DE730360C

DE730360C - Device for three-phase vector display of the electrical axis of the heart by means of two amplifiers

Info

Publication number: DE730360C
Application number: DEH150195D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Hans Eri Hollmann
Original assignee: HOLLMANN HANS E DR ING HABIL
Current assignee: HOLLMANN HANS E DR ING HABIL
Priority date: 1937-01-10
Filing date: 1937-01-10
Publication date: 1943-01-11

Description

Einrichtung zur dreiphasigen Vektordarstellung der elektrischen Achse des Herzens mittels zweier Verstärker Zusatz zum Patent 720 524 Im Hauptpatent 720 524 ist eine Methode heschrieben, um Form, Richtung und Rotation der elektrischen Achse des Herzens während eines Herzschlags der visuellen Beobachtung und der photographischen Aufnahme zugänglich zu machen. Zu diesem Zweck werden drei miteinander korrespondierende Ableitungen, welche zweckmäßigerweise aus dem bekannten EinthovenschenAbleitungdreieck getonnen werden, in einem geeigneten Oszillographen, z. B. in einer Kathodenstrahlröhre, mit drei unter I20° gegeneinandergeneigten elektrostatischen oder elektromagnetischen Ablenksystemen oder mit einem Dreiplattensystem vektoriell zusammengesetzt. Es läßt sich beweisen, daß der auf diese Weise entstehende Summationsvektor, welcher die Bewegungen des Leuchtflecks auf dem Röhrenschirm bestimmt, in jedem Zeitpunkt exakt die momentane Größe und Richtung der elektrischein Herzachse widerspiegelt. Da sich die Herzachse während jedes Einzelschlags dreht, entsteht auf dem Röhrenschirm ein mehrfach geschlossener cyclischer Kurvenzug, ein sogenanntes Triogramim, wie es in ähnlicher Form in der Elektrokardiographie auch durch vektorielle Zusammensetzungen zweier Kbleitungen nach dem bekannten Verfahren von Lissa jous erhalten wird.Device for three-phase vector display of the electrical axis of the heart by means of two amplifiers Addition to patent 720 524 In main patent 720 524 is a method written down to determine the shape, direction, and rotation of the electrical Axis of the heart during a heartbeat of visual observation and photographic To make recording accessible. For this purpose there are three corresponding Derivatives, which are expediently derived from the well-known Einthoven derivative triangle be toned in a suitable oscilloscope, e.g. B. in a cathode ray tube, with three electrostatic or electromagnetic ones inclined to one another below 120 ° Deflection systems or vectorially composed with a three-plate system. It leaves prove that the resulting summation vector, which the Movements of the light spot on the tube screen are determined, exactly at every point in time the current size and direction of the electrical axis of the heart. That I the heart axis rotates during each single beat, a appears on the tube screen multiple closed cyclic curve, a so-called triogram, like it in a similar form in electrocardiography also through vector compositions two cable lines is obtained by the known method of Lissa jous.

Um die drei aus dem Einthovenschen Ableitungsdreieck stammenden Ableitungsspannutzen auf die zur Ablenkung eines Elektronenstrahls oder zur Speisung eines sonstigen Oszillographen erforderlichen Spannungen oder Ströme zu verstärken, sind gemäß Hauptpatent drei Verstärker vorgesehen, welche mit ihren Eingängen und Ausgängen sternförmig zusammengeschaltet sind. In den Ausgangsstern sind die Ablenksysteme der dreiphasigen Kathodenstrahlröhre, die entweder von Platten -sätzen oder von Spulen gebildet werden können, so eingefügt, daß der Strahl nur von zwischen zwei Ableitungsstellen angreifenden Spannungsdifferenzen, d. h. von den wirklich vom Herzen stammenden Aktionsspannungen beeinflußt wird, während er wegen der Gegentaktwirkung der Sternsehaltung auf alle an den drei Ableitungspunkten des Einthovenschen Dreiecks gleichphasig angreifende Störspannungen nicht anspricht. Around the three derivation spigots from the Einthoven derivation triangle on those for deflecting an electron beam or for feeding another Oscillographs required to amplify voltages or currents are in accordance with the main patent three amplifiers are provided, which are star-shaped with their inputs and outputs are interconnected. In the starting star are the distraction systems the three-phase cathode ray tube, which is made up of either sets of plates or of Coils can be inserted so that the beam can only be formed by between two Discharge points attacking voltage differences, d. H. of the really of Heart-derived action tensions is influenced, while he is because of the push-pull effect the star attitude to all at the three derivation points of the Einthoven triangle in-phase interference voltages does not respond.

Nun sind in der gewöhnlichen Elektrokardiographie bereits Schaltanordnungen mit nur zwei Verstärkern angegeben worden, um die drei in bestimmtem Zusammenhang zueinander stehenden Ableitungsspannungen aus dem Einthovenschen Dreieck verstärken und mit ihnen drei getrennte Oszillographen speisen zu können, wobei freilich mit der im Hauptpatent geschilderten Störbefreiung nicht mehr mit voller und unbedingter Sicherheit gerednet werden kann. Diesen Schaltungen liegt das allgemeine Ki rchhoffsche Gesetz zugrunde, daß die Summe aller Spannungen in einem geschlossenen Strom- oder Spannungssystem, wie es das Einthovensche Dreieck bildet, in jedem Augenblick gleich Null sein muß. Praktisch folgt daraus, daß man in \Virklichlieit nur zwei Ableitungen zu verstärken braucht. um durch deren Summe oder Differenz auch die dritte Ableitung mit zu übertragen. Switching arrangements are now already in common electrocardiography with only two amplifiers been given to the three in some context Reinforce the lead voltages from the Einthoven triangle that are related to one another and to be able to feed three separate oscilloscopes with them, of course with the interference exemption described in the main patent no longer with full and unconditional Security can be talked about. The general Ki rchhoffsche lies in these circuits Law is based on that the sum of all voltages in a closed current or The tension system, like the one in the Einthoven triangle, is the same at every moment Must be zero. In practice it follows from this that in reality there are only two derivatives needs to reinforce. by their sum or difference also the third derivative with transfer.

Gemäß der Erfindung wird dies in derTechnik der gewöhnlichen Dreifachkardiographie bereits bekannte Prinzip auf die vektorielle Zusammensetzung der drei Ableitungsspannungen, wie sie im. Hauptpatent beschrieben ist, übertragen so daß man also an Stelle der drei Verstärker in der Sternschaltung des Hauptpatents nur noch zwei Verstärker be nötigt. Zur deutlicheren Veranschaulichung des Erfindungsprinzips werden im folgenden mehrere praktische Schaltungsbeispiele be schrieben welche die besondere N-erkettung der von zwei Verstärkern stammenden Ausgangsspannungen oder Ströme in einem einzigen dreiphasigen Oszillographen erkennen lassen. According to the invention, this is done in the ordinary triple cardiography technique already known principle on the vectorial composition of the three discharge voltages, like them in. Main patent is described, transferred so that one in place of three amplifiers in the star connection of the main patent only two amplifiers needed. For a clearer illustration of the principle of the invention are in the following several practical circuit examples be written which show the special N chain the output voltages or currents from two amplifiers in a single one three-phase oscilloscope.

In Fig. I ist eine Anordnung gezeigt, n welcher die beiden Ableitungen II und III. die mittels der beiden Verstärker I und 2 unmittelbar verstärkt werden, die beiden Plattenpaare 3 und der im oberen Teil der Figur schematisch gezeigten dreiphasigen Kathodenstrahlröhre des Hauptpatents speisen. Die Kathodenanschlüsse der beiden Verstärker führen gemeinsam zur unteren Spitze B, d. h. zum Bein des Ableitungsdreiecks, während die beiden Gittereingänge mit dem rechten Arm R und dem linken Arm L des Patienten verbunden sind. Die beiden Oberplatten der Paare 3 und 4 führen konstantes Potentia' der Anodenspannung 9, während die beiden zugehörigen Gegeuplatten mit denAnoden der %Terstärkerendröhren verbunden sind, so daß sich ihnen die an den Ausgangswiderständen 5 ind 6 auftretenden verstärkten Aktionsspan nungen mitteilen. In Fig. I an arrangement is shown in which the two derivatives II and III. which are amplified directly by means of the two amplifiers I and 2, the two pairs of plates 3 and the one shown schematically in the upper part of the figure feed three-phase cathode ray tube of the main patent. The cathode connections the two amplifiers lead together to the lower tip B, i.e. H. to the leg of the Derivation triangle, while the two grid entrances with the right arm R and connected to the patient's left arm L. The two top plates of the pairs 3 and 4 have a constant potential of the anode voltage 9, while the two associated Counter plates are connected to the anodes of the power tubes so that them the increased action chip occurring at the output resistors 5 and 6 notifications.

Um nun auch die dritte Ableitung, die zwischen R und L entsteht, in die Isathodenstrahl röhre einzuführen und zusammen mit den beiden direkt verstärkten Spannungen II und III unter den vorgeschriebenen winkell von 1200 auf den Strahl einwirken zu lassen ist das dritte Plattenpaar 7 zwischen die beiden Verstärkerendröhren gelegt und überbrückt so die beiden Widerstände 5 und 6. In order to get the third derivative that arises between R and L, to insert into the Isathode ray tube and directly amplified together with the two Tensions II and III below the prescribed angle of 1200 on the beam Allow the third pair of plates 7 to act between the two amplifier output tubes and thus bridges the two resistors 5 and 6.

An diesem Plattensystem treten demnach die zwischen R und L angreifenden Spannungs differenzen mit dem Verstärkungsfaktor der beiden Verstärker multipliziert auf, das sind aber nach dem Kirchhoffschen Gesetz die verstärkten Aktionsspannungen in Ableitung I.On this plate system, those acting between R and L occur Voltage differences multiplied by the gain factor of the two amplifiers on, but according to Kirchhoff's law, these are the increased action tensions in derivation I.

Die insgesamt auf den Elektronenstrahl ein wirkenden Ablenkkräfte setzen sich demnach ebenso wie im Hauptpatent aus der vektoriellen Addition der drei einzelnen Ableitungs spannungen zusammen. In analoger Weise läßt sich auch die imHauptpatentbeschriebene Kathodenstrahlröhre mit drei in Form eines dreiseitigen Prismas angeordneten Nhlenkplatten an den Ausgang der beiden Verstärker anschließen.The total deflection forces acting on the electron beam are composed, as in the main patent, from the vector addition of the three individual discharge voltages together. In an analogous way can also the cathode ray tube described in the main patent with three in the form of a three-sided Connect the connecting plates arranged in the prism to the output of the two amplifiers.

Nicht ganz so einfach liegen die Verhältnisse, wenn die Kathodenstrahlröhre mit magnetischer Ablenkung betrieben werden soll, weil man hierbei die dritte Ableitung durch Stromverzweigung gewinnen muß. In Fg. 2 ist eine derartige, auf Grund des Ertindungsprinzips mit nur zwei Verstärkern wirkende Anordnung wiedergegeben. Die beiden Spulenpaare 10, 11 und 12, 13 werden von den Anodenströmen 14 und 15 der beiden Verstärker 16 und 17, die ebenso wie in Fig. 1 an den Patienten angeschlossen sind, durchflossen. In Serie mit den Spulenpaaren 10, 1 und 12, 13 liegt nun noch je eine Spule I8 und 19 des dritten Spulenpaares, das mit den beiden anderen Spulenpaaren das dreiphasige Ablenksystem bildet, und zwar in entgegengesetztem Sinne, nämlich so, daß sich die von den Spulen 18 und 19 im Zentrum der Kathodenstrahlröhre entstehenden Ablenkfelder bei Stromgleichheit aufheben. Weichen die beiden Ströme 14 und 15 voneinander ab, dann wird der Elektronenstrahl durch das Spulenpaar 18, 19 proportional der Stromdifferenz 14-15 abgelenkt, das ist aber proportional dem Strom, den die Ableitung I bei Verwendung eines eigenen Verstärkers liefern würde. Auf diese Weise wird die gleiche Wirkung erzielt wie in der Anordnung nach Abb. 1, d. h. der Strahl wird von der vektoriellen Summe der drei, den Ableitungsspannungen I, II und IIi proportionalen Magnetfeldern abgelenkt. The situation is not that simple when it comes to the cathode ray tube should be operated with magnetic deflection, because this is the third derivative must win by branching the current. In Fig. 2 such, due to the Ertindungsprinzips reproduced with only two amplifiers acting arrangement. the two pairs of coils 10, 11 and 12, 13 are of the anode currents 14 and 15 of the two amplifiers 16 and 17, which are connected to the patient as in Fig. 1 are flowed through. In series with the coil pairs 10, 1 and 12, 13 is now still one coil each I8 and 19 of the third coil pair, the one with the other two coil pairs forms the three-phase deflection system, namely in the opposite sense, namely so that the resulting from the coils 18 and 19 in the center of the cathode ray tube Cancel deflection fields when the currents are equal. The two streams 14 and 15 deviate from one another from, then the electron beam through the coil pair 18, 19 is proportional to the Current difference 14-15 deflected, but this is proportional to the current that the derivation I would deliver when using my own amplifier. In this way, the achieved the same effect as in the arrangement according to Fig. 1, d. H. the beam is derived from the vector sum of the three, the derivative voltages I, II and IIi deflected proportional magnetic fields.

Anstatt die dritte, nicht unmittelbar verstärkte Aktionsspannung der Ableitung 1 hinter den beidenVerstärkern durch Differenzbildung wiederzugewinnen> kann man dieselbe auch durch Summation erzeugen, wie es für die Zwecke der gewöhnlichen Dreifachkardiographie in verschiedenen Formen bekanntgeworden bzw. vorgeschlagen worden ist. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, das Vorzeichen einer der beiden direkt verstärkten Aktionsspannungen umzukehren. Da die Verstärkereingänge wegen des Kathodenpotentinls festhegen, ist das nur im Zug der Verstärkerkaskade möglich, indem man z. B. einen der beiden Verstärker mit einer Röhre mehr ausrüstet als den anderen oder mit einer Röhre mit fallender Kennlinie, z. B. mit einer im Schutznetz belasteten Doppelgitterröhre o. dgl. Instead of the third, not immediately intensified, tension of action of the derivative 1 behind the two amplifiers by forming the difference> it can also be produced by summation, as is the case for the purposes of ordinary Triple cardiography has become known or proposed in various forms has been. For this purpose it is necessary to have the sign of one of the two to reverse directly intensified action tensions. Because the amplifier inputs because of of the cathode potential, this is only possible in the train of the amplifier cascade, by z. B. equips one of the two amplifiers with one tube more than that other or with a tube with a falling characteristic, e.g. B. with one in the safety net loaded double lattice tube or the like.

Nunmehr entspricht der die Ableitung 1 widerspiegelnde Ausgangsstrom der Summe von 14+15, und die Schaltung der drei Ablenkspulensätze nach Fig. 2 ist auf die in Fig. 3 gezeigte Weise abzuändern. Die Spulen wird von den beildenAnodenströmen der Verstärker gemeinsam durchflossen und steuert den Strahl demnach proportional der Summe 14+15, während sich diese Summe in den beiden anderen Spulen 22 und 23 verteilt, so daß dieselben von Strom 14 und 15 getrennt durchflossen werden. Auch diese Anordnting liefert infolgedessen die gleichen Triogramme wie die beiden vorangehenden Schaltungen, so daß über die Wirkungsweise im einzelnen nichts mehr gesagt zu werden braucht.The output current reflecting the derivation now corresponds to 1 the sum of 14 + 15, and the circuit of the three sets of deflection coils according to FIG in the manner shown in FIG. The coils are formed from the two anode currents the amplifier flows through jointly and controls the beam proportionally the sum 14 + 15, while this sum is in the two other coils 22 and 23 distributed so that the stream 14 and 15 flow through them separately. Even this arrangement consequently provides the same triograms as the two preceding ones Circuits, so that nothing more needs to be said about the mode of operation in detail needs.

Damit die beschriebenen Anordnungen richtig und einwandfrei arbeiten, muß die Forderung erfüllt werden, daß die beiden Aktionsspannungen II und III in richtigem Maßstab übertragen werden, d. h. daß die beiden Verstärker gleiche Empfindlichkeit haben müssen. So that the described arrangements work correctly and properly, the requirement must be met that the two action tensions II and III in transferred to the correct scale, d. H. that the two amplifiers have the same sensitivity need to have.

Dies ist dann der Fall, wenn eine auf beide Verstärker gemeinsam und in gleicher Weise wirkende Prüf- oder Eichspannung, die z. B. mittels der Prüftaste 8 in Fig. I in die gemeinsameKathodenleitung geschaltet werden kann, den Strahl über das Difterenzsystem 7 in Fig. I nicht beeinflußt. Da die Wirkung der beiden anderen Ablenksysteme 3 und 4 bei gleichen Feldstärken senkrecht zu der des Plattenpaares 7 gerichtet ist, darf sich der Leuchtfleck beim Drücken der Taste 8 nur in Richtung von oben nach unten oder umgekehrt bewegen. Auf diese Weise ist eine überaus einfache und sichere Methode gegeben, um die Einrichtung auf die für ihre richtige Arbeitsweise vorgeschriebene Einstellung abzugleichen.This is the case when one on both amplifiers in common and in the same way acting test or calibration voltage, the z. B. by means of the test button 8 in Fig. I can be switched into the common cathode line, the beam not influenced by the difference system 7 in FIG. Because the effect of the two other deflection systems 3 and 4 with the same field strengths perpendicular to that of the plate pair 7, the light spot may only move in the direction of move from top to bottom or vice versa. This way is an extremely easy one and safe method given to the establishment on which to work properly to adjust the prescribed setting.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Device for three-phase vector display the electrical axis of the heart according to patent 720,524 using two Amplifiers that directly amplify two leads and the third lead as the sum or difference of their outputs, characterized in that the Writing system of the osiillograph in two axes running at 120 ° to each other of the two directly amplified leads in the third rotated by a further 120 ° Axis of the sum or difference of the two voltages or currents of the amplifier outputs is controlled.

2. Device according to claim I, characterized in that two of the plates forming a triangular deflection system of a cathode ray tube are connected to the two outputs of the two amplifiers, while the third plate carries a fixed potential.

3. Device according to claim 1, characterized in that two of the three deflection coils grouped around the cathode ray tube at angles of I200 (22, 23) flowed through by the output currents (I4, I5) of the two amplifiers (I6, I7) and that these two currents are the third deflection coil (2I) as a sum or difference flow through.