DE681949C - Anordnung zur Erleichterung der Aufzeichnung der Lage und Groesse unzugaenglicher elektrischer Potentiale, insbesondere von biologischen (Herzaktions-) Spannungen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Erleichterung der Aufzeichnung der Lage und Größe .unzugänglicher elektrischer Potentiale, insbesondere von biologischen (Herzaktions-) Spannungen In der Technik ist es allgemein bekannt und üblich, undurchsichtige Probleme über elektrische Potentialverteilungen durch Modellversuche zu klären. So wird beispielsweise in der Hochspannungstechnik zur Aufklärung des Einflusses der Formengebung von Leitern auf das umgebende Dielektrikum häufig ein Modellversuch im elektrolytischen Trog vorgenommen. In ein mit leitender Flüssigkeit gefülltes Gefäß werden Elektroden von der zu untersuchenden Form eingeführt und so zueinander orientiert, daß die Anordnung ein genaues Abbild -der zu untersuchenden Hochspannungsanordnung darstellt. Die Elektroden werden an eine Spannung von wenigen Volt gelegt, so daß in der leitenden Flüssigkeit kompliziert verteilte Stromfäden entstehen. Durch eingetauchte Sonden wird der Verlauf dieser Stromfäden abgetastet und festgestellt. Man erhält eine Feldverteilung in der Flüssigkeit, die der Potentialverteilung im Dielektrikum entspricht, wenn man an den ursprünglichen Elektroden Hochspannung anlegt.
• In ähnlicher Weise werden auch in der Medizin Modellversuche unternommen. So ist es ,beispielsweise bekannt, im elektrolytischen Trog -durch zwei Elektroden eine Spannung einzuführen, die den Vektor der Herzaktionsspannung darstellen soll; sodann werden Untersuchungen über das Verhalten von in der Umgebung angebrachten Sonden angestellt, die als Ersatz für die in der Medizin üblichen Ableitungselektroden dienen.
• Es werden häufig Anordnungen mit mehr als zwei Ableitungselektroden und mehreren Verstärkern verwendet. Es ist nun erkannt worden, daß man bei Kombinationen mehrerer derartiger Verstärker und der von ihnen verstärkten Spannungen eine scheinbare Bewegung oder Wanderung der Ableitungselektroden erzielen kann, dadurch, daß man die Verstärkungsziffer der Verstärker nach ganz bestimmten, rechnerisch je nach den Versuchsbedingungen genau festzulegendenFunktionen regelt. Diese Regelung kann mit geeichten Widerstandpotentiometern oder ähnlichen Anordnungen bewirkt werden.
• Man könnte die Notwendigkeit der Konstruktion von Regelanordnungen, die genau nach festgelegten Funktionen geeicht sind, dadurch umgehen, daß man einfach die Ableitungselektroden der zu untersuchenden Spannung mit Elektroden im elektrolytischen Trog, die entsprechend angeordnet sind, verbindet, und daß man weiterhin Sonden eintaucht, die mit den Meßverstärkern verbunden werden.
• Eine solche Anordnung ist jedoch im praktischen Gebrauch sehr unhandlich. Sie enthält Flüssigkeit, die schwer transportabel ist, die außerdem störende, sekundäre Elektrolysevorgänge hervorruft und die manchmal höhere Ströme erfordert, als dies im Interesse einer genauen Messung oder Registrierung von Vorgängen wünschenswert ist.
• Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind folgende Merkmale vereinigt: Es wird eine Platte verwendet, die entweder aus Isolierstoff besteht und mit einer hochohmigen Leiterschicht homogen überzogen ist oder -die selbst sogenannte Halbleitereigenschaften,, wie z. B. Schiefer hat. Diese Platte wird mit festen Kontakten versehen, die mit den Ableitungselektroden des Untersuchungsobjektes unmittelbar oder über Verstärker verbunden werden, so daß in der hochohmigen Leiterschicht Stromfäden entstehen, die dem im Untersuchungsobjekt vorhandenen Potentialfeld analog sind. Mittels Sonden, die in Form von Schleifkontakten ausgebildet sind, wird nun dieses Stromlinienfeld abgetastet und der Meßeinrichtung zugeführt. Die Schleifkontakte laufen hierbei auf beliebigen Kurven mit gleicher oder ungleicher Geschwindigkeit und sind mit einem oder mehreren Verstärkern und einem oder mehreren Beobachtungs- oder Aufzelchnungsorganen verbunden; die festen und die beweglichen Kontakte können ihre Rollen vertauschen.
• Die Einrichtung kann beliebig viele feste und beliebig viele bewegliche Kontakte (Elektroden) aufweisen. Letztere können beliebig, je nach den zu messenden Verhältnissen, beweglich angeordnet sein. Sie können beispielsweise kreisförmig oder linear oder nach beliebigen anderen Kurven die Oberfläche des hochohmigen Leiters abtasten. Dabei können sie, wie bereits gesagt, alle gemeinsam dieselbe Bewegung ausführen, sie können aber auch verschiedene Laufkurven oder verschi-edene Bewegungsgeschwindigkeiten erhalten.
• Unter der Voraussetzung der Homogenität des Untersuchungsobjektes stellt die geschilderte Anordnung einen erheblichen Fortschritt dar, da sie unter Umgehung des schwer bedienbaren und unhandlichen elektrolytischen Troges eine zweckentsprechende Spannun.gsabtastung gestattet, ohne daß hierzu eigens errechnete und konstruierte Regelvorrichtungen nötig sind, bei denen jeder einzelne Meßvorgang berücksichtigt ist. Es braucht hier nur die Gesamtanordnung berücksichtigt werden, also z. B. Rücksicht auf die Elektrodenlage genommen werden, dagegen braucht nicht für jede einzelne Stufe der Messung die richtige Dimensionierung von Widerständen oder ähnlichem vorgenommen werden.
• Auch die Messung von Inhomogenitäten wird durch die. beschriebene Anordnung erst so ermöglicht, daß sie auch außerhalb von Laboratorien in einfacher Weise vorgenommen werden kann. Setzt man nämlich die Spannungsverteilung eines homogenen Spannungsfeldes bestimmter Elektrodenanordnungen als bekannt voraus, so kann man aus den Abweichungen von dieser Spannungsverteilung, die das Meßergebnis mittels der geschilderten Abtastvorrichtung ergibt, unmittelbar Rückschlüsse auf die Art und Verteilung von Inhomogenitäten im untersuchten Medium ziehen.
• Zwar sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen ein kreisend bewegter Kontakt einen großflächigen, meistens nach einem bestimmten Gesetz ausgebildeten Widerstand überstreicht. Diese Anordnungen dienen jedoch ausschließlich zur Erzeugung einer der rotierenden Bewegung verhältnisgleichen elektrischen Größe und werden bei Dynamometern zur Untersuchung von Verbrennungs-und anderen Kraftmaschinen verwendet.
• Des besseren Verständnisses halber soll die Erfindung an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Beispiels der Kardiographie erläutert werden. In Abb. i ist die hochohmig leitende Platte A mit drei festen Elektroden b, c und g versehen. An einer isolierenden dreieckigen Platte, die um die Achse B drehbar angeordnet ist, befinden sich die -drei Schleifkontakte x, y, z. Verbindet man beispielsweise die Elektroden b, c und g mit den nach dem Einthovenschen Dreieckschema angeordneten drei Extremitätenableitungen an einem Patienten, so kann man an den Schleifelektroden x, y und z Spannungen abnehmen, die der Drehung des Einthovenschen Dreiecks entsprechen.
• Gemäß Abb.2 sind als weiteres Beispiel auf der hochohmig leitenden Platte A mit den festen Kontakten b, c und g nur zwei Schleifelektroden .x und y angebracht, die durch einen isolierenden Arm miteinander verbunden sind. Es bewegt sich jedoch nur Kontakt y kreisförmig, während der Kontakt x gleichzeitig die Drehachse der Anordnung darstellt.
• Die Anordnung kann selbstverständlich nicht nur am Eingang von Verstärkern angebracht werden, sondern in anologer Weise auch am Ausgang von Verstärkern, die mit Ableitungselektroden des Untersuchungsobjektes verbunden sind, oder aber auch zwischen einzelnen Verstärkerstufen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Erleichterung der Aufzeichnung der Lage und Größe unzugänglicher elektrischer Potentiale, insbesondere von biologischen (Herzaktions-) Spannungen, dadurch gekennzeichnet, .daß eine isolierende, mit einer hochohmigen, homogenen Leiterschicht versehene Fläche oder eine Halbleiterplatte mit festen Kontakten versehen wird, die mit den Ableitungselektroden des zu untersuchenden Potentialfeldes unmittelbar oder über Verstärker verbunden werden, wobei auf derselben Platte Schleifkontakte angebracht sind, die auf beliebigen Kurven und mit gleicher oder ungleicher Geschwindigkeit laufend das auf der Fläche entstehende Stromlinienfeld abzutasten gestatten, und die mit einem oder mehreren Verstärkern und einem oder mehreren Beobachtungs-oder Aufzeichnungsorganen verbunden werden können, wobei auch die festen und die beweglichen Kontakte ihre Rollen vertauschen können. .