DE2713945C2

DE2713945C2 - Circuit arrangement for determining the pulse intervals and / or repetition frequency of pulses in a pulse train

Info

Publication number: DE2713945C2
Application number: DE19772713945
Authority: DE
Inventors: Lueder Ing.(Grad.) 8520 Erlangen Grote
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1977-03-29
Publication date: 1978-08-31
Also published as: CH625888A5; FR2386042A1; DE2713945B1; GB1596580A

Description

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55 gen κ .ie eingestreuten Artefakten optimal störungsfrei ermitteln läßt. Insbesondere sollen jedoch hinsichtlich der fetalen Herzfrequenzmessung die aus dem Dopplersignal abgeleiteten Triggerimpulse zu einer optimal störungsfreien Herzfrequenzkurve verarbeitetwerden, ohne daß durch die eingeführte Bewertung der eingehenden Triggersignaie das Gesamtergebnis verfälscht wird. 55 gen κ .ie allows the interspersed artifacts to be determined optimally without interference. In particular, however, with regard to the fetal heart rate measurement, the trigger pulses derived from the Doppler signal should be processed into an optimally interference-free heart rate curve without the overall result being falsified by the introduced evaluation of the incoming trigger signal.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Komparator eine Kombination aus einer Mehrzahl von Einzelspeichern für die mittels Lade/ Entlade-Speicher erfaßten Spannungsendwerte zugeordnet ist, von denen wenigstens zwei Speicher mit einem Vergleichsglied verbunden sind, das die abwechselnd zeitlich nacheinander speziell in diese beiden Einzelspeicher eingespeicherten Endspannungswerte des Lade/Entlade-Speichers miteinander vergleicht und das dann, wenn die so verglichenen Werte im zulässigen Schwankungsbereich liegen, ein Durchgangstor zur direkten oder indirekten Durchschaltung weiterer Spannungsendwerte sowohl zu den beiden Einzelspeichern für den nächstfolgenden Endwertvergleich als auch den restlichen Einzelspeichern zur Einspeicherung für die Weiterverarbeitung und/oder Anzeige schließt, wobei das Tor erst nach einem solchen Zeitabstand wieder kurzzeitig geöffnet wird, der dem Impulsabstand entspricht, der von den Komparator-Speichern vorhergehend als richtig im Schwankungsbereich liegender Impulsabstand erkannt wurde.The object is achieved in that the comparator is a combination of one A plurality of individual memories are assigned for the final voltage values recorded by means of the charge / discharge memory is, of which at least two memories are connected to a comparison element that alternates Final voltage values specially stored one after the other in these two individual memories of the load / unload memory compares with each other and that when the values compared in this way are within the permissible fluctuation range, a through gate for direct or indirect switching further voltage end values both to the two individual memories for the next end value comparison as well as the remaining individual memories for storage for further processing and / or The display closes, whereby the door is only opened again briefly after such a time interval, the corresponds to the pulse spacing that was previously deemed correct by the comparator memories in the fluctuation range lying pulse spacing was recognized.

Mit der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird also mittels Komparator ständig geprüft, ob der Zeitabstand zweier aufeinanderfolgender Impulse einer Impulsfolge in einem zulässigen Schwankungsbereich liegt. Erst dann, wenn letzterer Fall zutrifft, wird dafür gesorgt, daß nachfolgende Impulse nur dann weitergeleitet werden, wenn auch der jeweils neue Abstand zwischen zwei Impulsen in etwa jenen durch den Komparator vorhergehend als richtig im Schwankungsbereich erfaßten Impulsabständen entspricht. Als Anzeigekriterium dient: dabei die Öffnungszeit eines Tores, das durch den Komparator jeweils geschlossen wird und erst dann wieder geöffnet wird, wenn die vorhergehend erfaßte Abstandszeit einmal abgelaufen ist. Ein in dieses Öffnungsintervall des Tores fallender Impuls kann dann automatisch als korrekter Impuls angesehen und somit zur Weiterverarbeitung weitergeleitet werden.With the circuit arrangement according to the invention it is constantly checked by means of a comparator whether the Time interval between two consecutive pulses in a pulse train within a permissible range of fluctuation lies. Only then, if the latter case applies, is it ensured that subsequent impulses only then are passed on, even if the new distance between two pulses is roughly the same as that through the comparator corresponds to the pulse intervals previously detected as being correct in the fluctuation range. The display criterion is: the opening time of a gate that is closed by the comparator and will only be opened again once the previously recorded interval time has expired. An impulse falling in this opening interval of the gate can then automatically be considered to be correct Impulse can be viewed and thus forwarded for further processing.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels (für die fetale Herzfrequenzmessung nach der Ultraschall-Doppler-Methode) an Hand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigt:Further advantages and details of the invention emerge from the following description of a Embodiment (for fetal heart rate measurement according to the ultrasonic Doppler method) on the basis of the drawing in conjunction with the subclaims. It shows:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel im Prinzipschaltbild, 1 shows the exemplary embodiment in the basic circuit diagram,

Fig. 2 ein Diagramm der zeitlichen Verläufe der wichtigsten im Prinzipschaltbild der Fig I auftretenden Impuls- und Signalspannungen.FIG. 2 shows a diagram of the time courses of the most important ones occurring in the basic circuit diagram of FIG Pulse and signal voltages.

Im Prinzipschaltbild der Fig. 1 folgen auf den Eingang für die Triggerimpulse A (die aus den Dopplersignalen des fetalen Herzens abgeleitet sind) ein Lade/Entlade-Speicher 1, ein Spannungskomparator 2 sowie ein elektronisches (invertierendes) Tor 3. Der Lade/Entlade-Speicher 1 besteht in üblicher Weise aus einem Kondensator, der ein Widerstandsnetzwerk mit Dioden umfaßt, wobei mit bei Entladung des Kondensators abnehmender Spannung die Wi-In the basic circuit diagram of FIG. 1, the input for the trigger pulses A (which are derived from the Doppler signals of the fetal heart) is followed by a charge / discharge memory 1, a voltage comparator 2 and an electronic (inverting) gate 3. The charge / discharge Memory 1 consists in the usual way of a capacitor which comprises a resistor network with diodes, with the voltage decreasing as the capacitor discharges, the Wi-

derstände nacheinander einzeln durch die Dioden abgeschaltet werden, so daß sich ein annähernd hyperbolischer Spannungsverlauf ergibt. Die Bauelemente 4 und 6 stellen bistabile Kippstufen dar, während 5 eine monostabile Kippstufe (Haltezeit 2,7 s) ist. Mit 7 ist eine Invertierstufe bezeichnet, mit 8 und 9 ein RC-Glied und mit 10 ein Impulszähler. Die Bauelemente 11, 12, 13, 14, 15 und 16 sind Signalspeicher zur Speicherung der Spannungsendwerte des Lade/Entlade-Speichers 1. Zur Durchschaltung der Spaniiungsendwerte des Speichers 1 zu einzelnen Speicherpaaren 11 bis 16 dient eine Schaltvorrichtung 17 in Verbindung mit dem Zähler 10. Mit 18 ist ein Komparator bezeichnet, der die Spaimungswerte der Speicher IS und 16 fortlaufend miteinander vergleicht. Ein Mittelwertbildner 19 bildet aus den jeweils gerade anstehenden Speicherwerten der Speicher 15 und 16 den arithmetischen Mittelwert UI. Das Bauelement 20 ist ein weiterer Zähler, während das Bauelement 21 wiederum eine bistabile Kippstufe ist. Mit 22 ist ein zweiter Mittelwertbildner bezeichnet, der aus korrekt erfaßten Speicherwerten der Speicher 11 bis 14 den aktuellen arithmetischen Mittelwert i/3 (der Herzfrequenz) ermittelt.resistors are switched off one after the other by the diodes, so that an approximately hyperbolic voltage curve results. The components 4 and 6 represent bistable multivibrators, while 5 is a monostable multivibrator (holding time 2.7 s). 7 with an inverting stage is designated, with 8 and 9 an RC element and with 10 a pulse counter. The components 11, 12, 13, 14, 15 and 16 are signal memories for storing the voltage end values of the charge / discharge memory 1. A switching device 17 in connection with the counter 10 is used to switch through the voltage end values of the memory 1 to individual memory pairs 11 to 16 A comparator is designated by 18, which continuously compares the spa measurements of the memories IS and 16 with one another. An averaging unit 19 forms the arithmetic mean value UI from the currently pending storage values of the memories 15 and 16. The component 20 is a further counter, while the component 21 is in turn a bistable multivibrator. A second averaging device is designated by 22, which determines the current arithmetic mean value i / 3 (heart rate) from correctly recorded storage values in memories 11 to 14.

Mit dem Prinzipschaltbild der Fig. 1 ergibt sich in Verbindung mit den Impuls- bzw. Spannungsverläufen der Fig. 2 die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels wie folgt: The basic circuit diagram of FIG. 1 results in connection with the pulse or voltage curves 2 shows the mode of operation of the exemplary embodiment as follows:

Der von einer Herzaktion abgeleitete erste Triggerimpuls der Impulsfolge A (Dauer eines solchen Impulses z. B. T — 1,5 ms) passiert das geöffnete Tor 3, wobei sich die Polarität umkehrt. Das in der Polarität umgekehrte Signal ß schließt den Schalter 17 für die Dauer von B zur Einspeicherung des Nullspannungswertes der Spannung i/1 des Lade/Entlade-Speichers 1 in die Impulsspeicher 11 und 15. Mit der Rückflanke setzt dann der Impuls B über den Inverter 7 den Zähler 10, wodurch der Schalter 17 von der Durchschaltung zu den Speichern 11 und 15 auf Weiterschaltung zu den Speichern 12 und 16 aktiviert wird. Der Triggerimpuls /1 der Impulsfolge A setzt gleichzeitig mit der abfallenden Flanke den Lade/ Entlade-Speicher 1 in dem Sinne, daß dieser von Null auf den Maximalwert von i/l springt und sich anschließend mit hyperbolischem Verlauf in Richtung Null entlädt. Der anschließend folgende zweite Triggerimpuls /2 der Impulsfolge A gibt nun während seiner Dauer über B den Schalter 17 frei, so daß der Momentanwert von i/l jetzt in die Speicher 12 und 16 eingeschrieben wird. Die Rückflanke des Impulses setzt über den Inverter 7 und den Zähler 10 den Schalter 17 auf die Speicher 13 und 15. Gleichzeitig springt auch die Spannung Ul des Lade/Entlade-Speichers 1 wieder auf den Spannungsmaximalwert, um sich anschließend erneut mit hyperbolischem Verlauf gegen Null hin zu entladen. Der in den Speichern 12 und 16 erstmals festgehaltene Entladungsendwert der Spannung 171 entspricht jenem Spannungswert, den die Hyperbel Ul vom Start durch die Rückflanke des ersten Triggerimpulses /1 der Impulsfolge A bis zur Rückflanke des zweiten Impulses 12 dieser Impulsfolge erreicht. Es handelt sich also um einen zur Herzfrequenz proportionalen Spannungswert, der durch direkte Umwandlung des gemessenen Impulsabstandes in die Pulsfrequenz nach der Beziehung /= 1 / Tgewonnen wurde. Mit dem Auftreten des dritten Triggerimpulses 13 der Folge A ergibt sich entsprechend zyklische Weiterschaltung. Mit dem dritten Triggerimpuls werden die Speicherplätze 13 und 15 mit dem aktuellen Wert der Spannung i/l belegt; anschließend wird wiederum der Schalter 17 auf Durchschaltung zu den Speichern 14 und 16 weitergeschaltet. Der Komparator 18 am Ausgang der Speicher 15 und 16 vergleicht ständig die jeweils eingespeicherten Spannungswerte miteinander. Unterscheiden sich die beiden verglichenen Werte um nicht mehr als vorzugsweise 12 Schläge pro Minute voneinander, so gelten die gespeicherten Werte als richtig gemessen. Selbstverständlich kann hinsichtlich des maximal zulässigen Schwankungsbereiches der Herzschlagfrequenz eine größere Toleranzspanne zugelassen werden, so daß sich während eines unruhigen Kurvenver-The first trigger pulse of the pulse train A (duration of such a pulse, e.g. T - 1.5 ms), derived from a cardiac action, passes the opened gate 3, whereby the polarity is reversed. The reversed polarity signal ß closes the switch 17 for the duration of B to store the zero voltage value of the voltage i / 1 of the charge / discharge memory 1 in the pulse memory 11 and 15. With the trailing edge, the pulse B then sets via the inverter 7 the counter 10, whereby the switch 17 is activated from switching through to memories 11 and 15 to switching to memories 12 and 16. The trigger pulse / 1 of the pulse train A sets the charge / discharge memory 1 simultaneously with the falling edge in the sense that it jumps from zero to the maximum value of i / l and then discharges with a hyperbolic curve towards zero. The subsequent second trigger pulse / 2 of the pulse train A now releases the switch 17 via B for its duration, so that the instantaneous value of i / l is now written into the memories 12 and 16. The trailing edge of the pulse sets the switch 17 to the memory 13 and 15 via the inverter 7 and the counter 10. At the same time, the voltage U1 of the charge / discharge memory 1 jumps back to the maximum voltage value, then again with a hyperbolic curve towards zero towards unloading. The final discharge value of the voltage 171 recorded for the first time in the memories 12 and 16 corresponds to the voltage value that the hyperbola Ul reaches from the start of the trailing edge of the first trigger pulse / 1 of the pulse train A to the trailing edge of the second pulse 12 of this pulse train. It is a voltage value proportional to the heart rate, which was obtained by direct conversion of the measured pulse spacing into the pulse rate according to the relationship / = 1 / T. With the occurrence of the third trigger pulse 13 of the sequence A , there is a corresponding cyclic switching. With the third trigger pulse, the memory locations 13 and 15 are occupied with the current value of the voltage i / l; then switch 17 is again switched through to memories 14 and 16. The comparator 18 at the output of the memories 15 and 16 constantly compares the respectively stored voltage values with one another. If the two compared values differ from one another by no more than preferably 12 beats per minute, the stored values are considered to be correctly measured. Of course, with regard to the maximum permissible fluctuation range of the heartbeat frequency, a larger tolerance range can be permitted, so that during a restless curve deviation

r> laufes auch schneller zwei passende Werte finden lassen; mit größerer Toleranzspanne steigt jedoch die Wahrscheinlichkeit, daß zwei aufeinanderfolgende Artefakte (nicht vom Herzschlag her stammende störende Bewegungsimpulse) innerhalb der Toleranzgrenzen liegen und somit unter Umständen fälschlicherweise als echte Herztriggerimpulse für die spätere Mittelwertbildung herangezogen werden.r> let the run find two suitable values faster; however, the larger the tolerance range, the higher the Probability of two consecutive artifacts (non-heartbeat disruptive Movement impulses) are within the tolerance limits and therefore may be incorrect under certain circumstances can be used as real heart trigger pulses for the subsequent averaging.

Mit Anfallen des dritten Triggerimpulses /3 liegen beide Speicher 15 und 16 auf demselben Spannungswert. Der die Spannungswerte vergleichende Komparator 18 erzeugt damit ausgangsseitig erstmalig + H, wodurch bei nun geschlossenem Tor 3 die bistabile Kippstufe 4 auf F= 0 gesetzt wird, nachdem sie bereits am Ende des zweiten Triggerimpulses /2 durchWhen the third trigger pulse / 3 occurs, both memories 15 and 16 are at the same voltage value. The comparator 18 comparing the voltage values thus generates + H on the output side for the first time, as a result of which the bistable multivibrator 4 is set to F = 0 when gate 3 is now closed, after it has already passed at the end of the second trigger pulse / 2

j(i den Zähler 10 mit + K über die bistabile Kippstufe 6 mit + L zum Kippen vorbereitet wurde. Mit dem Kippen der bistabilen Kippstufe 4 wird jedoch der zweite Spannungskomparator 2 in Bereitschaft versetzt, der nun den arithmetischen Mittelwert i/2 aus den erst-j (i the counter 10 was prepared for tilting with + K via the bistable multivibrator 6 with + L. With the tilting of the bistable multivibrator 4, however, the second voltage comparator 2 is put into readiness, which now calculates the arithmetic mean value i / 2 from the first -

ή mais als richtig erkannten Spannungswerten der Speicher 15 und 16 mit dem aktuellen Wert der Spannung t/l am Ausgang des Lade/Entlade-Speichers 1 vergleicht. Letzterer Komparator 2 öffnet nun jedoch während der Spannungsabsenkung von Ul über den positiven Ausgangsimpuls + D das Tor 3 in dem Augenblick und für eine solche Zeitspanne, in der sich der aktuelle Momentanwert von l/l und der Mittelwert L'2 betragsmäßig wiederum um nicht mehr als 12 Schläge pro Minute voneinander unterscheiden.ή mais compares the voltage values of the memories 15 and 16 recognized as correct with the current value of the voltage t / l at the output of the charge / discharge memory 1. The latter comparator 2, however, now opens gate 3 during the voltage drop of Ul via the positive output pulse + D at the moment and for such a period of time in which the current instantaneous value of l / l and the mean value L'2 no longer differ in terms of amount differ from each other than 12 beats per minute.

Der nun folgende vierte Triggerimpuls /4 der Folge A, der exakt in die Öffnungszeit des Tores 3 fällt, kann also das Tor 3 passieren, solange am Tor + D anliegt. Der mittlerweile dritte Endwert der Spannung Ul wird somit in die Speicher 14 und 16 übernommen.The fourth trigger pulse / 4 of the sequence A that follows, which falls exactly during the opening time of gate 3, can therefore pass through gate 3 as long as gate + D is present. The meanwhile third final value of the voltage U1 is thus transferred to the memories 14 and 16.

Gleichzeitig wird auch der Schalter 17 wiederum für die Annahme des nächstfolgenden Spannungswertes durch die Speicher 11 und 15 vorbereitet. Der Zähler 20 wurde hingegen mit dem Kippen der bistabilen Kippstufe 4 auf F= 0 zum Zählen freigegeben, so daß er durch den anfallenden vierten Triggerimpuls nunmehr auf Eins gesetzt wird. Auch der fünfte Triggerimpuls /5 wird als richtig erkannt, so daß der somit anstehende Spannungswert von Ul in die Speichel 11 bzw. 15 eingespeichert wird. Damit sind jedoch sämtliche Speicher 11 bis 14 durch Spannungswerte belegt, die vorhergehend als richtige Werte erkannt worden waren. Mit dem Anfallen des fünften Impulses /5 wurde über die abfallende Flanke von B der Zahlei 20 auf 2 gesetzt. Der Ausgang + M des Zählers 20 wirkt nun auf die bistabile Kippstufe 21 in dem Sinne, daß sie mit der Rückflanke von B ausgangsseitig auf + N gesetzt wird. Mit den Setzen auf + N wird jedoch der Mittelwertbildner 22 (Addierer) freigegeben. Die At the same time, the switch 17 is again prepared for the acceptance of the next voltage value by the memories 11 and 15. The counter 20, however, was released for counting when the bistable multivibrator 4 was toggled to F = 0, so that it is now set to one by the fourth trigger pulse that occurs. The fifth trigger pulse / 5 is also recognized as correct, so that the resulting voltage value of U1 is stored in the saliva 11 or 15. However, all of the memories 11 to 14 are thus occupied by voltage values which were previously recognized as correct values. When the fifth pulse / 5 occurred, the number 20 was set to 2 via the falling edge of B. The output + M of the counter 20 now acts on the bistable multivibrator 21 in the sense that it is set to + N on the output side with the trailing edge of B. With the setting to + N , however, the averaging unit 22 (adder) is enabled. the

Ausgaiigsspannungdes Mittclwertbildners U3 springt von Null auf den aktuellen arithmetischen Mittelwert der Speicherwerte in den Einzelspeichern 11, 12, 13 und 14. Nach Erhalt des ersten richtigen Frequenzmittelwertes in der so beschriebenen Weise, erfolgt ■'> nun jede weitere Auswertung richtig gemessener Werte kontinuierlich. Wie oben beschrieben, erfolgt also die Einspeisung aller weiteren Spannungsendwerte des Lade/Entlade-Speichers 1, die vom Komparator 18 als richtig im Schwankungsbereich liegend κι erkannt wurden, in die Einzelspeieher 11 bis 16 im Wechseltakt so, daß immer in gleicher Reihenfolge zyklisch ein Einzelspeicher 11, 12, 13 bzw. 14 für die Weiterverarbeitung der Signalwerte im Sinne der Mittelwertbildung zusammen mit einem der beiden Korn- ι ■> parator-Spcicher 15 oder 16 mit einem neuen Endwert belegt wird. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel werden zur Mittelwertbildung insgesamt vier Einzclwerte herangezogen. Diese Mehrfachmittelung erbringt den Vorteil, daß im Endeffekt nun auch noch _'(i solche restlichen Triggerungenauigkeiten herausgemittelt werden, die sich als Restungenauigkeiten bei der Mittelung lediglich der Schlag-zu-Schlag-Werte des Komparators 2 als unvermeidbar erweisen. Auf Grund der Mehrfachmittelung durch den Mittelwert- 2> bildner 22 wird außerdem gewährleistet, daß solche Herzfrequenzschwankungen, die tatsächlich physiologisch bedingt sind, nicht eventuell als echte niedrige Herzfrequenzwerte verzerrt wiedergegeben werden.The output voltage of the averaging unit U3 jumps from zero to the current arithmetic mean value of the storage values in the individual memories 11, 12, 13 and 14. After receiving the first correct frequency mean value in the manner described, every further evaluation of correctly measured values now takes place continuously. As described above, all further final voltage values of the charge / discharge store 1, which were recognized by the comparator 18 as being correctly in the range of fluctuation, are fed into the individual stores 11 to 16 in alternating cycles so that an individual store is always cycled in the same order 11, 12, 13 or 14 for the further processing of the signal values in the sense of averaging together with one of the two Korn- ι ■> parator memories 15 or 16 is assigned a new end value. In the present exemplary embodiment, a total of four individual values are used for averaging. This multiple averaging has the advantage that in the end such residual trigger inaccuracies are averaged out which, as residual inaccuracies in the averaging only of the beat-to-beat values of the comparator 2, prove to be unavoidable The mean value generator 22 also ensures that such heart rate fluctuations, which are actually physiologically caused, are not possibly reproduced in a distorted manner as real low heart rate values.

Nach dem oben geschilderten Schema, nach dem also die Speicher 15 und 16, welche zur Ansteuerung der Kornparatoren 2 und 18 dienen, untereinander im Wechseltakt, hinsichtlich der restlichen Speicher 11 bis 14 für die Mittelwertbildung hingegen in zyklischem Paralleltakt auf neue Spannungswerte umgela- r> den werden, belegt nun auch der sechste Triggerimpuls /6 der Impulsfolge A die Speicher 12 und 16. Der siebente und achte Triggerimpuls /7 und /8 der Impulsfolge A folgen hingegen in veränderten Abständen, wobei der Abstand des Impulses /7 die im -hi Komparator 2 festgelegte Toleranzbreite unterschreitet, während der Abstand des Impulses /8 hingegen über dieser Schwelle liegt. Damit fallen diese Impulse jedoch nicht in Öffnungszeiten des Tores 3. Diese Impulse gelangen somit nicht zu den Speichern 4^r> 11 bis 16. Sie werden somit als »nicht richtig erkannte« Werte weder zum Komparatorvergleich noch zur Mittelwertbildung im Mittelwertbildner 22 herangezogen. Dasselbe geschieht mit den folgenden weiteren Impulsen bis zum Impuls /10 mit Ausnahme des ">(i Impulses /9, der nochmals in die Öffnungszeit des Tores 3 fällt und somit als geeigneter Wert an die Speicher 11 bis 16 weitergeleitet werden kann. Die zwischen den Impulsen /9 und /10 anfallenden Spannungsimpulse variieren mit erheblich unterschiedlichen Impulsabständen. Um Störungen des weiteren Meßablaufs durch solche Impulse zu vermeiden, die über eine längere Zeitspanne hinweg außer Takt liegen, so daß über diese Zeitspanne auch keine weiteren Werte mehr als richtig anerkannt werden, bo ist nun ein zusätzlicher Öffnungssignalgeber vorgesehen, der ein Öffnungssignal für das Tor 3 erzeugt, wenn vorzugsweise über insgesamt 2,7 Sekunden hinweg keine Signale das Tor 3 durchlaufen haben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt dabei der bs Öffnungssignalgeber eine monostabile Kippstufe S, die im Takt der Durchlaüfsignale B des Tores 3 im instabilen Zustand gehalten wird und die beim Ausbleiben der Tordurchlaufsignale nach einer Haltezeit von 2,7 Sekunden in den stabilen Zustand zurückgestellt wird und damit die bistabile Kippstufe 4 im Sinne der Toröffnung kippt. Vergeht also gemäß dem ImpulssehemaderFig. 2 die Haltezeit von 2,7 Sekunden ohne einen Retriggerirnpuls C für die monostabile Kippstufe 5 am Ausgang der Invertierstufe 7, so kippt die monostabile Kippstufe 5 auf + E und stellt somit die bistabile Kippstufe auf + F. Hierdurch wird einerseits der Zähler 20 und damit auch die bistabile Kippstufe 21 zurückgesetzt. (/3 am Mittelwertbildner 22 sinkt auf Null. Entsprechend wird über + G der Zähler 10 und damit auch der Schalter 17 zurückgesetzt. Die bistabile Kippstufe 6 kippt auf L = 0. Schließlich schaltet jedoch + F auch noch den Komparator 2 auf + D. Damit steht also am Ende der Haltezeit von 2,7 Sekunden das außer der Reihe erzeugte Toröffnungssignal an. Das Tor 3 wird also geöffnet und der unmittelbar folgende zehnte Triggerimpuls /10 der Impulsfolge A kann passieren und von den Speichern 11 und 15 als neuer aktueller Anfangswert übernommen werden. Der nachfolgende elfte Triggerimpuls /11 lädt entsprechend die Speicher 12 und 16. Wesentlich ist nun, daß der Öffnungssignalgeber 4, 5 frühestens dann von der Beibehaltung des Toröffnungsimpulses abgeschaltet wird, wenn von jedem der beiden Komparator-Speicher 15 und 16 wenigstens je ein neuer Entspannungswert des Lade/Entlade-Speichers 1 übernommen und zusätzlich durch den ersten Komparator 18 diese beiden Spannungswerte als richtig im Schwankungsbereich liegende Werte erkannt wurden. Gemäß Fig. 2 ist letztere Bedingung jedoch erst nach Übernahme des sechzehnten Impulses /16 der Impulsfolge A erfüllt. Mit Übernahme des sechzehnten Impulses /16 setzt also der Komparator 18 mit + // (wie für den dritten Impuls /3 beschrieben) die bistabile Kippstufe 4 auf F= 0. Hierdurch wird einerseits der Komparator 2 von Daueröffnung auf Öffnung lediglich bei ungefährer Gleichheit der Spannungssignale Ul und Ul umgeschaltet. Gleichzeitig werden auch der Zähler 20 und die bistabile Kippstufe 21 für Durchlaufimpulse B des Tores 3 freigegeben. Der Komparator 18 setzt seinen Ausgang verzögert auf + H, so daß er dann nicht anspricht, wenn zwei Speicherwerte der Speicher 15 und 16 nicht über eine längere Zeit, sondern nur kurzzeitig übereinstimmen. Solche kurzzeitigen Übereinstimmungen von Speicherwerten, die kein Indiz für das Vorliegen richtiger Spannungswerte abgeben, können immer während des Umladens der Speicher auftreten. Die weiteren Impulse /17 und /18 der Impulsfolge A liegen in den zulässigen Schwankungsbereichen. Sie sind also zusammen mit den Impulsen /10 und /16 als richtig er kannt und dementsprechend in die Speicher 11 bis 14 eingeschrieben. Mit der Einspeicherung des achtzehnten Impulses /18 bereitet nun also der Zähler 20 über + M die bistabile Kippstufe 21 vor. Die Rückflanke des Impulses 18 setzt die bistabile Kippstufe 21 auf + JV. Der Mittelwertbildner 22 übernimmt die gespeicherten Werte, und die Ausgangsspannung U3 springt auf den neuen Mittelwert. Letzterer Mittelwert wird nun durch jeweils neu eingehende und als richtig erkannte Werte kontinuierlich korrigiert, so daß sich ein treppenförmiger Verlauf des Mittelwertes ergibt. Unterbrochen wird die Mittelwertkurve lediglich durch Anhäufungen von nicht auswertbaren Triggerimpulsen, z. B. durch langer als 2,7 Sekunden andauernde Körperbewegungen der According to the scheme described above, according to which the memories 15 and 16, which are used to control the comparators 2 and 18, alternate with one another, with the remaining memories 11 to 14 for the averaging, however, in a cyclical parallel cycle to new voltage values the sixth trigger pulse / 6 of the pulse train A now also occupies the memories 12 and 16. The seventh and eighth trigger pulse / 7 and / 8 of the pulse train A , however, follow at different intervals, the interval of the pulse / 7 being the one im -hi Comparator 2 falls below the specified tolerance range, while the distance between the pulse / 8, on the other hand, is above this threshold. This means that these impulses do not fall within the opening times of gate 3. These impulses therefore do not reach the memories 4 ^r > 11 to 16. The same thing happens with the following further pulses up to the pulse / 10 with the exception of the "> (i pulse / 9, which falls again during the opening time of gate 3 and can thus be forwarded as a suitable value to the memories 11 to 16. The between the Pulses / 9 and / 10 occurring voltage pulses vary with considerably different pulse intervals. In order to avoid disturbances in the further measuring process by such pulses that are out of step for a longer period of time, so that no further values are recognized as correct over this period of time, bo an additional opening signal generator is now provided, which generates an opening signal for the gate 3 if, preferably for a total of 2.7 seconds, no signals have passed through the gate 3. In the present embodiment, the bs opening signal generator includes a monostable trigger stage S, which clocks the passage signals B of the gate 3 is held in the unstable state and the bl After a holding time of 2.7 seconds, the door passage signals are reset to the stable state and the bistable flip-flop 4 tilts in the direction of the door opening. So goes according to the impulse hemorrhage Fig. 2 the holding time of 2.7 seconds without a retrigger pulse C for the monostable multivibrator 5 at the output of the inverting stage 7, the monostable multivibrator 5 toggles to + E and thus sets the bistable to + F the bistable flip-flop 21 is also reset. (/ 3 at averaging unit 22 sinks to zero. Counter 10 and thus also switch 17 are reset via + G. The bistable flip-flop 6 toggles to L = 0. Finally, however, + F also switches comparator 2 to + D. Thus, at the end of the holding time of 2.7 seconds, the gate opening signal generated out of sequence is pending. Gate 3 is opened and the immediately following tenth trigger pulse / 10 of pulse sequence A can pass and from memories 11 and 15 as the new current start value The following eleventh trigger pulse / 11 loads the memories 12 and 16. It is now essential that the opening signal generator 4, 5 is switched off from the maintenance of the gate opening pulse at the earliest when from each of the two comparator memories 15 and 16 at least each a new relaxation value of the charge / discharge store 1 is taken over and, additionally, by the first comparator 18, these two voltage values are correct in terms of fluctuation Values lying in the range were recognized. According to FIG. 2, however, the latter condition is only met after the sixteenth pulse / 16 of the pulse train A has been taken over. When the sixteenth pulse / 16 is taken over, the comparator 18 sets the bistable multivibrator 4 to F = 0 with + // (as described for the third pulse / 3) Switched voltage signals Ul and Ul . At the same time, the counter 20 and the bistable multivibrator 21 are also released for through pulses B of the gate 3. The comparator 18 sets its output to + H with a delay so that it does not respond when two storage values in the memories 15 and 16 do not coincide for a long time, but only for a short time. Such short-term correspondences of memory values, which do not give any indication of the presence of correct voltage values, can always occur during the reloading of the memory. The other pulses / 17 and / 18 of the pulse train A are within the permissible fluctuation ranges. So you are together with the pulses / 10 and / 16 as correct he knows and accordingly written into the memory 11 to 14. With the storage of the eighteenth pulse / 18, the counter 20 now prepares the bistable multivibrator 21 via + M. The trailing edge of the pulse 18 sets the bistable multivibrator 21 to + JV. The mean value generator 22 takes over the stored values and the output voltage U3 jumps to the new mean value. The latter mean value is now continuously corrected by newly incoming values that are recognized as correct, so that a step-shaped course of the mean value results. The mean value curve is only interrupted by an accumulation of non-evaluable trigger pulses, e.g. B. by body movements lasting longer than 2.7 seconds

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Schwangeren oder des Fetus. Wird die Mittelwert- geblendet werden. Dies kann in einfacher Weise da-Pregnant women or the fetus. Will the mean value be blinded. This can be done in a simple way

kurve i/3, d.h. im vorliegenden Fall die Herzfre- durch erreicht werden, daß beispielsweise bei Wieder-curve i / 3, i.e. in the present case the heart rate can be achieved, for example when re-

quenzkurvc des Fetus, auf einem Registrierer ausge- gäbe mit Thermostift auf thennosensitivem Papierquenzkurvc of the fetus, output on a recorder with a thermal pen on thennosensitive paper

schrieben, so ergibt sich ein sauberes Schriftbild, wenn während der Kurvenausfälle auch die Zeigerheizungwritten, the result is a clean typeface if the pointer heating is also used during the curve failures

die angedeuteten zeitweisen Kurvenausfälle total aus- -, ausgeschaltet wird.the indicated temporary curve failures is totally switched off -, switched off.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for determining the pulse intervals and / or repetition frequency of pulses in a pulse train, in particular trigger pulses from the ultrasonic Doppler signals in fetal heart rate measurement, using a charge / discharge memory that changes from an initial voltage value to ι ο at the rate of the pulses different final voltage values are reloaded for this purpose, whereby the final voltage values represent a measure for the pulse intervals, and with a comparator that compares whether the measured pulse intervals are within a permissible range of fluctuation and the pulse intervals measured only when the latter applies to a device for further processing and / or display, e.g. B. to an averaging unit, characterized in that the comparator is assigned a combination of a plurality of individual memories (11, 12, 13, 14, 15, 16) for the final voltage values recorded by means of the charge / discharge memory (1), of which at least 2 ^ two stores (15, 16) are connected to a comparison element (18) which combines the final voltage values of the charge / discharge store (1) which are stored alternately one after the other in these two individual stores (15, 16). 0 which compares and then, if the values compared in this way are within the permissible range of fluctuation, a gateway (3) for direct or indirect switching of further voltage end values both to the two individual stores (15, 16) for the next end value comparison and to the Remaining individual memories (11 to 14) for storage for further processing and / or display closes, the gate (3) only briefly ge again after such a time interval opens, which corresponds to the pulse spacing which was previously recognized by the comparator memories (15, 16) as being correctly located in the fluctuation range. 4 ^r >

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the passage gate (3) is designed for the passage of the pulses (/ 1 to / 18 etc.) of the pulse train (A) to be measured and a further switching device (10, 17) is provided, the costs associated with each at the output of the gate (3) pulse of the pulse train (A) to the loading / unloading space (1) directly binds (11 to 16) by which to reapplying voltage end values 5 ^r> with each of the final voltage value memory.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the opening time of the gate (3) is determined by the duration of the output pulse (D) of a second comparator (2), which means the mean value generator (19) continuously from the stored values of the comparator -Memory (15, 16) compares the mean value (UI) formed with the current voltage value (l / l) of the charge / discharge memory (1) and emits its output signal (D) if the mean value and current value are also within a permissible range of fluctuation .

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the permissible fluctuation range of the second comparator (2) essentially with the permissible fluctuation range of the first comparator (18), which is in the range of preferably ± 12 pulses / min, matches.

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that for in the event that no signals have passed the gate (3) over a predeterminable time interval (e.g. 2.7 s) have passed through, at the end of the time interval by an additional opening signal transmitter (4,5) an opening signal for the gate (3) is issued.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the opening signal transmitter (4, 5) is switched off from the maintenance of the gate opening impulse at the earliest when at least one new final voltage value from each of the two comparator memories (15, 16) of the loading / unloading memory (1) and additionally by the first comparator (18) these two voltage values are recognized as correctly lying in the range of fluctuation became.

7. Circuit arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the opening signal generator comprises a monostable multivibrator (5) which is kept in the unstable state in time with the passage signals (B) of the gate (3) and which when the gate passage signals are thrown out after a holding time , which corresponds to the predeterminable time interval for the triggering of a door opening signal, is reset to the stable state and thus a bistable toggle stage (4) toggles in the sense of the door opening.

8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the Infeed of such final voltage values of the charge / discharge store (1) that are determined by the comparator (18) were recognized as being correctly in the fluctuation range, into the individual memories (11 to 16) takes place in alternating cycles in the sense that an individual memory is always cyclically in the same order (11 to 14) for further processing and / or display of the signal values together with one of the two comparator memories (15, 16) is assigned a new end value.

9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that when all For the first time, individual memories (11 to 14) for further processing are completely filled with correct values are, for the first time, an evaluation of all stored values, in particular in the sense the arithmetic mean of these values is calculated.

10. Circuit arrangement according to claim 9, characterized characterized in that a reporting device (20,21) is provided which comprises a counter (20), when from the first comparator (18) two final voltage values are correct for the first time Fluctuation range were recognized lying, is put into readiness for counting and then in the Cycle of subsequent further voltage end values that are also recognized as correct counts up to a count that is the difference between the total number of all individual

memory (11 to 14) for further processing and the number of comparator memories (15, 16) and which with this counter status is a release signal for the stored values -: for further processing, z. B. averaging generated.

The invention relates to a circuit arrangement for determining the pulse intervals and / or Repetition frequency of pulses in a pulse train, in particular trigger pulses from the ultrasonic Doppler signals for fetal heart rate measurement, using a load / EnMade memory, which changes from an initial voltage value to a different one in time with the pulses Final voltage values are reloaded, whereby the final voltage values represent a measure for the pulse intervals, and with a comparator that compares whether the measured pulse spacings are within a permissible range Range of fluctuation and the pulse intervals measured in each case only when the latter situation applies to a device for further processing and / or display, e.g. B. to an averager, passes on.

Pulse trains of the type mentioned are often the result a trigger pulse generation from measurement signals, where a single period from each period of the measurement signal Trigger signal is obtained. Measurement signals can now be positive or in the individual periods negative amplitude components are also strong or weak. In addition, pro can be more positive or negative half-wave multiple oscillations occur in the amplitude curve. All of this leads to that the sequence of the derived trigger pulses is not regular, but under certain circumstances is even subject to considerable fluctuations. By interspersed false impulses, for example artefacts can lead to additional incorrect evaluations with regard to the pulse spacing or the pulse repetition frequency of the pulse train to be examined. This then results Evaluation errors that occur particularly in fetal heart rate measurement (ζ. B. according to the ultrasonic Doppler measuring principle) to misdiagnosis regarding too low or too high heart rate of the fetus being able to lead. The trigger signals derived from the fetal heart action can have significant effects Be flawed. Movement of the pregnant woman and the fetus changes the position of the fetal heart to the customer constantly. The movements not only change the projection of the heart on the recipient and thus the form and amplitude of the signals obtained; the disturbing movements rather add up to the actual heart movement if they have tissue interfaces in the area covered move at speeds of cardiac action.

The object of the present invention is to provide a circuit arrangement of the type mentioned to train that with the pulses of a pulse train the pulse intervals and / or the repetition frequency are largely independent of strong fluctuations

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