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DE2736541A1 - Verfahren zur messung der herzfrequenz - Google Patents

Verfahren zur messung der herzfrequenz

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Publication number
DE2736541A1
DE2736541A1 DE19772736541 DE2736541A DE2736541A1 DE 2736541 A1 DE2736541 A1 DE 2736541A1 DE 19772736541 DE19772736541 DE 19772736541 DE 2736541 A DE2736541 A DE 2736541A DE 2736541 A1 DE2736541 A1 DE 2736541A1
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DE
Germany
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frequency
heart rate
oscillator
time
heart
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772736541
Other languages
English (en)
Inventor
Herwig Frhr Von Di Nettelhorst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nettelhorst herwig Frhr Von dipl-Ing
Original Assignee
Nettelhorst herwig Frhr Von dipl-Ing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nettelhorst herwig Frhr Von dipl-Ing filed Critical Nettelhorst herwig Frhr Von dipl-Ing
Priority to DE19772736541 priority Critical patent/DE2736541A1/de
Publication of DE2736541A1 publication Critical patent/DE2736541A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/024Measuring pulse rate or heart rate
    • A61B5/0245Measuring pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/10Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into a train of pulses, which are then counted, i.e. converting the signal into a square wave

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
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  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

  • Verfahren zur Messung der Herzfrequenz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Herzfrequenz sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die Herz- oder Pulsfrequenz wird üblicherweise so bestimmt, daß während eines vorher festgelegten Zeitraums die Zahl der Herzschläge gezählt und der ermittelte Wert dann auf den Zeitraum einer Minute bezogen wird. Meist wird der-Einfachheit halber dieser Zeitraum selbst gleich so gewählt, daß er eine Minute beträgt. Bei routinemäßigen oder kontinuierlichen Messungen ist es aber erwünscht, in möglichst kurzer Zeit den Wert der Herzfrequenz mit hinreichender Genauigkeit zu erhalten. Wählt mandabeiden Zeitraum der Messung so, daß er nur wenige Herzschläge umfaßt, so ergibt sich ein großer Meßfehler, da das Ergebnis prozentual erheblich dadurch beeinflußt wird, ob - bei identischer Herzfrequenz - zufällig bei der getroffenen Festlegung des Meßzeitraums ein Herzschlag mehr oder einer weniger in diesen hineinfiel. Selbst für einen Meßzeitraum von einer Minute kann die Herzfrequenz nur mit einer Genauigkeit von tl Herzschlag angegeben werden.
  • Es sind Verfahren bekannt, bei denen statt der Herzfrequenz der Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden R-Zacken im QRS-Komplex des Elektrokardiogramms gemessen und ausgewertet wird. Bei diesem Verfahren ist es nachteilig, daß nach der Messung erst der reziproke Wert des Ergebnisses errechnet werden muß, damit eine Auswertung erfolgen kann, denn die Angabe der Zeit zwischen den Herzschlägen als Meßwert ist für den Mediziner ungewohnt, da wegen des reziproken Zusammenhanges die selbe absolute Xnderung der Zeit zwischen den Herzschlägen ein anderes Bild ergibt als eine entsprechende Xnderung der Pulsfrequenz, so daß Irrtümer bei der Auswertung entstehen können. Wird zur Aufnahme eines Histogramms der Herztätigkeit das Vorliegen bestimmter Herschlagraten in vorgegebenen Zeiträumen jeweils als Ereignis in Klassen zugeordneten Speichern festgehalten, so folgt daraus beim Registrieren der Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Herzschlägen bei einer - übersichtlichen - äquidistanten Klasseneinteilung ein wenig aussagekräftiges Ergebnis.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung der Herzfrequenz anzugeben, die es ermöglicht, in kurzen Meßzeiträumen den genauen Wert der Herzfrequenz anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptpatentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
  • Besonders vorteilhaft bei der Erfindung ist, daß mit der Herzfrequenz eine Meßgröße zur Verfügung steht, die direkt digital weiterverarbeitet und in Speichern festgehalten werden kann. Außerdem istdas erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet für das dauernde Überwachen eines Patienten, bei dem in vorbestimmten Zeitabständen die Herzfrequenz automatisch gemessen werden und das Meßergebnis zur späteren Auswertung festgehalten werden soll.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer Vervielfachung der Herzfrequenz sich bei der Verwendung geeigneter Vervielfacherschaltungen die heraufgesetzte Frequenz verhältnismäßig schnell einstellt, so daß ein aktuelles Meßergebnis jeweils nach kurzer Zeit zur Verfügung steht. Die als Meßwert ausgegebene Herzfrequenz läßt sich durch eine geeignete Bemessung der zeitlichen Frequenzanpassung des Vervielfachers so festlegen, daß sie einerseits der augenblicklichen Herzfrequenz des Patienten hinreichend schnell folgt, andererseits aber zur Erhöhung der Meßgenauigkeit einen Mittelwert für eine Anzahl aufeinander folgender Herzschläge darstellt.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Frequenzvervielfacher so bemessen, daß eine Multiplikation der Herzfrequenz mit dem Faktor 60 erfolgt, so daß die gemessene heraufgesetzte Frequenz pro Sekunde die Zahl der Herzschläge in einer Minute angibt. Ist das Vielfache ein Bruchteil von 60, so erhält man bei der heraufgesetzten Frequenz eine Anzahl von Schwingungen, die Herzschlägen pro Minute entspricht, wenn die Meßzeit von einer Sekunde um den reziproken Wert derjenigen Zahl vervielfacht wird, durch die die Zahl 60 geteilt wurde.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Frequenzvervielfacher ein Oszillator benutzt, dessen Eigenfrequenz im Bereich des gewählten Vielfachen der zu erwartenden natürlichen Herzsignale liegt, wobei eine Synchronisation des Oszillators mit den Herz signalen erfolgt. Vorteilhafterweise wird die Fähigkeit des Oszillators einer Frequenzänderung des Vielfachen der Herzfrequenz zu folgen, so bemessen, daß der Oszillator sich während einer solchen Zeitdauer, die dem Zeitraum entspricht, in der die Herzfrequenz gemessen wird, in der Lage ist, sich innerhalb des vorgesehenen Meßbereichs so genau auf die augenblickliche Herzfrequenz einzustellen, wie es der relativen Genauigkeit der übrigen Meßeinrichtung entspricht.
  • Günstigerweise ist die Frequenz des als Frequenzvervielfacher dienenden Oszillators spannungsabhängig veränderlich, wobei eine variable Steuerspannung für den Oszillator durch einen Phasenvergleich zwischen der Herzfrequenz und der durch das Vielfache geteilten Oszillatorfrequenz nach Art eines Phasenregelkreises (PLL) erfolgt. Der Fang- bzw. Haltebereich dieses Phasenregelkreises wird dabei so eingestellt, daß er den Bereich der zu erwartenden Herzfrequenzen umfaßt.
  • Besonders hervorzuheben ist die Verwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufnahme von Herzfrequenz-Histogrammen, die dem behandelnden Arzt Kenntnis über die Herzfrequenzverteilung innerhalb eines längeren Zeitbereichs geben.
  • Dabei wird die Herzfrequenz fortlaufend für jeweils einen Zeitraum gemessen und das Fallen in eine eine bestimmte Klasse umfassenden Frequenzbereich als Ereignis in einem dieser Klasse zugeordneten, neben anderen vorhandenen Zähler registriert. Derartige Histogramm-Speicher sind batteriegespeist und werden tragbar in kleiner Bauform ausgebildetr so daß sie von einem Patienten, dessen Herzfrequenzverteilung sie aufnehmen, ständig mitgeführt werden können. In einer solchen solchen Ausführung sind sie geeignet für Therapieüberwachungen von Infarktpatienten oder für Belastungsuntersuchungen am Arbeitsplatz sowie für Sportmedizin. Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft bei Herzfrequenz-Histogramm-Speichern verwendet werden, da eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sich in kleiner Baugröße ausführen läßt und das Ausgangssignal direkt in logischen Schaltungen weiterverarbeitet werden kann, wobei umfangreiche Umformungen oder Umrechnungen entfallen. Insbesondere bei Anwendung in der Sportmedizin ist es sehr günstig einzusetzen, da es geeignet ist, bei Belastungsschwankungen auch kurzfristig auftretende Herzschlagänderungen zu ermitteln und zu registrieren. Auch kurzzeitig auftretende höherfrequente Anteile, deren Kenntnis für den Arzt von besonderer Wichtigkeit ist, die aber bei der üblichen Art der Frequenzmessung verschwinden würden, lassen sich exakt feststellen. Außerdem ist eine genaue Zeitzuordnung möglich.
  • Bei der Anwendung in einem Histogramm-Speicher besteht noch ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herzfrequenzmessung gegenüber solchen Verfahren, welche den Abstand zwischen zwei Herzschlägen bestimmen, darin, daß die Applikationsdauer des Gerätes bei einer festen Zahl von Speicherplätzen von der Herzfrequenz unabhängig ist. Bei der Periodendauermessung dagegen bestimmt die Zahl der Herzschläge den notwendigen Speicherbedarf, so daß beim Auftreten höherer Herzfrequenzen der zur Verfügung stehende Speicherraum schneller erschöpft ist.
  • Bei einer bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der vorbestimmte Zeitraum, in dem die Messung der vervielfachten Herzfrequenz vorgenommen wird, so gewählt, daß er kleiner ist als die kürzeste Dauer, während der eine Herztätigkeit in einem zu messenden Frequenzintervall auftritt.
  • Das ist besonders wichtig, wennArrhythmien in der Herztätigkeit des Patienten ermittelt und festgehalten werden sollen.
  • Werden die Meßzeiträume in der genannten Weise bemessen, so ist es dem Arzt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, das Vorliegen derartiger kurzfristiger Schwankungen der Herzfrequenz sicher zu diagnostizieren, da eine auffällige Verteilung der gemessenen Herzfrequenzen, die in von einander entfernt liegenden Klassen registriert werden, sicheren Aufschluß gibt.
  • Eine vorteilhafte Erweiterung in der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich, wenn jeweils nach längeren Zeiträumen mit der Aufnahme eines neuen Histogramms bezüglich des Herzverhaltens begonnen wird, d.h., daß für jeweils einen längeren Zeitabschnitt eine Anzahl von Speichern für die zu überwachenden Frequenzklassen zur Verfügung steht. Dadurch, daß jeweils nach einander für Zeitabschnitte von beispielsweise einer Stunde ein neues Histogramm aufgenommen wird, kann der behandelnde Arzt sich ein genaues Bild über die Herztätigkeit des Patienten machen. Auf diese Weise ist es für den Arzt nachträglich möglich, Reaktionen der Herzfrequenz auf das Verhalten des Patienten zu analysieren und zuzuordnen, wie es bei einer direkten Untersuchung nicht mit annähernd gleicher Aussagekraft geschehen könnte. Eine derartige Anwendung ist besonders erfolgversprechend bei der Therapieüberwachung von Patienten nach einem Herzinfarkt oder beim Auftreten von Arrhythmien. Ein weiteres Anwendungsgebiet besteht dabei in der quantitativen Überwachung der Auswirkung der Einnahme von Medikamenten auf die Herzfrequenz und eventuelle Herzarrhythmien.
  • Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich wegen seiner Zuverlässigkeit und Unkompliziertheit bevorzugt für Meßgeräte, die der Patient ständig mit sich führt, da der Meßvorgang vollautomatisch erfolgen kann und keine Bedienung von der zu überwachenden Person nötig ist. Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden die Möglichkeiten einer Verkleinerung des vom Patienten mitzuführenden Geräteteils besonders ausgenutzt, wenn weiterhin vorgesehen ist, daß die das Auftreten der in die jeweiligen Frequenzklassen fallenden Herztätigkeit registrierende Zähleinheit von der stationär beim Arzt verbleibenden Auswerteeinheit abtrennbar ist. Je nach. der beabsichtigten Anwendung eines Histogramm-Speichers kann die Kanalzahl variiert werden. Bei genauen Diagnosen ist eine Registrierung in beispielsweise 16 Kanäle vorgesehen, während bei einer reinen Therapieüberwachung die Kanalzahl bis auf fünf Klassen reduziert werden kann. In einem solchen Fall kann es vorgesehen werden, daß die Grenzen der auszuwertenden Frequenzklassen vom Arzt individuell einstellbar sind, beispielsweise nach folgendem Schema, welches die Herzaktivitäten für eine gesunde Person angibt: 30 bis 50 Schläge/min zu niedrige Herzfrequenz 50 bis 90 Schläge/min normale Tätigkeit und Ruhe 90 bis 120 Schläge/min leichte bis mittlere Arbeit 120 bis 150 Schläge/min schwere Arbeit >150 Schläge/min Herzfrequenz zu hoch Bei dieser Anwendung können, wenn zur Senkung der Fertigungskosten ein einheitliches Gerät konzipiert wird, welches in seinen Funktionen umschaltbar ist - die bei dieser Anwendung nicht benutzten Kanäle zur Erzeugung mehrerer Histogramme für unterschiedliche Zeiträume oder aber zur Verlängerung der Registrierdauer benutzt werden. Es ist zweckmäßig, einen Kanal zu Kontrollzwecken zu verwenden, d.h. in diesen Kanal die Summe der Zahl der in den anderen Klassen registrierten Ereignisse festzuhalten, woraus sich bei einer ordnungsgemä-Ben Funktion die Anzahl der Meßzyklen insgesamt ergeben muß.
  • Durch einen Vergleich der in den einzelnen Klassen .~registrierten Ereignisse mit der sich aus der Zahl der in der die Kontrollfunktion bildenden Klasse registrierten Ereignisse läßt sich direkt der relative Anteil der jeweiligen in die übrigen Klassen fallenden Gesamtdauer der Tätigkeit des Herzens in einem bestimmten Frequenzbereich ermitteln.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Blockschaltbild und Fig. 2 eine Einzelheit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
  • In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 ist ein Herzfrequenz-Histogramm-Speicher wiedergegeben, der von dem erfindungsgemäßen Verfahren Gebrauch macht. Der eigentliche Speicher befindet sich in einer Zähleinheit 1, während die Anzeige der Ergebnisse nach dem Auslesen in einer Auswerteeinheit 2 erfolgt. Die Zähleinheit 1 ist als kompaktes tragbares Gerät aufgebaut und wird von dem zu tiberwachenden Patienten mitgeführt. Das von Elektroden.3 aufgenommene Signal wird einem EKG-Verstärker 4 zugeführt, in dem das Eingangssignal in seiner Amplitude heraufgesetzt wird. Das Ausgangsgangssignal wird in einem Bandfilter 5 von störenden hoch-und niederfrequenten Signalanteilen befreit. Ein Impulsformer 6, der durch einen Schmitt-Trigger gebildet werden kann, erzeugt aus den gefilterten Herzsignalen Impulse mit einer an die nachfolgenden digitalen Schaltungen angepaßten Amplitude.
  • Die vom Impulsformer 6 abgegebenen Signale gelangen einerseits zu einem monostabilen Multivibrator 7 und zum anderen zu einer Schaltung für die Programmablaufsteuerung 8, welche die Funktionen der Zähleinheit 1 überwacht und in zeitlich richtiger Folge auslöst. Die Aibeitsweise dieser Schaltung wird weiter unten noch näher erläutert werden. Die am Ausgang des monostabilen Multivibrators 7 erscheinenden Impulse definierter Zeitdauer und Amplitude werden einem Phasenregelkreis (PLL) 9 zugeführt, der in seinen Einzelheiten in Fig. 2 wiedergegeben ist.
  • Bei der in Fig. 2 dargestellten Blockschaltung gelangen die bezüglich Impulsamplitude und -dauer vorgeformten Herzsignale zu einem Eingang 10 des Phasenregelkreises 9, der einen spannungsabhängigen Oszillator 11 (VCO) enthält, welcher mit einer Frequenz schwingt, die einem Vielfachen einer normalen Herzfrequenz entspricht. Über eine an seinem Eingang angelegte Spannung läßt sich die Frequenz des Oszillators 11 so steuern, daß sie die Vielfachen der bei der Messung und Uberwachung zu erwartenden Herzfrequenzen umfaßt. Das Vielfache ist 60, wenn der verwendete Meßzeitraum eine Sekunde beträgt, so daß die Schwingfrequenz des Oszillators 11 in Hertz gleich der Herzfrequenz in Minuten ist. Wählt man die Zeiträume der Messung länger, beispielsweise 2, 4, 8, 16 oder 32 Sekunden, so ist der Vervielfachungsfaktor für die Herzfrequenz von 60 jeweils durch den Zahlenwert der Meßdauer in Sekunden zu dividieren, um wieder die vereinfachte Auswertungsmöglichkeit des Ergebnisses zu erhalten.
  • Das Vielfache der Herzfrequenz wird so gewählt, daß sich für jeden einzuspeichernden Wert bei dessen Ermittlung eine Meßdauer ergibt, die kleiner ist als die minimale später zu berücksichtigende Dauer der Tätigkeit des Herzens bei einer bestimmten Frequenz. Über diese Meßdauer erfolgt eine Integration, so daß bei stark schwankender Herzfrequenz während der Meßdauer die gemessene Frequenz einer mittleren Klasse zugeordnet wird.
  • Das Ausgangssignal des Oszillators 11, welches gleichzeitig am Ausgang 12 des Phasenregelkreises erscheint, wird einem Frequenzteiler 13 zugeführt, durch den die Frequenz des Oszillators 11 um den Zahlenwert des Vielfachen in seiner Frequenz herabgesetzt wird, so daß die Frequenz am Ausgang des Teilers 13 die Größenordnung von Herzfrequenzen aufweist.
  • Dieses Signal gelangt zu einer Phasenvergleichsstufe 14, an deren Ausgang eine Spannung erscheint, welche von der Phasenlage des Signals am Ausgang des Frequenzteilers 13 bezogen auf das Herzsignal am Eingang 10 des Phasenregelkreises abhängig ist. Diese Spannung wird mittels eines Tiefpasses 15 von störenden hochfrequenten Anteilen befreit. Durch die von der Phasenvergleichsstufe 14 erzeugte Spannung wird der spannungsgesteuerte Oszillator 11 derart in seiner Frequenz nachgeführt, daß sie sich in kurzer Zeit auf das genaue Vielfache der Frequenz des aktuellen Herzsignals einstellt.
  • Um eine schnelle Anpassung der Oszillatorfrequenz an die sich ändernde Herzfrequenz zu gewährleisten, wird die maximale Frequenzänderung des Oszillators pro Zeiteinheit so festgelegt, daß sie ungefähr während der Zeitdauer eines Meßvorgangs in der Lage ist, den gesamten in Betracht kommenden Frequenzbereich zu überstreichen.
  • Während die Blöcke 4 bis 7 sowie 9 die Aufbereitung des aufgenommenen Herzsignals betreffen, sollen als nächstes die beiden den Zähler bildenden Bausteine behandelt werden. Das Ausgangssignal des Phasenregelkreises 9 gelangt zu einem Zähltor 16, welches in Abhängigkeit von Signalen von der Schaltung für die Programmablaufsteuerung 8 Signale zeitweise zu den eigentlichen Zähler 17 gelangen läßt. Das Zähltor öffnet jeweils für den Zeitraum der Messung. Vor Beginn eines neuen Zählvorgangs wird der Zähler 17 jeweils wieder auf null zurückgesetzt.
  • Für die Zählersteuerung und die Steuerung des übrigen Meßprogramms dient als Zeitgeber ein Oszillator 18, dessen Ausgangsimpulse durch einen weiteren Frequenzteiler so herabgesetzt werden, daß am Eingang der Schaltung für die Programmablaufsteuerung 8 Impulse in einem zeitlichen Abstand erscheinen, wie es für die Auslösung der einzelnen Programmschritte erforderlich ist. Die Steuerung für den Programmablauf bestimmt nach einem vorgegebenen, eingespeicherten Programm die Zeitabstände nach denen jeweils eine Frequenzmessung des Herzens ausgeführt und festgehalten wird, sowie den Zeitraum (Integrationsdauer), welcher eine einzelne Messung einnimmt. Weiterhin sorgt sie dafür, daß der bei Ablauf des für die Dauer der Messung vorgesehenen Zeitraums der erreichte Zählerstand aus dem Zähler 17 in eine Klassifiziereinrichtung 20 übertragen wird. In dieser Klassifiziereinrichtung 20 wird der erreichte Zählerstand ausgewertet und vor dem Zurücksetzen des Zählers für einen neuen Meßvorgang der Speicher, der zu der Frequenzklasse gehört, in das das Ergebnis fällt, um eins heraufgesetzt. Die Speicher für die einzelnen Klassen sind in einem Speicherteil 21 zusammengefaßt.
  • Ist ein die Gesamtzahl aller Meßvorgänge registrierender Summenspeicher neben den Frequenzklassenspeichern vorgesehen, so wird dieser nach jedem Meßvorgang um eins erhöht.
  • Die Einteilung der Frequenzklassen ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch den Arzt mittels einsteckbarer Module veränderlich, so daß eine Anpassung an das Herzverhalten des zu überwachenden Patienten und die den Arzt besonders interessierenden Frequenzbereiche bzw. die Auswahl geeigneter Zeitabstände und Zeiträume für die Messung unmittelbar vor Einsatz des Gerätes erfolgen kann.
  • Sollen jeweils für bestimmte, diskrete größere Zeiträume getrennte Histogramme der Herzfrequenz aufgenommen werden, so wird die entsprechende Steuerung ebenfalls durch die Schaltung 8 vorgenommen. Wenn jeweils einer der größeren Zeiträume vergangen ist, werden den einzelnen Frequenzklassen für den folgenden Zeitraum neue Speicher, in die bisher noch keine die Herzfrequenz betreffenden Impulse eingezählt worden sind, zugeordnet, welche dann für den folgenden Beobachtungszeitraum durch von der Klassifiziereinrichtung 20 abgegebene Impulse jeweils um eins erhöht werden. Aus der Veränderung der Verteilung der Herzfrequenzen in dem Histogramm in den größeren Zeiträumen, welche in Stunden bemessen sein können, kann der Arzt in einfacher Weise eine Veränderung der Herztätigkeit des Patienten im Laufe eines Tages in Abhängigkeit von verschiedenen vom Patienten ausgeführten Betätigungen oder nach der Einnahme von Medikamenten ablesen.
  • Nach Beendigung des Zeitraums der Überwachung der Herztätigkeit des Patienten wird die Zähleinheit 1 mit der Auswerteeinheit 2 verbunden und die in den einzelnen Kanälen, die über einen Kanaleinsteller 22 adressiert werden, enthaltenen Zählerstände ausgelesen und einer Ergebnisanzeige 23 zugeführt.
  • Die Darstellung der Ergebnisse in der Ergebnisanzeige 23 erfolgt klassenweise, wobei die einzelnen Klassen zweckmäßigerweise mit der Einheit Herzschläge pro Minute" versehen sind, damit der behandelnde Arzt eine möglichst anschauliche Vorstellung von der Herztätigkeit des Patienten erhält. Die Konzeption des Zählerteils in der Zähleinheit 1 und die der von dieser Zähleinheit abtrennbaren Auswerteeinheit 2 erfolgt in bevorzugter Weise so, wie es in dem Aufsatz des Anmelders Miniaturzähleinheit mit getrennter Anzeige" in H.6 1976, Seite 69 bis 72 der Zeitschrift "Elektronik" dargestellt ist.
  • Die kontinuierliche Ermittlung der heraufgesetzten Frequenz erfolgt bei den verschiedenen Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt in der Weise, daß während der genannten ersten Zeiträume jeweils ein Zählvorgang durchgeführt wird, d.h., daß der Zähler 17 in diesem Zeitraum die an seinen Eingang gelangenen Impulse für das Zählergebnis berücksichtigt. Am Ende jedes ersten Zeitraums wird der Zähler - mit dem Ablauf der vorgesehenen Zähldauer -gestoppt und das Zählergebnis in der beschriebenen Weise ausgewertet. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die zum Auswerten und Festhalten des Zählergebnisses notwendige Zeit das übrige Meßergebnis nicht beeinflussen darf. Die zwischen den ersten Zeiträumen liegenden Zeitabschnitte müssen daher klein gegenüber diesen Zeiträumen sein, damit auf keinen Fall für die spätere Diagnose relevante Ereignisse in der Herztätigkeit des Patienten verloren gehen können. Bevorzugterweise werden deshalb die bei der kontinuierlichen Ermittlung der heraufgesetzten Frequenz zwischen den ersten Zeiträumen liegenden Zeiten so gewählt, daß ihr Anteil an der Gesamtzeit kleiner ist als die bei dem angewendeten Verfahren zugelassene relative Abweichung.
  • Weist der Speicherteil 21 einen zusätzlichen Kanal für Kontrollzwecke auf, in dem die Summe der Zahl der in den anderen Klassen registrierten Ereignisse festgehalten wird, so kann durch eine Addition der von der Ergebnisanzeige 23 ausgegebenen Inhalte aller Zählkanäle und einem anschließendem Vergleich mit dem Inhalt des Kontrollkanals leicht festgestellt werden, ob die Geräte für den Zeitraum der Uberwachung des Patienten ordnungsgemäß arbeiteten. Um die Auswertung für die Bedienungsperson zu erleichtern, kann in der Auswerteeinheit 2 ein Rechenteil vorgesehen werden, der die erwähnten Operationen bei der Ergebnisausgabe automatisch durchführt und über ein Anzeigemittel zu erkennen gibt, ob das ermittelte Histogramm fehlerfrei ist. Um die Auswertung weiter zu erleichtern, kann das in dem zur Kontrolle dienenden Kanal als Bezugsgröße für die jeweilige Zeitdauer der in den anderen Kanälen festgehaltenen Herztätigkeit mit jeweils einer bestimmten Frequenz dienen. Dabei können entweder die ersten Zeiträume zur Gesamtdauer der Messung so gewählt sein, daß sich für den Inhalt des Kontrollspeichers ein Vielfaches von 100 ergeben muß (gegebenenfalls kann eine entsprechende Abschaltung vorgesehen werden) oder es erfolgt mittels des bereits zuvor erwähnten Rechenteils eine Ermittlung und Ausgabe direkt in prozentualen Werten. Steht ein rechnergesteuertes Diagnosesystem für die Auswertung zur Verfügung, so kann beispielsweise auch eine entsprechende graphische Darstellung des Histogramms des Patienten direkt auf einem Sichtgerät erfolgen. Werden nacheinander für jeweils zweite, größere Zeiträume mehrere Histogramme aufgenommen, so ist dabei für jeden der zweiten Zeiträume ein die Gesamtzahl der während dieser Zeitdauer registrierten Ereignisse festhaltender Kontrollkanal vorzusehen.
  • L e e r s e i t e

Claims (13)

  1. patentansprüche 1. Verfahren zur Messung der Herzfrequenz, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Frequenz der aufgenommenen Herzsignale um ein Vielfaches heraufgesetzt und die heraufgesetzte Frequenz ermittelt, festgehalten und/oder angezeigt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Vielfache 60 beträgt oder eine Zahl ist, die mit einer ganzen Zahl multipliziert 60 ergibt und mindestens gleich 5 ist.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die heraufgesetzte Frequenz kontinuierlich jeweils für die Dauer von vorbestimmten ersten Zeiträumen ermittelt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Herzfrequenz ein Oszillator (11) synchronisiert wird, dessen Eigenfrequenz in einem Bereich liegt, der einem Vielfachen der Frequenz natürlicher Herzsignale entspricht.
  5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Annäherung der Frequenz des Oszillators (11) während des Synchronisationsvorgangs an das Vielfache der augenblicklichen Herzfrequenz mit einer Xnderungsgeschwindigkeit erfolgt, die so gewählt ist, daß die Frequenzdifferenz nach einer Zeitdauer, die dem ersten Zeitraum entspricht, innerhalb einer relativen Abweichung liegt, die der Genauigkeit der übrigen verwendeten Meßeinrichtung entspricht.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Frequenz des Oszillators (11) spannungsabhängig veränderlich ist und eine variable Steuerspannung für den Oszillator über einen Phasenvergleich zwischen der Herzfrequenz und der um das Vielfache herabgesetzten Frequenz des Oszillators (11) erzeugt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Zeitraum ein Vielfaches von einer Sekunde ist.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7 zur Aufnahme eines Herzfrequenz-Histogramms, bei dem das Auftreten bestimmter Bereiche von Herzfrequenzen während der vorbestimmten ersten Zeiträume jeweils in diesen Frequenzbereichen (Klassen) zugeordneten Speichern registriert wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der vorbestimmte erste Zeitraum so gewählt ist, daß er kleiner ist als die kleinste Zeitdauer, für die das Auftreten eines bestimmten Bereichs der Herzfrequenz noch registriert werden soll.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß jeweils für bestimmte zweite Zeiträume, die groß sind im Vergleich zu den ersten Zeiträumen, das Auftreten bestimmter Bereiche der Herzfrequenz in den vorbestimmten ersten Zeiträumen in verschiedenen, jeweils diesem Frequenzbereich (Klasse) zugeordneten Speichern erfolgt.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die zweiten Zeiträume jeweils ein Vielfaches von einer Stunde betragen.
  11. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Schaltung zur Frequenzvervielfachung einen Phasenregelkreis (PLL 9) aufweist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine die Meßergebnisse registrierende, vom Patienten mitzuführende Zähleinheit (1) von einer stationären, zum Auslesen und Anzeigen der Meßwerte dienenden Auswerteeinheit (2) abtrennbar ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einem Speicherteil (21) neben jeweils einzelnen Frequenzbereichen (Klassen) der Herztätigkeit zugeordneten Speichern ein weiterer Speicher vorgesehen ist, der die Gesamtzahl aller Meßvorgänge registriert.
    Beschreibung:
DE19772736541 1977-08-11 1977-08-11 Verfahren zur messung der herzfrequenz Withdrawn DE2736541A1 (de)

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