies reduziert in hohem Maße die Wahrscheinlichkeit von Meßfehlern und erhöht die Qualität der Daten. Die Unterdrückung der S-T-Berechnung wird dadurch erreicht, daß die nachstehende Folge von Vorgängen, die die EKG-Eingangssignaleigenschaften betreffen, wie sie durch die Signalformen der Fig.9 wieder gegeben sind, auftreten.

a) Annähernd die letzten 30 Millisekunden des P-Q-Intervalls, das den isoelektrischen P-Q-Bezugswert darstellt, muß praktisch frei von 60-Hz-Interfereni-iignalen, Eltktrodengleichspannungsstörsignalen und Signalen infolge übermäßiger Muskelspannung des Patienten sein.

b) Die Auslösung des S¹ -Signals erfolgt normalerweise durch die Feststellung der Q-Welle oder, falls diese nicht in genügender Größe vorhanden ist, durch die Basis der R- Welle.

Ein übermäßiges Störsignal am Ende des P-Q-lmervalls kann eine Auslösung des .^-Signals bewirken. Da die Ä-Welle innerhalb 25 Millisekunden festgestellt werden muß, bleibt der gespeicherte Abtastwert, der noch diskutiert wird, immer noch innerhalb des f-O-Iritervalls, das normalerweise länger als 40 Millisekunden ist Sollte ein Störsignalpegel früher auftreten, dann werden die 25 Mi Urkunden überschritten unci die zuvor beschriebenen and anhand der F i g. 5 und 6 erläuterten S-T-Samplingfolgen werden nicht eingeleitet.

Die Pufferzone 86 ist von üblicher Bauweise mit einer sehr hohen Eingangsimpedanz und einem sehr niedrigen Eingangsvorspannstrom, um Ladungsfehler der Kondensatoren 82 und 84 zu vermeiden. Der Ausgang der Pufferstufe 86 ist an einen Differenzverstärker 88 gelegt, der auch als Eingangssignal das B-Signal mit der EKG-Signalform gemäß Zeile B der F i g. 2 empfängt Der Differenzverstärker 88 ist von üblicher Bauart, wobei das Ausgangssignal die Eingangswellenfonn des EKG-Komplexes, jedoch versetzt um den Spannungspegel des Potentials des Gleichspannungsvorspannsignals von der Pufferstufe 86 enthält Die Signalform des Signals AA ist in Zeile AA der F i g. 11 angegeben. Nimmt man an, daß ein Sijjnal B in den Verstärker 88 gelangt, wobei das P-Q-Sejnnent des EKG-Komplenes ein Potential gemäß der ZeiJe B der Fi g. 11 besitzt, und wobei dieses positive Potential gemessen und an den anderen Eingang des Verstärkers 88 von der Pufferstufe 86 aus angelegt wird, dann versetzt der Differenzverstärker 88 die ß-Signalform um dieses positive Signal, wobei eine Signalform erzeugt wird, wie sie in der Zeile AA der F i g. i 1 angegeben ist, wobei der P-Q-TeW des EKG-Komplexes Null-Potential besitzt Der Differenzverstärker 88 kann auch eine Verstärkung hervorrufen, um eine gewünschte Größen veränderung der analogen Ausgangssignale zu erzielen, wodurch die sich anschließenden Sample- und Halteschaltungen vereinfacht werden. Das Ausgangssignal AA vom Differenzverstärker 88 wird der analogen Pegel-, Steigungs-, Form- und Integral-Berechnungsschaltung90gemäß Fig. 10zugeführt.

In der Schaltung 90 wird das Signal AA an Schalter 92,94 und 96, sowie an den Integrationsverstärker 200 angelegt. Die Schalter 92,94,96 und 202 können übliche IC-Analogschalter sein, wie sie zuvor beschrieben wurden, wobei der Schalter durch einen positiven Impulspegel in einem digitalen Steuersignal geschlossen wird. Der Schalter 92 schließt für die Dauer jedes Λί-Impulses gemäß F i g. 6. Ein Kondensator 100 wird über einen Widerstand 98 geladen, wobei die Kombination der Werte für den Widerstand 98 und den Kondensator 100 derart gewählt wird, daß die Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 98 und dem Kondensator 100 direkt in Beziehung steht zu dem exponentiell Durchschnitt des S-T-Potentialpegels für eine vorgewählte Anzahl von Herz schlägen zum M-Zeitpunkt gemäß der Signalform AA in F i g. 11. Die Spannung am Kondensator 100 wird einer Pufferstufe 102 zugeführt, die von üblicher analoger Bauart sein kann mit einer hohen Eingangsisolation, um die Aufladung des Kondensators 100 zu vermeiden. Der Ausgang der Pufferstufe 102 ist mit jeweils einem Eingang von Differenzverstärkem 104 und 106, sowie mit einem S-T-Segment-Datendarstellungsteil 108 verbunden. Es ist zu beachten, daß die Technik der

ίο Mittelwertsbildung von Analogdaten, wie sie hier beschrieben wird, infolge ihrer Einfachheit für viele Anwendungsfälle ausreichend sein wird, daß jedoch auch andere Formen der Mittelwertsbildung, etwa Zeitmittelwertbildung für andere Anwendungsfälle erforderlich sein kann.

Das Signal AA wird an den Schalter 94 gelegt, der durch das Impulssignal O gesteuert wird. Der Ausgang des Schalters 94 ist mit einer Mittelwertbildungsschaltung, bestehend aus dem Widerstand 110. einem Kondensator 112 und einer Pufferstufe 114, verbunden, die in einer Weise arbeitet, die identisch ist mit derjenigen der oben beschriebenen Mittelwertbildungsschaltung. Das S-T-Segment des EKG-Komplexes, das in dem Signal AA enthalten ist wird zu demjenigen Zeitpunkt abgetastet, der dem Punkt O in der Zeile AA der F i g. 11 entspricht wobei das Potential dieses Punktes für ein.. Mittelwertbildung über die gleiche vorgewählte Anzahl von Herzschlägen verwendet wird. Die abgetastete Spannung, die am Kondensator 112 anliegt, wird der Pufferstufe 114 zugeführt Das Aiisgangssignal derselben wird an den zweiten Eingang des Differenzverstärkers 104 sowie an einen Eingang eines Differemrverstärkers 116 angelegt

Eine dritte Abtastung (sampling) des S-T-Segments in

jedem EKG-Komplex wird zu demjenigen Zeitpunkt ausgeführt der mit Q in der Signalform der Zeile AA der F i g. 11 identifiziert wird. Die dritte Tastung wird dadurch erzielt daß das Signal AA dem Schalter 96 zugeführt wird, der das Signal Q als Steuersignal verwendet Der Ausgang des Schalters 96 ist mit einer Mittelwertbildungsschaltung, bestehend aus einem Widerstand 118, einem Kondensator 120 und einer Pufferstufe 122, verbunden, wobei diese Schaltung praktisch identisch mit den zuvor beschriebenen ist. Der Ausgang der Pufferstufe 122 wird an die Differenzverstärker 106 und 116 angelegt

Das Ausgangssignal AB der Pufferstufe 102, das dem Potential im S-T-Segment des EKG-Komplexes, gemessen zum Zeitpunkt M, entspricht, kann als Ausgangssi- gnal zu einer externen Vorrichtung verwendet werden, und kann außerdem an den S-T-Segment-Datendarstellungsteil 108 angelegt werden. Dieser Teil 108 verarbeitet das Analogsignal AB zu einer digitalen Anzeige der Erniedrigung oder Erhöhung des S-T-Pe gels an oder kurz nach der Nahtstelle zwischen der S- und T-WeIIe, die /-Punkt genannt wird und in Zeile A der F i g. 11 angegeben ist. Das Potential zum Zeitpunkt M wird auch dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 106 zugeführt Das Ausgangssi-

Mi gnal der Pufferstufe 122, welches dem Meßwert des Potentials des S-T-Segments des EKG-Komplexes zum Zeitpunkt Q ist, wird dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 106 zugeführt. Der Differenzverstärker 106 kann von üblicher Bauart sein mit einer

6i Ausgangsspannung AC, die repräsentativ ist für die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingangssignalen. Das Ausgangssignal ACvom Verstärker 106 ist somit ein Maß für die Differenz in den Potentialpunkten

M und Q in dem S-T-Segment des EKG-Komplexes. Das Ausgangssignal AC kann auch einer externen Vorrichtung, sowie dem S-T-Segment-Datendarstellungsteil 108 zugeführt werden. Dieser verarbeitet das analoge Signal AC zu einer digitalen Anzeige der Steigung zwischen den beiden Punkten bzw. der Änderungsgeschwindigkeit des S-T-Segments.

Die allgemeine Form des S-T-Segments kann durch Berücksichtigung von mindestens drei Punkten innerhalb des Segments gemessen werden. Die Steigung jeder in F i g. 15 gezeigten Linie ergibt sich wie folgt:

M₁ =

M₂ =

- Ii

- V_n

Yq- Yo

Die Form des Segments kann dann definiert werden als Differenz der Steigungen der zwei Linien:

Form = C = M₂ - Af₁ _ V_Q - Vp

V_n- Kw

h-u

Werden die Intervalle /j— fe und r₂— Ί identisch und gleich eins gemacht, so ergibt sich

C= V₀+ V_M- 2 V»

Wenn somit die beiden Steigungen gleich sind, dann ist C gbich Null. Befindet sich der Punkt O unterhalb der die Punkte Q und M schneidenden Linie, dann ist die Form positiv oder konkav. Liegt der Punkt O oberhalb der die Punkte Mund Qdurchlaufenden Linien, dann ist die Form negativ oder konvex. Die Form des S-T-Segments ist von wesentlicher Bedeutung für manche Prüfer, insbesondere während Übungsprüfungen. Beispielsweise wird ein EKG-Komplex eines Patienten oft als pathologisch angesehen, wenn die Form konvex oder möglicherweise sogar Null ist, und zwar beim Vorhandensein einer S-T-Pegel-Erniedrigung 2 mm oder größer.

Die Eingangssignalc zum Differenzverstärker 104 sind das Potential des S-T-Segments am Punkt M an dem invertierenden Eingang und das Potential des S-T-Segments am Punkt O am nichtinvertierenden Eingang. Das Ausgangssignal des Verstärkers 104 ist die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung an den Punkten Mund O. Das Ausgangssignal des Verstärkers 104 wird an den invertierenden Eingang eines üblichen Differenzverstärkers 124 angelegt. Der zweite Eingang des Verstärkers 124 ist der nichlinvertierende Eingang und erhält ein Signal, das entspricht der Spannungsdifferenz zwischen den Spannungen an den Punkten O und Q. Das zweite Eingangssignal wird vom Ausgang des üblichen Differenzverstärkers 116 geliefert. Das Ausgangssignal AD vom Verstärker 124 ist die Differenz der Spannungen der beiden Eingangssignale und wird an den S-T-Segmen( Datendarstellungsteil 108 angelegt. Dieser verarbeitet das Analogsignal AD zu einer Formanzeige für das S-T-Segment, wie sie zuvor beschrieben wurde. Zusätzlich kann das AD Signal als Eingang für ein externes Gerät verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung verarbeitet das EKG-Signal auch durch Integration der S-T-Segment-Spannung in bezug auf die Zeit. Dies wird veranschaulicht durch den schraffierten Teil der Signalform der Zeile AA der Fig. 11. Diese Integrationstechnik kann in Verbindung mit allen oder einigen Datenverarbeitungstechniken, wie sie zuvor beschrieben wurden, verwendet werden, um eine zusätzliche Hilfe für den Arzt bei seiner Diagnose zu geben.

Ein Verstärker 200, ein Widerstand 202 und ein Kondensator 204 gemäß Fig. 10 bilden die Grundelemente für einen Integrationsverstärker üblicher Bauart,

ίο der das Zeitintegral der analogen Eingangsspannung AA berechnen kann. Die Integrationsschaltung enthält auch einen analogen Schalter 206, der von einer bistabilen Kippschaltung 208 normalerweise geschlossen gehalten wird. Der Schalter 206 entlädt deshalb normalerweise den Kondensator 204, was bewirkt, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 200 auf Null Volt geht Das Impulssignal M wird an den Eingang der bistabilen Kippschaltung 208 gelegt, so daß beim Auftreten von Impulsen in dem M-Signal die bistabile Kippschaltung 208 ihren Zustand ändert und die Kontakte des Schalters 206 öffnet, wodurch der Integrationsverstärker das Zeitintegral des Eingangssignals AA zu berechnen beginnt Beim Auftreten von Impulsen in dem Q-Signal schließt sich der normaler weise geöffnete Schalter 210 für die Dauer des Impulses und die Spannung am Ausgang der Integrierschaltung wird abgetastet und der Mittelwert gebildet, und zwar unter Verwendung eines Widerstandes 212 und eines Kondensators 214 mit einer Mittelwerubildungszeit-

jo konstanten, die im wesentlichen identisch zu derjenigen ist, die bei der Verarbeitung des Signals AB verwendet wurde. Die Spannung am Kondensator 214 wird dem Pufferverstärker 216 zugeführt und das sich ergebende Signal BA ist eine Analogspannung, die proportional ist zu dem berechneten Mittelwert des Integrals der S-T-Segment-Spanni ig, berechnet zwischen den Punkten Mund Q. Das ßA-Signal wird als Eingangssignal für den S-T-Segment-Datendarstellungsteil 108 verwendet, der es zu einer digitalen Anzeige des Zeitintegrals des S-T-Segments verarbeitet. Wie bei den früheren Analogausgangssignalen, die in der Vorrichtung gemäß Fig. 10 entstehen, kann auch das ß/4-Signal als Eingangssignal für ein externes Gerät verwendet werden.

Wie zuvor angegeben, kann die analoge Pegel-, Steigungs-, Form- und Integral-Berechnungsschaltung 90 vier Analogsignale an eine geeignete externe Quelle, etwa einen Papierschreiber abgeben. Da erkenntlich ist, daß andere Arten von Analysen für Widere Anwen-

yi dungsfälle wünschenswert sein können, können diese Analogsignale mit einem üblichen Papierschreiber oder anderen geeigneten Vorrichtungen zur dauerhaften Aufzeichnung von Trendkurven oder anderen Aufzeichnungen dienen.

Der S-T-Segment-Datendarstellungsteil 108 ist in Fig. 12 gezeigt und empfängt die Analogsignale AB, AC, ADuna BA. Zusätzlich werden die Eingangssignale M, Q, Fund 5" gemäß den Signalformen der Fig. 13 zugeführt. Das Signal S" wird an eine monostabile

μ Kippschaltung 145 angelegt, die ein hohes Ausgangssignal für ein vorbestimmtes Zeitintervall abhängig von der Abfallkante des S-T-Segmentabtast-Einschaltsignals 5'' erzeugt. Das Ausgangssignal 5"' ist in F i g. 13 gezeigt und wird an den einen Eingang eines

hi ODER-Gliedes 146 angelegt; die anderen Eingänge dieses ODER-Gliedes sind die zuvor gemäß Fig. 5 erzeugten Signale Mund Q. Das ODER-Glied 146 läßt alle Impulse mit hohem Potential durch, die als

Eingangssignale angelegt sind. Ein Ausgangssignal AG mit einer Signalform gemäß Fig. 13 entsteht am Ausgang des ODER-Gliedes 146. Dieses Signal wird an Dekadenzähler 164 und 166 angelegt, und dient zur Rückstellung dieser Zähler. Das AG-Signal wird auch an einen Inverter 148, einen Sägezahn- oder Rampengenerator 150 und an ein Schieberegister 126 angelegt

Das Schieberegister 126 ist von üblicher Bauart, wobei eine serielle Eingabe in parallele Ausgänge transformiert wird. In rückgestellter Stellung des Registers 126 sind alle Ausgänge auf niedrigem Pegel. Beim Empfang eines ersten Steuerimpulses entsteht in der ersten Position des Registers ein hohes Ausgangssignal, während die anderen Ausgangssignale niedrig bleiben. Ein zweiter Steuerimpuls bewirkt, daß das hohe Ausgangssignal in die zweite Position verschoben wird. Ein dritter Steuerimpuls schiebt das hohe Ausgangssignal in die dritte Position. Schließlich stellt ein Rückstellimpiils alle Registerelemente in die niedrige Stellung. Die Einführung des AG-Signals gemäß F i g. 13 als Steuersignal bewirkt parallele Ausgangssignale mit den Signalformen, wie sie in den Zeilen AE¹, AB und AP in Fig. 13 dargestellt sind. Das F-Signal gemäß Fig. 13 stellt das Register zurück. Das erste der parallelen Ausgangssignale, nämlich Signal AB, wird als 2% Steuersignal für einen Schalter 132 verwendet, und auch an einen Eingang eines UND-Gliedes 136 angelegt Das zweite der parallelen Ausgangssignale, nämlich Signal AB, wird als Steuersignal für einen Schalter 134 verwendet, uno auch als ein Eingangssignal für ein κ> UND-Glied 137 verwindet. Das letzte der drei parallelen Ausgangssignate des Schieberegisters, nämlich Signal AE¹, wird als ein S: uersignal für einen Schalter 135 und als ein Eingangssignal für ein UND-Glied 139 verwendet. r,

Der Schalter 132 hat als Eingangssignal das 4ß-Signal, das die Erhöhung oder Erniedrigung in dem S-T-Segment darstellt. Der Schalter 134 erhält als Eingangssignal das AC-Signal, das die Steigung des S-T-Segments darstellt, und der Schalter 135 empfängt als Eingangssignal das SA-Signal, das das Zeitintegtal des S-T-Segmentes repräsentiert. Die Schalter 132, 134 und 135 sind übliche IC-Analogschalter, die sich nur dann schließen, wenn das Potential ihrer Steuersignale hoch ist. In der Anordnung gemäß F i g. 12 können keins «r, zwei Schalter gleichzeitig geschlossen sein. Die Ausgänge der Schalter 132, 134 und 135 sind miteinander verbunden und bilden ein Ausgangssignal AF, welches in Reihe Spannungen enthält, die den S-T-Segment-Pegel, die S-T-Segment-Steigung und das Zeitintegral des S-T-Segments darstellen. Das AF-Signal wird an Vergleicher 138 und 140, sowie an einen Analoginverter 142 angelegt. Der Ausgang des Inverters 142 ist mit einem Vergleicher 144 verbunden.

Das AG-Signal wird als Eingangssignal für den γ, Sägezahngenerator 150 verwendet, dessen Ausgangssignal als zweites Eingangssignal für die Vergleicher 140 und 144 dient. Der Sägezahngenerator 150 ist von üblicher Bauart, bei dem das Ausgangssignal abhängig von dem Anstieg eines Eingangssignals den niedrigen _w> Pegel annimmt und diesen für die Dauer des Impulses beibehält, und dann eine analoge Ausgangsspannung abgibt, die linear mit der Zeit mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ansteigt, bis die Sättigung der Schaltung erreicht ist. Das Anlegen des AG-Signals an den ^ Sägezahngenerator 150 bewirkt ein Ausgangssignal AH mit einer Signalform, wie sie in Fi g. 13 gezeigt ist.

Das AfASignal wird als Bezugseingangsspannung an

den Vergleteher 140 für positive Spannung angelegt, ebenso an den Vergleicher 144 für negative Spannungen als Bezugseingangsspannung. Beide Vergleicher 140 und 144 können von üblicher Bauart sein, bei der das Ausgangssignal des Vergleichers auf hohem Pegel ist, wenn die Dateneingangsspannung die Bezugseingangsspannung überschreitet Das Ausgangssignal -ies Vergleichers 140 und das Ausgangssignal des Vergleichers 144 werden an ein ODER-Glied 152 üblicher Bauart gelegt, das alle Impulse hohen Potentials in einem oder beiden der Eingangssignale hindurchläßL Da der Vergleicher 140 für den Vergleich positiver Spannungen und der Vergleicher 144 für den Vergleich negativer Spannungen eingestellt ist, zeigt sich, daß hohe Ausgangssignale von den Vergleichern nicht gleichzeitig auftreten können.

Die Ergebnisse eines EKG-Komplexes, wie er im ersten Beispiel der Zeile A in F i g. 11 gezeigt ist werden nun in der folgenden Erläuterung wiedergegeben:

Die Verarbeitung des EKG-Komplexes ergibt ein Signal mit der Signalform gemäß dem ersten Beispiel in Zeile AA der Fig. 11. Dieses AA-Signal wird als Eingangssignal für die analoge Pegel-, Steigungs-, Form- und Zeitintegral-Berechnungsschaltung 90 des S-T-Segment-Recbaer- und Darstellungsteils 14 verwendet Die Verarbeitung des AA-Signals in der Schaltung 90 ergibt wiederum vier analoge Eingangssignale für den S-T-Segment-Daten- und Darstellungsteil 108. Diese vier Eingangssignal sind das Αθ-Signal als Analogspannung repräsentativ für den S-T-Segment-Pegel, das AC-Signal als Analogspannung repräsentativ für die S-T-Segment-Steigung, das AD-Signal als Analogspannung für die S-T-Segmentform und das SA-Signal als Analogspannung für das Zeitintegral des S-T-Segments. Die Schalter 132, 134 und 135 bringen das AF-Signal hervor, das in Reihe Analogspannungen enthält, die den S-T-Segment-Pegel, die S-T-Segment-Steigung und das Zeitintegral des S-T-Segments darstellen. Das AF-Analogsignal, das sich bei der Verarbeitung eines beispielsweisen EKG-Komplexes ergibt, ist in der Zeile AFder F i g. 13 angeführt. Wie bei dem Beispiel der Fig. 13 gezeigt ist, sind die Pegel-, Steigungs- und Zeitintegralspannungen alle negativ, was bedeutet, daß keine von ihnen die positive Bezugsspannung des Vergleichers 140 überschreitet, so daß das Ausgangssignal desselben auf niedrigem Wert bleibt. Der Vergleicher i44 vergleicht jedoch ein invertiertes AF-Signal mit der AW-Bezugsspannung und da die Spannung dieses invertierten Signals die Bezugsspannung in allen drei Fällen überschreitet, ergibt sich als ι esultierendes Ausgangssignal des Vergleichers 144 eine Signalform, wie sie in Zeile Alder F i g. 13 dargestellt ist. Wenn alle in dem AF-Signal enthaltenen Analogspannungen hoch gewesen wären, dann würde das Ausgangssignal des Vergleichers 140 geeignete Impulsinformationen enthalten, während des Ausgangssignal des Vergleichers 144 auf niedrigem Wert geblieben wäre.

Das A ASignal läuft durch das ODER-Glied 152 unverändert hindurch, so daß das /4/-Signal, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, ein Eingangssignal für ein UND-Glied 154 bildet. Am anderen Eingang des UND-Gliedes 154 liegt ein invertiertes AG-Signal vom Inverter 148, welches als A/-Signal in Fig. 13 gezeigt ist. Das UND-Glied 154 kann von üblicher Bauart sein, bei dem ein hohes Ausgangssignal nur dann erzeugt wird, wenn beide Eingangssignale auf hohem Pegel liegen. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 154 ist das Signal AK

der Fig. 13. Dieses Signal enthält bei der vorliegenden VeranschauJichung drei positive Impulse, deren jeweilige Dauer dem entsprechenden Impuls in dem A/-Signal minus der Dauer des positiven Impulses im MC-Signal entspricht Da dta mittleren Spannungen in dem AF-Signal während der positiven Impulse in dem AG-Signal auf den neuesten Stand gebracht wurden, und da die Beendigung des MG-Signals den Anstieg in dem Bezugssignal AH auslöst, ist die Dauer des ersten Impulses im AAT-Signal proportional zu der Spannung in dem AF-Signal, das den mittleren S-T-Segment-Pegel darstellt, wobei die Dauer des zweiten Impulses in dem A/C-Signal proportional zu der Spannung in dem AF-Signal ist, das die durchschnittliche S-T-Segment-Steigung angibt, und die Dauer des dritten Impulses in dem A/C-Signal ist proportional zu dem AF-Signal, das das durchschnittliche Zeitintegra! des S-T-Segments angibt

Der Ausgang des UND-Gliedes 154, d.h. das AK-Signal, wircf an einen Taktgeber 156 ir-sd an eine monostabile Kippstufe 158 angelegt Letztere kann von üblicher Bauart sein, bei der ein positiver Impuls von vorbestimmter Dauer, abhängig von dem Abfall von positiven Eingangsimpulsen, erzeugt wird. Das Ausgangssignal der Kippstufe ist als Signalform AM in Fig. 13 gezeigt und dient als Eingangssignal zu den UND-Gliedern 136, 137 und 139 üblicher Bauart mit einem hohen Ausgangssignal beim Auftreten beider Eingangssignale mit hohem Pegel.

Die beiden Eingangssignale für das UND-Glied 136 sind das Ai?-Signal, das nur dann hoch ist, wenn der dem S-T-Segment-Pegel zugeordnete Impuls in dem AK-Signal vorhanden ist, und das AM-Signal, das einen am Ende des S-T-Segment-Pegelimpuises erzeugten Impuls enthält Das Ausgangssignal AW gemäß Fig. 13 enthält einen am Ende der Messung des Pegels des S-T-Segments ausgelösten Impuls. Dieses Signal AIV¹ wird einer Speichereinheit 128 und einer Speichereinheit 130 zugeführt und dient als ein Steuersignal zur Übertragung der S-T-Segment-Pegel-Digitalinformation von den Impulszählern 164 und 166 in die Speichereinheit 128.

Die beiden Eingangssignale zu dem UND-Glied 137 sind das AP-Signal und das ΑΛί-Signal. Am Ausgang des UND-Gliedes 137 entsteht das Signal AN² mit einem Impuls am Ende der Messung der Steigung des S-T-Segments. Das A/V-Signal wird an Speichereinheiten 160 und 162 gefegt und als Steuersignal zur Übertragung der S-T-Segmentssteigung-Digitaiinformation von den Impulszählern 164 und 166 in die Speichereinheit 160 verwendet.

Das UND-Glied 139 empfängt die AB- und AM-Signale und gibt ein Ausgangssignal AN³ am Ende der Messung des Zeitintegrals des S-T-Segments ab. Das Ausganssignal des UND-Gliedes 139 wird an Speichereinheiten 141 und 143 gelegt und wird zur Übertragung der S-T-Segment-Zeitintcgral-Digitaiinformation aus den Zählern 164 und 166 in die Speichereinheit 141 verwendet.

Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 154, nämlich das AK-Signal, wird an den Taktgeber 156 angelegt. Dieser Taktgeber kann von üblicher Bauart sein, wo der Takt über UND-Glieder oder Gatter gesteuert wird, wobei positive Impwse einer vorbestimmten und festen Frequenz immer dann erzeugt werden, wenn das Eingangssignal hoch ist. Das Ausgangssignal des Taktgebers 156 ist das AL-Signal, dessen Signalform in Fig. 13 gezeigt ist. Pv einer richtigen Wahl der Taktfrequenz ist die erste Impulsfolge in dem AL-Signal ein direktes Maß des Pegels des S-T-Segments in Millimetern, die zweite Impulsfolge ein direktes Maß der Steigung des S-T-Segments in Millimetern pro -, Sekunde, und die dritte Impulsfolge ein direktes Maß des Zeitintegrals des S-T-Segments in Millimetersekunden.

Das Ausgangssignal des Taktgebers 156 wird an einen üblichen Einheiten-Zähler 164 angelegt, wo die Eingangsimpulse gezählt und in eine binär-dezimal-codierte Form (BCD) umgewandelt werden. Der Zähler 164 dient dazu, einen Wert in der Einer-Spalte wiederzugeben, wobei ein Ausgang mit einem Dekadenzähler 166 verbunden ist, der die anzuzeigenden Daten in der

ι -, Zehnerspalte akkumuliert. Die BCD-Daten für die Einer und Zehner werden in einem der Speicher 128,160 oder 141 gespeichert

Jede der Speichereinheiten ist eine übliche Einheit, die zur zeitweiligen Datenspeicherung G/ent. Da das an die Speichereinheit 128 angelegte Trigger-Signal ΑΛ/¹ nach der ersten Folge von positiven Impulsen in dem AL-Signal jedoch vor der zweiten Folge von positiven Impulsen auftritt wird der gemessene Pegel des S-T-Scgments in die Speichereinheit 128 eingeführt In

2-, der gleichen Weise tritt das an die Speichereinheit 160 angelegte Trigger-Signal AN² nach der zweiten Fo'ge positiver Impulse in dem AL-Signal. jedoch vor der dritten Folge positiver Impulse auf, so daß die gemessene Steigung des S-T-Segments in die Speicher-

jo einheit 160 eingeführt wird. Schließlich tritt das an die Speichereinheit 141 angelegte Trigger-Signal AN¹ nach der dritten Folge von Impulsen in dem AZ.-Signal jedoch vor der ersten Folge von aus dem als nächstes verarbeiteten EKG-Komplex erzeugten Impulse auf, so

i-, daß das gemessene Zeitintegral des S-T-Segments in die Speichereinheil 141 eingegeben wird.

Nach Empfang des Trigger-Impulses AA/¹ durch die Speichereinheit 128 werden die zuvor gespeicherten Daten auch dem Decoder 168 mitgeteilt. Dieser ist eine übliche Vorrichtung, der die BCD-Daten in einen geeigneten Verknüpfungscode derart umwandelt, daß eine Anzeigeeinheit 170 (F i g. 12 und 14) die Anzahl der in den Dekadenzählern 164 und 166 gespeicherten Impulszählungen als numerische Ziffern darstellt. Die

4-3 Anzeigeeinheit 170 zeigt somit den mittleren Pegel des. S-T-Segments des EKG-Komplexes in Einheiten und Zehnteln von Millimetern an. In der gleichen Weise werden die zuvor in der Speichereinheit 160 gespeicherten Daten dem Decoder 172 angeboten. Diese die durchschnittliche S-T-Segment-Steigung darstellenden Daten werden in einer Anzeigeeinheit 174 in Einheiten und Zehnteln von Millimetern pro Sekunde dargestellt. Schließlich werden die zuvor in der Speichereinhei· 141 gespeicherten Daien ebenfalls einem Decoder 145

γ, angeboten. Diese das durchschnittliche Zeitintegral des S-T-Segmentes darstellenden Daten werden in einer Anzeigeeinheit 147 in Zehnteln und Hundertsteln von Millimetersekunden dargestellt.

Zur Anzeige der Polaritäten des Pegels, der Steigung

bo und des Integrals des S-T-Segmentes ist ein ^vergleicher 138 in der Schaltung des S-T-Segment-Datendarstellungsteils 108 vorgesehen. Dieser Vergleicher 138 ist deshalb vorgesehen weil die Pegelabweichung entweder eine Erhöhung oder eine Erniedrigung, die Steigung

tv-, positiv, Null oder negativ und das Integral entweder positiv oder negativ sein können. Der Vergleicher 138 gibt einen hohen Ausgangsimpuls ab, wenn die Eingangsdaten-Spannung d\t Eingangsbezugsspannung

überschreitet Das Ausgangssignal des Vergleichers 138 wird als Dateneingangssignal an die Speichereinheiten 130,162 und 143 angelegt. Das Dateneingangssignal für den Vergleicher 138 ist das Analogsignal AF und wird an den invertierenden Eingang des Vergleichers geführt. Der nicht invertierende Eingang ist mit Masse verbunden, um einen Null-Spannungseingang zu gewährleisten. Beim vorliegenden Beispiel des in Fig. 13 gezeigten MF-Signals besitzt der Vergleicher 138 ein hohes Ausgangssignal, da die negative Spannung an den invertierenden Eingang Wiährend der ganzen Periode des MF-Signals angelegt ist. Ein hohes Ausgangssignal vom Vergleicher 138 zeigt eine Erniedrigung des S-T-Segment-Pegels, eine negative Steigung für das S-T-Segment oder ein negatives Integral für das S-T-Segment in Übereinstimmung mit dem Zeitpunkt an, für den das Ausgangssignal vom Vergleicher hoch Integralberechnungsschaltung 90 entwickelte Signal AD gibt die Form des S-T-Segments an. Nachstehend wird angegeben, was sich in einem Teil der Schaltung 90 ergibt, wenn ein EKG-Komplex, etwa der gemäß dem ersten Beispiel in Linie A der Fig. 11 verarbeitet wird. Es wird angenommen, daß die vorhergehenden EKG-Komplexe annähernd die gleiche Signalform, wie sie in Zeile A dargestellt ist, besitzt; dann ergeben sich als durchschnittliche Spannungen an den Ausgängen der Pufferstufen 102, 114 und 122 solche Spannungen, wie sie an den Punkten M, O und Q des ersten Beispiels gemäß Linie AA der F i g. 11 angegeben sind. Wird eine am Punkt Mgemessene geringfügig negative Spannung an den invertierenden Eingang des Verstärkers 104 gemäß Fig. 10 angelegt und eine negativere Spannung am Punkt O an den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 104, dann ergibt sich am Ausgang des ΠϊιΓf<ir#»r»"7vn»f*c!'ar\se*rc iCIA oiriP n*»t»atii/i» Qnanniinn mil

bei der Daten bei Empfang eines hohen Trigger-Impulses AW gespeichert werden. Bei dem besonderen Ausführungsbeispiel wird eine positive Spannung gespeichert, wobei die Speicherung zeitlich gerade nach der Messung des Pegels des S-T-Segments auftritt. Die gespeicherten Daten werden dann der Anzeigeeinheit 176 gemäß Fig. 12 und 14 zugeführt, und ein Minuszeichen wird angezeigt entsprechend einer Erniedrigung des S-T-Segments.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 138 ist auch mit dem Dateneingang der Speichereinheit 162 verbunden, die der Speichereinheit 130 gleicht. Das Trigger-Signal AN² für die Speichereinheit 162 tritt bei Beendigung der Messung der Steigung des S-T-Segments auf und bei dem besonderen Ausführungsbeispiel wird ein hohes Ausgangssignal von dem Vergleicher 138 in die Speichereinheit 162 eingegeben. Dies ergibt eine Anzeige eines Minuszeichens in der Anzeigeeinheit 178, was angibt, daß eine negative Steigung des S-T-Segments vorliegt.

In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal des Vergleichers 138 auch als ein Dateneingangssignal an eine Speichereinheit 143 angelegt, die als Trigger-Signal das Signal AW empfängt. Der Trigger-Impuls im Signal AIV tritt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu einer Zeit auf. zu der das Ausgangssignal von dem Vergleicher 138 hoch ist, so daß eine hohe Eingangsspannung in die Speichereinheit 143 eingebracht wird. Dies ergibt die Anzeige eine; Minuszeichens in der Speichereinheit 149, was anzeigt, daß ein negatives Integral bei dem S-T-Segment vorliegt.

Wenn die Spannung des /4F-Signals zur Zeit des Impulses in dem -4W-Signal positiv ist, dann ist das Ausgangssignal des Vergleichers 138 niedrig, da das AF-Signa\ an den invertierenden Eingang angelegt ist und die Null-Bezugsspannung nicht überschreitet Dieses niedrige Eingangssignal wird in der Speichereinheit 130 gespeichert und dann der Anzeigeeinheit 176 zur Anzeige eines Plus-Zeichens zugeführt, was eine Erhöhung des S-T-Segments angibt In der gleichen Weise gibt ein Pluszeichen eine positive Steigung in dem S-T-Segment bei Anzeige in der Anzeigeeinheit 178 an, wenn die Spannung des AF-Signals zur Zeit des Auftretens des Impulses in dem Trigger-Signal AN² positiv ist Ein Plus-Zeichen, das ein positives Signal für das S-T-Segment angibt, wird in der Anzeigeeinheit 149 dann angezeigt wenn die Spannung des ΛΓ-Signals zur Zeit des Auftretens des Impulses im Trigger-Signal ΑΙΨ positiv ist

Das in der analogen Pegel-, Steigungs-, Form- und

einer Größe, die gleich der Differenz der an den Punkten M und O gemessenen Spannungen ist. In gleicher Weise wird das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 116 eine positive Spannung mit einer Größe abgeben, die gleich der Differenz der an den Punkten C und Q gemessenen Spannungen ist, die bei dem besonderen Ausführungsbeispiel eine Größe besitzt, die geringer ist als die Größe der Ausgangsspannung am Verstärker 104. Die negative Ausgangsspannung des Verstärkers 104 wird an den invertierenden Eingang des Verstärkers 124 und die positive Ausgangsspannung des Verstärkers 116 an den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 124 angelegt, so daß das sich ergebende Ausgangssignal AD des Verstärkers 124 eine positive Spannung darstellt, die gleich der Differenz zwischen den beiden Eingangsspannungen ist.

Das AD-Signal wird dem S-T-Segment-Datendarstellungsteil 108 zugeführt, indem es an die Vergleicher 180 und 182 angelegt wird. Der Vergleicher 180 besitzt eine geringe positive Bezugsspannung und kann ein üblicher Vergleicher sein, bei dem der Ausgang negativ ist. sobald die Eingangsspannung die Bezugsspannung überschreitet. Der Vergleicher 182 besitzt eine geringe negative Bezugsspannung und kann ein üblicher Vergleicher sein, bei dem das Ausgangssignal negativ ist, so bald die Eingangsspannung negativer als die Bezugsspannung ist. Das Ausgangssignal des Vergleichers 180 wird an eine Klemme der Lampe 184 angelegt und die andere Klemme der Lampe 184 empfängt eine konstante positive Spannung. In ähnlicher Weise wird das Ausgangssignal des Vergleichers 182 an die eine Klemme einer Lampe 186 angelegt, deren ^ndere Klemme eine konstante positive Spannung empfängt

Ist die an jede Lampe angelegte konstante Spannung annähernd gleich dem Potential eines hohen Ausgangssignals der Vergleicher 180 und 182, dann fließt kein Strom durch die Lampen, so daß diese nicht aufleuchten. Ist jedoch das Ausgangssignal eines Vergleichers negativ, dann fließt ein Strom durch die mit ihm verbundene Lampe infolge der Potentialdifferenz, so daß die Lampe aufleuchtet

Es zeigt sich somit daß die in F i g. 12 und 14 gezeigte Lampe 184 immer dann aufleuchtet und eine konkave Form des S-T-Segments in dem verarbeiteten EKG-Komplexen anzeigt wenn das ankommende MD-Signal aus einer positiven Spannung besteht die genügend groß ist urn die Bezugsspannung des Vergleichen 180 zu überschreiten. In umgekehrter Weise ergibt eine genügend negative Spannung in dem ankommenden MD-Signal eine Beleuchtung der Lampe 186 um das

Vorhandensein von S-T-Segmenten mit einer konvexen Form in den EKG-Komplexen anzuzeigen. Mit der vorliegenden Anordnung von Vergleichern ist es nicht möglich, daß beide Lampen gleichzeitig beleuchtet sind, während in den Fällen, in denen die Spannung des /4D-Signals weder die Bezugsspannung des Vergleichers '.Hi überschreitet noch negativer ist als die Bezugsspannung des Vergleichers 182, beide Lampen unbeleuchtet bleiben. Dies zeigt an, daß die Form des S-T-Segments annähernd eine gerade Linie isi. Wird die

Berechnung der Eigenschaften des S-T-Segmentes wie zuvor beschrieben unterdrückt, dann ist es wünschenswert, eine sichtbare Anzeige für eine derartige Zurückweisung zu haben; für diesen Zweck ist die

-, Lampe 187 vorgesehen, die dann beleuchtet wird.

Obwohl die Erfindung an einer besonderen Ausführungsform beschrieben wurde, sind für den Fachmann die verschiedensten Anpassungen und Änderungen möglich und die Erfindung wird insbesondere durch die

κι beigefügten Ansprüche umrissen

llicr/u 11 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur automatischen Verarbeitung von elektrischen Herzaktionssignalen, bei welcher τ das Potential des ST-Abschnitts in Bezug auf das Potential des PQ-Abschnitts bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltstufe vorgesehen ist, die den Verlauf des Potentials im ST-Abschnitt bestimmt und anzeigt ι»

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltstufe zur Kontrolle des PQ-Abschnitts vorgesehen ist, die bei Überschreitung einer vorgegebenen Spannungsschwankung innerhalb des PQ-Abschnitts die Auswertung des n jeweils folgenden ST-Abschnittes unterdrückt