DE2811362B2

DE2811362B2 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Messen und Wiedergeben des systolischen und diastolischen Blutdrucks

Info

Publication number: DE2811362B2
Application number: DE2811362A
Authority: DE
Inventors: Donald Lee Huntington Beach Calif. Anderson; Isaac Raymond Mission Viejo Calif. Cherry; David Wilber Huntington Beach Calif. Squires
Original assignee: Del Mar Avionics Inc
Current assignee: Del Mar Avionics Inc
Priority date: 1977-05-16
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1981-03-26
Also published as: GB1564494A; DE2811362A1; DE2811362C3; US4216779A; JPS5910215B2; JPS53142078A

Description

Die US-PS 28 27 040 beschreibt einen automatischen Blutdruckmesser, Bei dieser bekannten Anordnung wird ein Tbermistor-Druckimpuls-Detector zur Abtastung des Herzschlags verwendet Der Ausgang dieses Detectors bestimmt ein Zeitintervall innerhalb dem die

!5 fJ-Töne auftreten müssen, um als echte /C-Töne angesehen zu werden. Es sind zwei aufeinanderfolgende /C-Toh-Feststellungen erforderlich, bevor eine Aufzeichnung durchgeführt werden kann. Der Druck wird gemessen während der Manschettendruck erhöht wird, so daß zuerst die diastolische und dann die systolische Messung durchgeführt wird.

Die US-PS 3202148 und 33 19 623 zeigen eine Anordnung zur Blutdrucküberwachung, bei der eine Spalte von Anzeigelampen verwendet werden, die aufeinanderfolgenden Druckpegeln entsprechen. Beim Abfallen des Manschettendruckes wird jeweils ein Licht erregt, das dem jeweiligen Druck entspricht, wenn ein K-Ton vorhanden ist Am Ende des Meßzyklus werden in der Spalte normalerweise einige Lichter am oberen, dem hohen Druck entsprechenden Ende nicht erleuchtet worden sein, während dann eine Peihe von Lichtern folgt, weiche erregt wurden; darunter sind dann einige wenige Lichter, die nicht erleuchtet wurden. Das oberste und unterste erregte Licht geben die systolischen bzw. diastolischen Druckintervalle an. Bei einer Ausführung des bekannten Gerätes wird automatisch eine Kurvendarstellung auf einem Papierstreifen registriert, die die systolischen und diastolischen Drucke über der Zeit zeigt

Die US-PS 36 54 915 befaßt sich mit einer Anordnung zum automatischen Messen und Anzeigen des Blutdrukkes. Diese Anordnung besitzt eine Reihe von vorteilhaften Sicherheitsmerkmalen. Die Signalverarbeitung zur Ausscheidung von Artefakten schließt auch die Unter drückung von K-Tönen ein, welchen weder ein anderer K-Ton vorausgeht noch nachfolgt. Der Druck wird über ein Quecksilbersäulenmanometer gemessen, das eine Reihe von Fühlerkontakten besitzt. Die Messungen werden durch eine Spalte von Lampen angezeigt und können von einem Schreibgerät aufgezeichnet werden. Während jedes Betriebszyklus wird die Manschette zuerst auf einen gewählten Druckpegel aufgeblasen und dann wird der Druck durch ein linear wirkendes Manschetten-Entleerungsventil reduziert, welches ein zusätzliches Element zu dem Ventil ist, welches zur Absenkung des Manschettendrucks am Ende jedes Meßzyklus dient.

Die DE-PS 6 75 238 befaßt sich mit einem Gerät zur oszillographischen Blutdruckmessung nach dem Kom pensationsverfahren, bei dem eine Registriermembran zwischen zwei Druckkammern angeordnet ist, von denen die eine mit der um den Oberarm des Patienten gelegten elastischen Abschnürmanschette über eine Ventilanordnung in Verbindung steht, während die andere mit ihrer Druckkammer über einen Druckregler verbunden ist. Die Ventilanordnung wird in Abhängigkeit von dem Aufzeichnungsweg der Registriervorrichtung, jedoch unabhängig von der Höhe des Abschnür-

druckes, derart gesteuert, daß der Absehnördruck während des Druckanstieges stufenweise Bindert wird, wobei nach jeder Druckänderung eine Einstellung des Absehnördruekes auf einen konstanten Wert erfolgt. Bei der bekannten Anordnung kann der systoljscbe und s diastolische Blutdruck nur aus der Art des Kurvenverlaufes entnommen werden,, Dadurch, daß nach jeder Druckänderung eine Einstellung des Abschnördruekes auf einen konstanten Wert erfolgt, ergibt sich eine erhebliche Dauer der Messung. to

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine automatische Vorrichtung zum Messen und Wiedergeben des systolischen und diastolischen Blutdrucks aufzuzeigen, mit dem genau und verhältnismäßig rasch die erwünschten Werte bestimmt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Absenken des Manschettendruckes stufenförmig unter Steuerung von Schrittsignalen erfolgt.

Da die Messung des Druckes immer dann erfolgen kann, wenn der Manschettendruck konstant ist, wird die Genauigkeit des Meßverfahrens erheblich gesteigert In dieser Periode wird auch das Auftreten von /C-Tönen überwacht Da kein Auswerten von Kurven und kein Abhören von Herztönen erforderlich ist, kann das Verfahren für eine automatische Blutdrucküberprüfung, insbesondere bei ambulanter Behandlung und ständiger Überwachung, mittels eines tragbaren Magnetbcndaufzeichnungsgerätcs, Verwendung finden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 die Verwendung des erfindungsgemäßen BPM Systems,

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.4 ein Blockschaltdiagramm mit bestimmten Teilen der Schaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen BPM Systems.

Fig.5 ein Schaltbild von Teilen der Schaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 6 bestehend aus den F i g. 6a, 6b, 6c und 6d ein Schaltdiagramm mit Teilen der Schaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels dir Erfindung, so

F i g. 7 ein Schaltbild der Schaltung eines Bandaufzeichnungsgirätes, wie es bei dem erfindungsgemäScn BPM System verwendet werden kann,

F i g. 8 ein Schaltdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Datendecoders zeigt, wie er bei dem erfindungsgemäßen BPM System verwendet werden kann,

Fig.9 ein Schaltdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Herzschlagfrequenz-Trend-Rechners, wie er bei dem erfindungsgemäßen BPM System Verwendung finden kann,

F i g. 10 ein schematisches Schaltbild für die Schaltung einer digitalen Ablesung, wie sie bei dem erfindungsgemäßen BPM System Verwendung finden kann,

F i g. 11 ein logisches Flußdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 eine graphische. Darstellung des Manschettendruckes über der Zeit innerhalb eines Betriebszyklus des bevorzugten AusfPhrungsbeispiels der Effindung,

F i g, 13 ein Diagramm, das die Folge von Herzschlägen, K-Tönen und in dem BPM System der Erfindung durchgeführten Operationen veranschaulicht,

F ί g, H eine Darstellung, die die Beziehung zwischen dem K-Ton-Gatterintervall und dem EKG Signal bei der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wiedergibt,

Fig, 15 eine Darstellung der graphisch gezeichneten Ausgangssignale, wie sie bei dem erfindungsgemä-ßen BPM System auftreten und

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht mit entsprechenden Anschlußverbindungen und Steuerungen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Verwendung des erfindungsgemäßen BPM Systems 10 ist in Fig. 1 gezeigt Das BPM System 10 ist leicht tragbar und am P? .«'enten 12 mittels eines Gürteis 14 befestigt der um di? Taille des Patienten geführt ist oder aber mittels eines Schultergürtels 15, der sich in einer Schleife über die Schulter des Patienten 12 erstreckt Der Patient 12 trägt auch ein tragbares Bandaufzeichnungsgerät 16, welches praktischerweise an dem BPM System 10 befestigt sein kann. Eine Anzahl von EKG Elektroden 18 sind am Körper des Patienten 12 in üblicher Weise befestigt Die Leitungsdrähte 20 von den EKG Elektrcden werden zu einem Kabel 22 zusammengefaßt, welches zum Aufzeichnungsgerät 16 führt.

Ein Schlauch 24 erstreckt sich von dem BPM System 10 über die Schultern des Patienten 12 zu einer unter Druck setzbaren Manschette 26, weiche am oberen Teil des Arms des Patienten angebracht ist. Der Schlauch 24 führt das Medium, welches zum Füllen der unter Druck setzbaren Manschette 26 dient Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Medium Luft we'.che durch eine Pumpe in dem BPM System abgegeben wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen könnte ein Gas verwendet ν erden, welches aus einem Behälter mit Druckgas kommt, oder es kann auch ein Flüssigkeitsdruck angewendet werden. Ein Mikrophon 28 ist zw ischen der unter Druck setzbaren Manschette 26 und dem Arm des Patienten in der Nähe der distalen Kante der Manschette 26 angebracht, wie dies F i g. 1 zeigt. Das Mikrophon 28 wandelt die Korot.kow Töne in elektrische Signale, welche über das Mikrophonkabel 30 zu dem BPM System 10 geleitet "/erden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Mikrophonkabel an verschiedenen Punkten seiner Erstreckung mit dem Schlauch 24 verbunden. Das BPM System besitzt auch eine selbständige Stromversorgung, welche aus einer Anzahl von Batterie-Zellen besteht, welche genügend Spannung und Energie zum Betrieb der Pumpe, der elektronischen Schaltung und des tragbaren Bandaufzeichnungsgerätes für die Dauer von 26 Stunden liefern. Bei anderen Ausführungsbeispielen, bei denen die Tragbaren nicht so wichtig ist, kann die Stromversorgung zu dem BPM System und zum Aufzeichnungsgerät auch mittels eines Kabels aus einer festen Quelle erfolgen. Das tragbare Magnetbandgerät 16 zeichnet auf einem Magnetband, das kontinuierlich mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit angetrieben wird, die trwünschten Daten auf, so daß auf einem einzigen Band Daten für 26 Stunden gespeichert werden können. Wie nachstehend noch beschrieben wird, kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel

das Magnetbandgerät ί6 in zwei getrennten Spuren des Magnetbandes gleichzeitig aufzeichnen. Immer wenn genügend Daten gesammelt wurden, wird das Magnetband aus dem Magnetbandgerät 16 entnommen und zwar für eine Wiedergabe, wie sie nachstehend noch beschrieben wird.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des Systems zur Bestimmung Aufzeichnung und graphischen Darstellung der Herzschlagfrequenz und des Blutdrucks des Patienten gemäß einem bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung. Das Gesamtsystem besteht aus dem BPM System 10. dem tragbaren Magnetbandgerät 16 und einer abgewandelten Form des elektrokardiographischen Rechners 32. Die Pumpe 34 legt Druck an die Manschette 26 unter Steuerung des Ventils 36 und der Ventilsteuerschaltcng 38. Das Ventil 36 besitzt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein durch einen Elektromagneten betätigtes Element oder Kern, welrhps Hiirrh FpHprvnrsnanminp in pinpr pr<*tpn Position

gehalten wird, wenn der Elektromagnet nicht erregt ist. wobei die Manschette mit der Atmosphäre verbunden ist und die Manschette entleert ist. Wird der Ventil-Elektromagnet erregt, dann bewegt sich das Ventilelement in eine zweite Stellung, in der die Pumpe 34 mit der Manschette 26 verbunden ist. um diese über den Schlauch 27 unter Druck zu set7.cn. Fällt die Stromversorgung aus. dann wird das Ventil 36 aberregi. wodurch die Manschette 26 entleert wird und ihren Druck auf dem Arm des Patienten verliert.

Ein getrennter Schlauch 24 dient zur Verbindung eines Druckaufnehmers 40 mit der Manschette 26, so daß der Druckaufnehmer 40 innerhalb des Gehäuses des BPM Systems 10 angeordnet sein kann, so daß es nicht erforderlich ist. stromführende Leiter zur Manschette 26 zu führen. Der getrennte Schlauch 24 ist direkt mit der Manschette 26 und nicht mit dem Schlauch 27 in der Nähe des Ventils 36 verbunden, um die Aufnahme der extremen Druckübergänge zu vermeiden, welche im Schlauch 27 durch die Abblaswirkung des Ventils 36 erzeugt werden. Der Druckaufnehmer 40 erzeugt ein elektrisches Signal, welches dem Manschettendruck entspricht und zur Steuerung des Manschettendrucks sowie für die Messung des systolischen und diastolischen Blutdrucks in noch zu beschreibender Weise dient.

Die Ventilsteuerschaitung 38 spricht auf ein vom Druckaufnehmer erzeugtes Signal sowie auf eine Anzahl anderer noch zu beschreibender Signale an. um die Arbeitsweise des Ventils 36 elektrisch zu steuern. Eines dieser Signale, auf das die Ventilsteuerschaltung anspricht, ist ein voreingestellter Druck, welcher durch eine Einstellungsmoglichkeit 42 für den Anfangsaufblasdruck bestimmt wird, welche ein Signal auf dem Leiter 44 erzeugt, welches einen konstanten voreingestellten Druck darstellt.

Die Ventilsteuerschaltung 38 spricht auf das Signal für den voreingestellten Anfangsaufblasdruck auf Leitung 44 und auf das vom Druckaufnehmer 40 erzeugte Drucksignal auf Leitung 46 an und erregt selektiv das Ventil 36. wodurch die Manschette 26 während einer Anfangsaufblasphase jedes Betriebszyklus aufgeblasen wird. Der Anfangsaufblasdruck für den ersten Betriebszyklus ist der Wert, der über die Einstellmöglichkeit 42 voreingestellt wird, während in darauffolgenden Betriebszyklen der Spitzenaufblasdruck bestimmt wird, durch die die Ventilsteuerschaitung 38 und zwar vom systolischen Druck, welcher im ummittelbar vorhergehenden Betriebszyklus gemessen wurde.

Nach der Aufbiasphase in jedem Betriebszyklus wird der Druck in der Manschette 26 von der Ventilsteuerschallung 38 abhängig von den Schrittsignalen gesteuert, welche in dem K-Ton Intervall 48 abhängig von aufeinanderfolgenden /?-Spitzen oder -Abschnitten des EKG Signals des Patienten erzeugt werden, wie dies nachstehend noch beschrieben wird. Jeder Schrittimpuls betätigt die Ventilsteuerschaltung 38, damit sie kurzzeitig das Ventil 36 aberregt und einen kleinen vorbestimmten Teil des Mediumdruckes in der Manschette 26 in die Atmosphäre abläßt. Hierdurch ergibt sich ein praktisch lineares Absinken des Manschettendnickes bezüglich der Zeit, wie dies in F i g. 12 zu sehen ist. Schlägt das Herz des Patienten mit einer hohen Frequenz, dann erfolgen die Druckabsenkungsschritte öfter als wenn das Herz des Patienten langsamer schlägt.

Bei den bekannten Systemen, die ein lineares

Ahspnltpn tips Mansfhpltnnilriu-kps wirsrhrn hasiprlf

die Geschwindigkeit der Druckreduktion notwendigerweise auf der niedrigsten zu erwartenden Herzschlagfrequenz, um zu große Druckabsenkungsschritte zwischen aufeinanderfolgenden Messungen zu vermeiden, was mit einem entsprechenden Genauigkeitsrückgang verbunden ist. Dies hat bei den bekannten Systemen zur Folge, daß die Meßzeit, welche durch die Zeit bestimmt wird, die der Druck benötigt, um vom systolischen zum diastoliscf":n Druck abzufallen, für diejenigen Patienten unnötig verlängert wurde, deren Herzschlagfrequenz höher als die erwartete Minimalfrequenz ist. Die vorliegende Erfindung vermeidet diese unnötige Verlängerung des ManschettenJruckes, wobei die gewünschte Genauigkeit erhalten bleibt, dadurch, daß die konstanten Reduzierungen des Druckes in Schritten durchgeführt werden, welche durch die aufeinanderfolgenden Herzschläge bestimmt werden. Schlägt somit bei der vorliegenden Erfindung das Herz des Patienten rasch, dann wird der Meßz.yklus in einer kürzeren Zeit ohne Abfall der Genauigkeit beendet.

Die Ventilsteuerschaltung 38 sorgt auch bei der vorliegenden Erfindung dafür, daß der Druck in der Manschette sofort abgelassen wird, nachdem der diastolische Druck gemessen worden ist. Auch dieses Merkmal ist dafür geeignet, die Bequemlichkeit des Patienten dadurch zu erhöhen, daß der Manschettendruck so schnell wie möglich abgelassen wird. Dieses Merkmal wird mittels einem rückstellbaren Zeitgeber in der Ventilsteuerschaitung erzielt, welcher nach einem vorbestimmten Zeitintervall in der Größenordnung von 6 Sekunden oder 3 Herzschlägen das Ventil 36 abregt und die Manschette 26 abbläst, wenn der Zeitgeber nrM zurückgestellt wurde. Während dem Zeitintervall zwischen dem ersten K-Ton und dem letzten K-Ton werden Rückstellsignale in noch zu beschreibender Weise von dem K-Ton Gatter 48 an den Zeitgeber angelegt. Nach Aufhören der K-Töne werden auch die Rückstellsignale von dem K-Ton Gatter 48 beendet und der Zeitgeber in der Ventilsteuerschaltung 38 läuft durch, wobei er das Ventil 36 aberregt und die Manschette 26 abbläst, nachdem der diastolische Druck bestimmt worden ist.

Erwähnenswert ist ein weiterer Gesichtspunkt des Manschettendrucksystems. Wenn nach der Anfangsaufblasphase in irgendeinem Betriebszyklus K-Töne innerhalb einer Zeitspanne, die für die drei ersten Herzschläge nach der Unterdrucksetzung erforderlich ist. festgestellt werden, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß der Aufblasdruck niedriger als der systolische

Druck des Patienten war.

In diesem PaIIe ist die Bestimmung des systolischen Drucks nicht möglich. Deshalb erzeugt die Unterscheidungsschaltung 50 einen revidierten Aufblasdruck, welcher gegenüber dem im vorhergehenden Zyklus verwendeten Aufblasdruck um einen bestimmten Betrag erhöht ist: diese Schaltung erzeugt aiuh ein Signal kg/ Aktivierung der Pumpe 34. so daß sofort ein weiteres Aufblasen der Manschette erfolgt. Dieses Merkmal ist besonders wertvoll bei automatischen Blutdruekmefisysleinen der vorliegenden rrfindiing. damit eine falsche Ideniifikuthm des sysiolischen Drucks vermieden wird.

Ia sei nun die Beschreibung des Hlocksi'haltdiagriimms der Fig. 2 fortgesetzt. In dem gezeigten System erzeugt ein Taktgeber 52 sich in 1 5-Minuten-lntcrvallen wiederholende Signale, welche zur Einleitung von aufeinanderfolgenden Mcßzyklen verwendet wcruen. tier Taktgeber 52 eizeugi iim.ii iiikisigimie auf getrennten Leitungen, mit einer Frequenz von 8192 Hz für den \na og'Digitalwandler 54. 1024 \{/ für das Ai'-Ton Gatter 48. 32 Hz. für den Datenencoder 56 und den Druckspeicher 58 des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die einzelne Wirkungsweise dieser verschiedenen Schaltungen wird nachstehend beschrieben.

Neben den Manschctiendrikksicuerungs- und Systemzeitgabcfunktionen. werden die meisten lintscheidungsfunktionen des HPM Systems von der Unterscheidungsschaltung 50 bestimmt. Wie bereits erwähnt, sind die hauptsächlichen Dateneingangssignale zu der Untcrsc.eidungsschaltung 50, das LKG Signal auf Leitung 60. das λ-Ton Signal auf Leitung 30 und das Druckdalensijüial auf Leitung 4b. Aus diesen Signalen bestimmt die Untcscheidungsschaltung 50 den systolischen und diabolischen Blutdruck des Patienten, wobei die Blutdruckdaten auf der Leitung 62 erscheinen, um mittels des tragbaren Magnetbandgerätes 16 aufgezeichnet zu werden.

Bei einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel werden die von den LKG Elektroden 18 kommenden Signale von dem Kabel 22 zu dem tragbaren Magnetband 16 geführt, um dort aufgezeichnet zu werden. Obgleich mehrere Kanäle der EKG Information abgenommen und aufgezeichnet werden können, werden beim bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Kanäle verwendet. Einer dieser Kanäle wird über Leitung 60 an die Unterscheidungsschaltung angelegt und dient zur Bestimmung der Zeit des Auftretens aufeinanderfolgender /?-Spitzen oder Abschnitte. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der K-Ton-Aufnehmer 28 ein Mikrophon, welches die akustischen AC-Töne in ein elektrisches Signal umwandelt, welches auf dem Mikrophonkabel 30 erscheint. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Ausgangssignal des Druckaufnehmers 40 ein auf Leitung 46 erscheinendes Analogsignal, welches mittels des Analog/Digitalumsetzers 54 in die digitale Form umgewandelt wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann auch ein Druckaufnehmer verwendet werden, der ein digitales Ausgangssignal abgibt.

Wie bereits beschrieben, hört bei der Auskultationsmethode zum Bestimmen des Blutdrucks eine geübte Person die ΑΓ-Töne ab und stellt diese fest. Bei der vorliegenden Erfindung wird diese komplizierte Feststellung mittels der Unterscheidungsschaitung 50 durchgeführt, wie sie nun kurz beschrieben werden soll. Eine wesentlich ausführlichere Erläuterung erfolgt dann in Verbindung mit den Diagrammen der F i g. 3 bis 6 und dem Flußdiagramm der Fig. II.

Das EKG Signal auf Leitung 60 der F i g. 2 wird an ein R-VWicr 64 angelegt, welches höhere und niedrigere Frequenzen in dem Signal unterdrückt und die ansteigenden Flanken der A?-Spitze dazu verwendet, einen /?-lmpuls bestimmter Breite auf der Leitung 66 zu erzeugen. Diese immer wieder erscheinenden /Mmpulse werden zur Markierung der Auftrittszeiten aufeinanderfolgender Herzschläge verwendet. In ähnlicher Weise wird das AC-Ton Signal auf dem Kabel 30 durch ein AC-Filter 68 gefiltert, welches die höheren und tieferen Frequenzkomponenten des Signals entfernt und daraus eine Reihe von AC-lmpulscn mit vorbestimmter Impulsbreite auf Leitung 70 erzeugt, welche die Zeiten des Auftretens aufeinanderfolgender AC-Tönc markieren. Durch Unterdrücken der anderen Frequenzkomponenten bewirkt das AC-Filter 68 auch eine Unterdrückung der Ariefaktgeräuschc. welche bekannt-ίιΐ'ίι uiui/MwegM vun iiüiieici ricijucii/. ·ιΚ die /C-iiiipuisc sind.

N.ich der Anfangsaufblasphase jedes Betriebszyklus legt jeder der aufeinanderfolgenden /Minpulse auf Leitung 66 eine Anfangszeit fest, welche von dem Λ'· To η Gatter 48 nach Ankunft des /Mmpulses zur Festlegung einer Zeitspanne verwendet wird, während der der AC-lmpuis auf Leitung 70 erscheinen müßte, wenn er überhaupt auftritt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß der K-Ton normalerweise nicht früher als 15b Millisekunden und nicht später als J50 Millisekunden nach der Af-Spitze erscheint. Somit muß ein K-Ton innerhalb eines 200-Millisekunden Intervalls auftreten, das 156 Millisekunden nach Auftreten des R-Impulses beginnt, wenn der K-Ton als gültig angesehen werden soll. Das AC-Ton Gatter Intervall ist in F i g. 14 veranschaulicht.

Wird ein K-Ton während des Intervalls festgestellt, dann wird ein getakteter λ-Impuls erzeugt, wird kein AC-Ton während des Zeitintervalls festgestellt, dann erzeugt das AC-Ton Gatter 4P einen AC-lmpuls.

Die AC-lmpulse und die durch das Gatter gelaufenen (gated) AC-lmpulse werden an den Artefaktzurückweiser 72 angelegt, indem die Identifizierungsfunktion wahrgenommen wird. Wenn zum erstenmal ein getakteter AC-impuls auftritt, dann wird der gegenwärtig vorhandene Druckwert in digitaler Form in den Druckspeicher 58 über den Analog/Digitalumwandler 54 eingespeichert und zwar als systolischer Meßwert. Nachdem das AC-Ton Gatter geschlossen wurde, wird der Manschettendruck um 3 mm Quecksilbersäule abgesenkt und dann wird ein weiterer AMmpuis auf. Die Ariefaktzurückweisung 72 verlangt, daß ein weiterer dem zweiten /?-lmpuls folgender AC-Ton auftreten muß, wenn die Folge von getakteten AMmpulsen als gültig und nicht als durch Artefaktgeräusch erzeugt betrachtet werden soll. Tritt kein weiterer AC-Ton auf. dann wird daraus geschlossen, daß der erste K-Ton ein Artefaktgeräusch war. In diesem Falle werden die, dem Druckspeicher 58 zugeführten Druckdaten gelöscht und das System wartet auf den nächsten R- Impuls. Folgt dem zweiten ß-Impuls ein zweiter getakteter AC-Impuls, dann bleibt der gespeicherte systolische Druck erhalten und der nun gegenwärtige Druck wird in den Druckspeicher 58 als ein möglicher diastolischer Druck eingelesen. Aufeinanderfolgende Druckwerte werden in den Druckspeicher 58 eingeiesen, so daß sein Inhalt wiederhoil auf den neuesten Stand gebracht wird. Der letzte Druckwert, der in dem Druckspeicher 58 zu dem Zeitpunkt

verbleibf, zu dem der diastolische Druck festgestellt wird, wird zum gemessenen diastolischen Druck.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung spricht die Artefaktzurückweisung 72 mit der Feststellung an, daß der mit dem ersten /(-Signal in Beziehung stehende Druck als systolischer Druck festgestellt wird, wenn auf aufeinanderfolgenden Herzschläge drei ^-Signale von zwei /(-Signalen gefolgt werden. In ähnlicher Weise spricht die Artefaktzurückweisung 72 für eine Feststellung, daß der mit dem ersten getakteten /(-Signal in Beziehung stehende Druck der diastolische Druck ist, wenn bei aufeinanderfolgenden Herzschlägen zwei getaktete Κ-Signale gefolgt werden von drei J?-Signalen.

Nach der Feststellung des diastolischen Drucks betätigt die Artefaktzurückweisung 72 den Druckspeicher 58, um eine serielle Auslesung des systolischen und diastolischen Drucks zu bewirken und den Datenencoflnr 56 zu erregen, daß dieser die seriellen digitalen Ausgangssignale des Druckspeichers in einen seriellen FM-Datenfluß auf Leitung 62 umwandelt.

Das tragbare Magnetbandgerät 16 kann die das Gerät tragende Person von Hand dem in einer der Spuren des Magnetbandes aufgezeichneten EKG Signal ein Vorfallmarkiersignal überlagern. Bei der vorliegenden Erfindung wurde dieses Magnetbandgerät abgewandelt derart, daß das Auftreten serieller digitaler pulsbreiten-modulierter Daten (nachstehend als DPWM bezeichnet) auf Leitung 62 für das Aufzeichnen Priorität hat vor dem Vorfallmarkiersignal, welches wiederum Priorität vordem EKG Signal besitzt. Dieses Prioritätssteuerungsschema gewährleistet, daß keine Blutdruckdaten verloren gehen. Da nur dreiviertel einer Sekunde erforderlich sind, um die seriellen DPWM Daten einzulesen, würde ein gleichzeitig auftretendes Vorfallmarkiersignal dennoch (wenn auch unterbrochen) erkennbar sein, da es eine längere Dauer besitzt (annähernd 1 Sekunde bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel).

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann mit dem tragbaren Handgerät 16 gleichzeitig in zwei Spuren des Magnetbandes 74 aufgezeichnet werden. Eine der Spuren 73 ist für einen Kanal von EKG Signalen vorgesehen, während die andere Spur 75 den Blutdruckdaten, einer Vorfallmarkierung und einem zweiten Kanal von EKG Signalen reserviert ist, weiche wahlweise aufgezeichnet werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Magnetband 74 eine Länge, die ausreicht für eine 26stündige Aufzeichnung von aufeinanderfolgenden Daten bei der verwendeten Aufzeichnungsgeschwindigkeit (.0625 Millimeter pro Sekunde bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel). Es ist natürlich nicht notwendig, daß während der ganzen 26 Stunden auf dem Band aufgezeichnet wird und das Magnetband 74 ist also ein sehr kompaktes und bequemes Mittel der Speicherung, was auch immer für Daten auf ihm gespeichert werden. Die folgende Wiedergabe-Abspielung des Bandes in dem elektrokardiographischen Rechner 32, die nachstehend beschrieben wird, zerstört nicht die auf dem Band aufgezeichnete Information. Ein schematisches Schaltbild der Schaltung des tragbaren Bandgerätes 16 ist in F i g. 7 gezeigt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das BPM-System mit einer digitalen Anzeigeschaltung 76 versehen, die es gestattet, daß die gemessenen systolischen und diastolischen Blutdrucke mitttis einer LED-Anzeige oder einer Flüssigkristallanzeige in der Form zweier Zahlen mit drei Dezimalstellen angezeigt werden, und zwar solange, bis die Anzeige durch einen Rückstellschalter gelöscht oder bis eine neue Messung vollendet wurde. Die Digitalanzeige erlaubt die j Ablesung der angezeigten Meßwerte, ohne daß der Aufzeichnungsprozeß unterbrochen wird. Ein schematisches Schaltbild der digitalen Anzeigeschaltung ist in Fig. 10 gezeigt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der

in vorliegenden Erfindung wird das Magnetband 74 aus dem tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät 16 entnommen und in einen elektrokardiographischen Rechner 32 zur Analyse und Aufzeichnung eingesetzt. Der elektrokardiographische Rechner 32 ist ähnlich

'■'■ demjenigen, der in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 717 651 beschrieben wurde. Wie dort ausgeführt, enthält der elektrokardiographische Rechner eine Bandwiedergabeeinheit 78 zum Umwandeln der aufgezeichneten Signale in elektrische Form, einen Herzschlagfrequenz-Trend-Rechner 80, der auf das EKG Signal anspricht und ein Herzschlagfrequenz-Signal erzeugt, welches die Frequenz anzeigt, mit der das Herz des Patienten geschlagen hat, sowie eine Aufzeichnungseinheit oder Schreiber 82, der eine

2ί graphische Darstellung 84 der Herzschlagfrequenz über der Zeit erzeugt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der elektrokardiographische Rechner 32 durch das Hinzufügen eines Datendecoders 86 modifiziert, welcher die Blutdruckdaten erkennt und von den EKG Daten trennt und der ein Steuersignal erzeugt, wenn die Blutdruckdaten vorhanden sind. Der elektrokardiographische Rechner 32 der genannten Patentanmeldung wurde weiterhin durch das

3t Hinzufügen eines Multiplexergatters 88 modifiziert, welches auf das vom Datendecoder 86 erzeugte Steuersignal anspricht und selektiv das Herzschlagfrequenz-Signal oder das Blutdrucksignal durchläßt, sofern dieses vorhanden ist. Der elektrokardiographische Rechner 32, wie er in der oben genannten Patentanmeldung offenbart wurde, ermöglicht es auch, in der graphischen Darstellung 84 Punkte anzuzeigen, bei welchen der Vorgangsmarkierer betätigt wurde.
Schematische Schaltbilder des Datendecoders 86 und

·) ' des Herzschlagfrequenz-Trend-Rechners 80 sind in den F i g. 8 bzw. 9 dargestellt. Das Multiplexergatter 88 wird in F i g. 9 mit dem Bezugszeichen 380 angegeben.

Zusammengefaßt verkörpert das in den F i g. I und 2 gezeigte System ein Verfahren zum Erzeugen einer

ϊί> verbesserten Darstellung von Herz-relevanten Daten, wodurch die Diagnose von Herzfehlern und Unregelmäßigkeiten erleichtert wird und zwar durch ständiges Abtasten eines vom Patienten erzeugten EKG Signals, Messen des Blutdrucks des Patienten in Intervallen unter Verwendung eines am Patienten angebrachten tragbaren Gerätes und Aufzeichnung sowohl des EKG Signals als auch des Blutdrucksignals in einer einzigen Spur eines Magnetbandes. Das Magnetband wird später wiedergegeben und zwar bei einer höheren Geschwindigkeit als bei der Aufnahme, wobei ein kombiniertes elektrisches Signal erzeugt wird, welches sowohl das EKG Signal als auch das Blutdrucksignal darstellt Diese beiden letzteren Signale werden dann durch einen Datendecoder getrennt und ein Herzschlagfrequenz-Signal wird aus dem EKG Signal erzeugt. Schließlich werden sowohl das Blutdmcksignai als auch das Herzschlagfrequenz-Signal über der Zeit in der gleichen graphischen Darstellung gezeichnet oder geschrieben,

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um die Diagnose zu erleichtern.

Der Rest der Beschreibung soll sich nun mit einer eingehenderer» Erläuterung derjenigen Teile des BPM ■ -ystems befassen, welche nicht ohne weiteres aus dem bekannten Stand der Technik zu entwickeln sind. Die ■-> Stromversorgung, die Systemzeitgabe, die Unterscheidungsschaltung 50 und die Ventilsteuerschaltung 38 werden im Zusammenhang mit den Fig.3 bis 6 beschrieben, welche in schematischer Form diese Schaltungen darstellen. in

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Energie für das BPM System von einigen Nickelkadmiumzellen erzeugt, welche zu einer 7,5-Volt-Batterie zusammengeschaltet sind. Der die Punkte 34 antreibende Motor und der das Ventil 36 betätigende η Elektromagnet werden über Transistorschalter von dieser Stromquelle getrieben. Zur Verwendung in der elektronischen Schaltung des BPM Systems wird eine geregelte 5-Volt-Spannung durch den Regler U 24. 90 der F i g. 3 und d^;c Widerstände R 11 und R 12 erzeugt. DerTransistor Q3 ist ein Emitterfolger, um mehr Strom zur Verfügung zu stellen als U 24 allein vermögen würde.

Zwei getrennte geschaltete Energiequellen sind vorgesehen um, wie in F i g. 5 gezeigt.den Druckaufneh- 2> mer 40 und den i/36-Vergleicherteil der Ventilsteuerschaltung mit Strom zu versorgen. Diese Energiequellen werden an- und abgeschaltet, um den Energieverbrauch zwischen den Meßzyklen zu reduzieren. Die Transistoren Q 4 und Q 5 dienen dazu, Pegelverschiebungs- und in Schaltfunktionen auszuführen. Werden diese Energiequellen angeschaltet, dann erzeugt die Bezugsdiode D3, 92 der F i g. 5 eine stabile temperaturkompensierte Spannung von 1,220 Volt als Bezugsspannung für beide Energiequellen. (/25a und Widerstände R 16 und R 17 .» stellen eine Quelle mit einer konstanten Spannung von 5 Volt dar. Der Transistor Q 6 wird als ein Stromtreiber verwendet. Dieser versorgt den Vergleicher 94 der Fig. 5 und die Analog/Digitalumwandler-Zähler i/28 und U29, mit Bezugszeichen % bzw. 98 in Fig. 5. Die w von U25B und Transistor Q7 erzeugte Spannung für den Aufnehmer ist einstellbar, um Differenzen in den Aufnehmern und Änderungen in der 5-Volt-Spannung, wie sie von U 25A empfangen wird, zu kompensieren.

Die gesamte Systemzeitgabe wird von einem ti kristallgesteuerten Oszillator 100 in Fig. 3 erzeugt, welcher gebildet wird aus U22A und U22B, Widerständen R 1 und R 2, Kondensator Cl und Kristall X\. Das Ausgangssignal dieser Schaltung auf Leitung 102 ist eine Rechteckwelle mit einer Frequenz 16.384Hz. Der w Zähler LJ1 teilt die Grundoszillatorfrequenz, um Signale mit verschiedenen anderen Frequenzen zu erzeugen einschließlich folgender: 8.192 Hz (8 KHz) für Taktimpulse für den Analog/Dij^talumsetzer, 1.024 Hz für die Aw-Ton-Gatterschaltungen, 32 Hz für den Ausgangsda- *>"> tenencoder und ein 1 Hz-Taktsignal. Der Zähler V 2 teilt das vom Zähler i/l für andere Systemzwecke erzeugte 1-Sekundensignal. Der Ausgang des Zählers wird durch i/4 abgetastet, um eine Grundzeitsppnne von 15 Minuten zu bilden. USA und U6B decodieren die 128-Sekunden-Zählung, die dem Zyklusoeginn folgen, um abzuschalten, wenn ein Meßzyklus über diese Zeitspanne hinausläuft Ein 16-Sekunden-Ausgangssignal wird als Pumpensicherheitsabschaliung verwendet. Zusammengenommen stellen die Zähler und Gatter den ■- Zeitgabesignaigenerator ί04 der F i g. 3 dar.

Während des Intervalls zwischen Meßzyklen befinden sich die (^-Ausgänge der beiden Flip-Flops i/3/4 und U3B mit Bezugszeichen 106 und 108 der F i g. 3 auf dem Verknüpfungswen 0 und die (^-Ausgänge auf dem Verknüpfungswert 1. Die //(-Eingänge von U3A sind auf dem Verknüpfungswert 1 festgelegt und das Flip-Flop ändert seinen Zustand bei einem positiven Taktübergang. Der /-Eingang von U3B ist mit dem (^-Ausgang von U3A verbunden und befindet sich auf 1, während der /(-Ausgang von U3B auf 0 liegt ((^-Ausgang von U3B) und das Flip-Flop ändert seinen Zustand bei einem positiven Taktübergang.

Wenn die 512-, 256- und 128-Sekunden-Ausgänge des Zählers i/2 alle den Verknüpfungswert 1 besitzen, dann nimmt der Ausgang des NUND-Gatters (744 den Verknüpfungswert 0 und Gatter U5A den Wert 1 an, Wt)ULIiUi die Fiip-Fiops UiA und UiB getaktet werden. Der I-Pegel stellt auch den Zähler U2 über Leitung 110 zurück, wodurch der Ausgang von U5A auf Ogeht. Die (^-Ausgänge von U3A und (73Ssind nun auf 1. was die Pumpe über Leitung 112 einschaltet, das Ventil über Leitung 114 schließt und die Stromversorgung 116 der F i g. 5 für den Vergleicher 94 der F i g. 5 und für den Driickaufnehmer anschaltet.

Der Zähler t/2 erzeugt auf Leitung 118 ein Ausgangssignal nachdem 16 Sekunden vergangen sind, wobei das Ausgangssignal einen hohen Wert annimmt, um das Flip-Flop U3B (108) über das Oder-Gatter t/13/4 (120) rückzustellen. Die Pumpe wird ebenfalls durch ein Signal (vergleiche 94 der F i g. 5) abgeschaltet, welches über das Odr.r-Gatter 120 der Fig. 3 angelegt wird.

Nach 128 Sekunden nach Beginn eines Meßzyklus stellt das NUND Gauer t/5ß(122) den 128-Sekundenzustand fest und das 0 Signal von i/5ß bringt den Ausgang des UND Gatters UWC (1%) auf den niedrigen Wert, wodurch die gesamte Entscheidungslogik einschließlich des Flip-Flops U3A zurückgestellt und der Meßzyklus beendet wird. Ein weiterer Zyklus wird dann nach 12,8 Minuten eingeleitet.

Mittels des Start/Stop-Schalters Sl (126) in F ig. 3 kann jederzeit ein neuer Meßzyklus begonnen oder ein laufender angehalten werden. Das NODER-Gatter U15/4 dient als Inverter und sein Ausgangssignal befindet sich auf 0, wenn der Schalter 5 1 offen ist. Der Eingang des Inverters U6E (128) ist über den Widerstand R 10 geerdet, so daß der Ausgang von Uf)F auf hohem Wem liegt. Wird der Schalter 51 geschlossen, dann schaltet der Ausgang von (715-4 auf den !-Zustand um. Diese Übergangsschaltung lädt den Kondensator C über die eingebauten Dioden des Inverters U6E auf, wodurch der Eingang von t/6/Γ kurzzeitig auf +5VoIt angehoben wird, bevor die Entladung über R 10 auf Erde erfolgt. Nach annähernd einer Mikrosekiinde erreicht der Eingang von t/6Eden Verknüpfungswert 0. Das Ausgangssignal von t/6£ist ein negativer Impuls von einer Mikrosekunde, welcher die Zähler t/l und t/2 zurückstellt und die Flip-Flops U3A (106) und i/3ß(108) über das NUND Gatter t/54 taktet und somit einen Meßzyklus einleitet. Lief ein Meßzyklus bereits, wenn der Schalter 51 gedrückt wurde, dann warder/(-Eingang von t/3 B auf dem Wer' 1 und U3B wird über den Taktimpuls zurückgestellt. U3A ändert seinen Zustand dauernd mit dem Takt und wird auch zunickgestellt.

Ist die Anfangsaufblas- oder Füllphase des Meßzyklus beendet und hat die Meßphase bereits begonnen, dann liegen die /- und /(-Eingänge von U3B auf 0, so daß es seinen Zustand nicht mit dem Takt ändert. Wurde die Messung bereits durchgeführt und wartet das System

t4

auf den Beginn des neuen Zyklus, dann befinden sich verschiedene Zähler und Register in einem unbekannten Zustand aber nach 128 Sekunden treibt ein Ausgangssignal von USB (122) mit dem Wert 0 die Rückstelleitung 130 auf den Wert 0, wodurch die gesamte Schaltung zurückgestellt wird.

Es wird nun auf das Schaltbild des /C-Tongatters, gemäß F i g. 4 Bezug genommen, aus_dem erkenntlich ist, daß die Erzeugung von K- und AC-lmpulsen durch NUND Gatter L/48ß(132) und L/22D(134) abgeschaltet wird. Ist das_Unterdrucksetzen beendet, dann werden die K- und K-Ausgangsimpulse eingeschaltet.

Befindet sich das Rip-Flop U 18Cin seiner gesetzten .Stellung f(?-Ausgang auf Wert 1), dann läuft ein Ä-Wellenimpuls vom Λ-Filter 64 zum UND Gatter L/19A und stellt das Flip-Flop U18C zurück, wodurch weitere /{-Wellen Eingangsimpulse unwirksam werden. Das Ausgangssignal von U19Λ ist ein schmaler Impuls von annähernd einer Mikrosekunde Breite, der das Flip-Flop L/18D(14O) in Fig.4 zurückstellt und durch den Multiplexer U 21 (142) von Klemme 2 zur Klemme4 durchläutt. um den Zähler U17 (144) zurückzustellen. Hiernach zählt der Zähler U17 mit einer 1024 Kz-Frequenz und der Zählzustand 156 Millisekunden wird am Ausgang des UND-Gatters L/12C (146) festgestellt. Dies setzt das Rip-Flop UISB, welches wiederum die beiden K- und K-UND Gatter t/19D(148) und £/19C (150) öffnet Wie bereits zuvor beschrieben, werden Uu¹SC Gatter dann während der nachfolgenden 200 Millisekunden geöffnet gehalten, bis die 350 Millisekunden-Zählung am Ausgang des UND-Gatters L/195 (152) festgestellt wird, was bewirkt, daß ein 1-Signal durch den Multiplexer L/21 (142) von Klemme 14 zur Klemme 12 läuft und einen ins Positive gehenden Übergang am /f-Gatter t/19C(150) erzeugt welches den K-Impuls abgibt. Der 1-Pegel läuft auch durch das Oder-Gatter U13 (154). setzt das Flip-Flop U 18C(136) und stellt das Rip-Flop UMB zurück, wodurch die Gatterdurchlaßperiode_ beendet wird. Die Breite der Ausgangsimpulse des K-Gatters 150 und des Oder-Gatters 154 ist annähernd \2 MikroSekunden. Das K-Tongatter muß nun auf eine weitere R- Welle warten, um das nächste K-Gatler-Intervall zu erzeugen. Fig. 14 zeigt das K-Tongatter-Intervall.

Wird ein /C-Ton während des Gatter-Intervalls festgestellt, dann wird durch das K-Gatter L/19D(148) ein durch das K-Gatter getasteter K-Impuls erzeugt, welcher die Flip-Flops L/18C(136) und LM8D(140) zurückstellt, wodurch der ^-Impuls unterdrückt wird.

Wenn die /{-Wellen für mehr als zwei Sekunden unterbrochen werden, dann wird das Flip-Flop UiSD (140) gesetzt, wodurch das System in eine andere ungetastete oder ungetaktete Betriebsweise gebracht wird. In dieser Betriebsweise erzeugt das System intern einen Ersatz für die nicht anwesenden /{-Wellen in Form einer Folge von zwei Sekunden Zeitintervallen, welche analog zu den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen sind. Es sei hier darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung die Messung des systolischen und diastolischen Blutdruckes gestattet, auch wenn die EKG Elektroden nicht am Patienten angebracht sind.

Wird das Flip-Flop U iSD{ 140) gesetzt, dann schaltet der Multiplexer t/21 (142) von den Eingängen 2, 5 und 14 auf die Eingänge 3, 6 und 13. Dies erlaubt dem !-Pegel, der das Flip-Flop U \SD gesetzt hat. nun den Durchlauf durch den Multiplexer U 21 von der Klemme 13 zur Klemme 12, wodurch ein ^"-Impuls durch das ^-Gatter f/l9C(i50) gebildet und ein Ruckstellimpuls durch das Oder-Gatter U13 (154) erzeugt wird. Der Rückstellimpuls von U13 bewirkt die Aberregung des Ventils 36 zur Druckabsenkung und während das Ventil

ϊ aberregt wird, läuft ein Signal auf der Leitung 156 durch den Multiplexer 142, um den Zähler U17 (144) rückzustellen. Am Ende der Aberregungsperiode beginnt der Zähler t/17 zu zählen und nach 95 Millisekunden wird UiSB gesetzt u:id öffnet das

ίο /C-Gatter. Die Verzögerung von 95 Millisekunden ist erforderlich, um das Manschettengeräusch abklingen zu lassen, bevor die Wiedererregung des Ventils 36 erfolgt Das K-Gatter bleibt nun geöffnet bis entweder ein K-Ton erscheint oder zwei Sekunden vergangen sind,

i=> was in einem K-Signal resultiert In beiden Zuständen wird der Druck in der Manschette 26 schrittweise erniedrigt und der Aberregungszeitgeber der Ventilsteuerschaitung wieder neu gestartet. Wird eine R-Welle festgestellt dann wird das Flip-Flop UiSD

(140) rückgesiellt und die Gatter-Wirkung wie normal wieder aufgenommen.

Wie aus dem Blockschaltbild der F i g. 2 hervorgeht, sind die Eingangssignale zu dem K-Tongatter 48 die Signale auf Leitung 66 und 70 von dem /?-Filter 64 bzw.

2- dem K-Rlter 68. Die Schaltungen dieser Filter sind sehr ähnlich und unterscheiden sich nur in der Zeitkonstante, die in dem Filter verwendet wird. Deswegen kann die in F i g. 6b gezeigte Filterschaltung sowohl für das Aw-Filter als auch für das Λ-Hlter verwendet werden. Wie F i g. 6b zeigt, besitzt das Filter eine Isolierstufe 158, einen Tiefpaßverstärker 160, dessen Verstärkung bei 120 Hz 3 db niedriger liegt, eine Filterstufe 16Z der ein Hochpaßverstärker 164 folgt, dessen Ansprechen oder Verstärkung bei 40 Hz um 3 db niedriger liegt. Der

J> Ausgang des Hochpaßverstärkers ist mit dem Vergleicher 166 verbunden, der als eine Schwelle wirkt und nur diejenigen Teile des Signals durchläßt, welche negativer sind als ein voreingestellter Schwellwertpegel, nämlich die /{-Spitzen des EKG Signals. Das NUND Gatter 168

■*» wird als ein Inverter verwendet und bringt die K- oder /{-Impulse auf positive Polarität. Fig.6c zeigt eine Spannungsteileanordnung, welche als Masse oder Erdung für die Filterschaltung dient.

Es wird nun die Beschreibung des Schaltbildes der

^J > Unterscheidungsschaltung 50 gemäß F i g. 3 fortgesetzt in der beim ersten Anlegen von Strom die Flip-Flops USA (170) und USB (172) zurückgestellt werden ^Ausgang hoch). Der 0-Ausgangdes Flip-Flops USA hält über das ODER Gatter U 13flden Zähler t/7 (174)

v> im rückgestellten Zustand. Nachdem der Pumpenmotor abgeschaltet wurde^werden wie zuvor beschrieben, von dem AT-Tongatter K- und getaktete K-Impulse abgegeben.

Der (^-Ausgang von USB (172) ist mil dem /- und

" K-Eingang von t/8ß verbunden. Ist Q hoch, dann ändert das Flip-Flop USB seinen Zustand bei einem ins Negative gehenden Impuls. Der (J-Ausgang von USB ist auch mit dem _K-Eingang des Flip-Flops USA verbunden und der (^-Ausgang von USB steht mit dem

«> /Eingang des Flip-Flops USA in Verbindung. Nach der Rückstellung ist der 0-Ausgang von USA hoch und Taktimpulse erzwingen den gleichen Zustand. Bei USB ist der (^-Ausgang hoch und der (^-Ausgang niedrig, aber es wechselt seinen Zustand bei ins Negative

^h"> gehenden Impulsen.

Das UND Galter UWB wird durch den (^-Ausgang von U 70 geöffnet und steuert das systolische Speicherregister. Der (^-Ausgang von UTBsteuert das

UNP Gatter U UA und das diastoliscbe Speicherregister, Nach der Rückstellung wird UUB geöffnet und U UA geschlossen.

Der Mansehettendruek wird normalerweise am Anfang über dem systolischen Blutdruck liegen und es werden keine K-Töne auftreten, ^-Impulse werden von dem Zähler Ul (174) nicht gezählt, da dieser Zähler Ober den ^Ausgang des Flip-Flops USA anfangs, wie beschrieben, in dem rückgestellten Zustand gehalten wird, K-Jmpulse laufen auch durch die UND Gatter UUA und UUB und stellen das Flip-Flop £/85(172) zurück, welches anfangs bereits in dem zurückgestellten Zustand ist

Wenn der Manschettendruck absinkt, dann wird der systolische Druck erreicht und ein K-Ton festgestellt '.5 Die positive Flanke dieses K-Impulses taktet bei dessen Durchlauf durch das UND Gatter U UB den vorliegenden Zustand des Analog/Digitalumsetzers 34 gemäß F i g. 2 und bringt diesen in den systolischen Registerteil des Druckspeichers 58 der F i g. 2. Die abfallende Ranke des Impulses taktet dann das Flip-Flop USB. Sein (^-Ausgang nimmt nun den niedrigen Wert an und schaltet den Eingang zum systolischen Register ab, so daß der eingelesene Wert nicht verändert wird. Der C>-Ausgang des Flip-Flop UiB nimmt seinen hohen Wert an und öffnet das diastolische Gatter UUA. Der ^Ausgang von USB wird an dessen J- und /(-Eingang zurückgeführt und hält beide Eingänge auf dem niedrigen Pegel, so daß weitere /(-Impulse seinen Zustand nicht ändern können. Die /- und /(-Eingänge x> des Flip-Flops USA haben nun ihren Zustand geändert so daß der /-Eingang hoch und der /(-Eingang niedrig sind. Nimmt man an, daß nun jedem Herzschlag ein /(-Ton folgt dann speichert der zweite /(-Impuls den dann augenblicklich vorhandenen Druckwert wie er von dem Analog/Digitalumsetzer 54 der F i g. 2 erzeugt wurde, in das diastolische Register beim Auftreten der positiven Flanke des /(-Impulses ein, wobei dieser /(-Impuls auch das Flip-Flop USA taktet so daß sein (^-Ausgang auf dem gleichen Pegel wie sein /(-Eingang ίο ist nämlich beide auf dem niedrigen Pegel. Ein niedriger Pegel am £>-Ausgang hebt nun den rückgestellten Zustand des Zählers Ul auf, so daß dieser zählen kann, und schließt das UND-Gatter UUA. so daß das Flip-Flop USB (172) nicht rückgestellt werden kann. «s Nachfolgende /(-Impulse takten nun neue Daten in das diastolische Register und haben keine Wirkung auf die anderen Schaltungsteile.

Sobald der Manschettendruck unter den diastolischen Druck gefallen ist. hören die K-Töne auf. Ein £-Impuls 5" folgt nun jedem Herzschlag und diese ^-Impulse werden von dem Zähler Ul (174) gezählt. Sobald drei aufeinanderfolgende ^-Impulse gezählt wurden, dann geht der 5-Ausgang auf den hohen Wert und verhindert ein weiteres Zählen. Der Inverter U6C invertiert das M vom Zähler Ul kommende Signal und schaltet die UND-Gatter U UA und U U B ab, so daß verhindert wird, daß weitere Daten in den Druckspeicher 58 vom Analog/Digitalumsetzer 54 der Fig. 2 gelangen. Bis zu diesem Zeitpunkt hai der Inverter £/6Cden Zähler £/9 «> (176) in dem rückgesiellten Zustand gehallen, ebenso wie die Mulliplex-Steuerleitung 178 über das NODER-Galter UXSD(XSO) in dem Zustand »datenabgeschaltet« gehalten wurde. Das Flip-Flop UXOA (182) wurde ebenfalls in dem rückgestellten Zustand gehalten, indem *⁵ sein (^-Ausgang auf dem niedrigen Wert liegt.

Sobald der Ausgang des Inverters £/6C einen negativen Wert annimmt, wird die Datenausgangsschaltuhg eingeschaltet und die Multiplex-SteuerleUtmg 178 nimmt den hohen Wert an. Der Datenausgangsschalter t/16 (184) ist immer noch im abgeschalteten Zustand, Der Zähler 1/9 wird nun eingeschaltet und zählt das 32-Hz-Ejngangstaktsignal, Nach vier Taktpenoden nimmt die Klemme 6 des Zählers i/9 (176) einen hohen Wert an und das Flip-Flop UiOA (182) ändert seinen Zustand, so daß Taktimpulse durch das UND-Gatter £/14C(186) gelangen, um den Datenausgangsschalter U16 (184) anzuschalten.

Taktimpulse werden nun am Eingang des NUND-Gatters £/5C(188) zu ins Positive gehenden Impulsen und am Eingang des NUND-Gatters USD (190) zu Negativ gehenden Impulsen konvertiert Die am Eingang von USC erscheinenden Impulse werden nur dann an seinen Ausgang durchgelassen, wenn sein anderer Eingang positiv ist was einem 1-Bit ia den Druckspeicherregistern entspricht Impulse an dem Eingang von USD schieben die in den Speicherregistern gehaltenen Daten, um einen Stellenwert nach rechts, wobei sie jeweils den Zustand des Füp-FIops UXOB (192) ändern. Die von USC durchgelassenen Impulse laufen auch durch USD. um den Ausgangszustand des Flip-Flops UXOB (192) zu ändern. Somit werden die in digitaler Form in den Druckspeicher 58 gespeicherten Druckdaten in einen FM-Datenstrom durch die Schaltung umgewandelt welche in Fi g. 2 als Datenencoder 56 gezeigt ist

Nach sechzehn weiteren Taktimpulsen (insgesamt zwanzig) sind alle Daten des Druckspeichers aus den Registern ausgeschoben worden. Das Flip-Flop UXOA (182) wird dann zunickgestellt und der Datenausgangsschalter 184 abgeschaltet Die Multiplex-Steuerleitung 178 bleibt für vier weitere Taktimpulse auf hohem Wert. Der Ausgang des NODER-Gatters £/15D(180) nimmt dann den Wert 0 an.

Die negative Flanke am Ausgang des NODER-Gatters 180 wird durch den Kondensator Ci (194) in einen Negativ gehenden Impuls umgewandelt, welcher an das UND-Gatter £/llC(196) angelegt wird. Der aus dem UND-Gatter UXXCkommende negative Impuls stellt dieSteuer-Flip-Flops £/84(170) und £/8ß(172)unddie Zyklus-Steuer-Flip-Flops U3A (106) und U3B (108) zurück, wodurch der Meßzyklus beendet wird.

Die Zurückweisung von fälschlicherweise hohen systolischen Messungen, wie sie durch Artefaktstörungen bewirkt werden, erfolgt durch die Flip-Flops USA (170) und USB (172). Der erste /(-Ton speichert systolische Daten ein und schaltet das diastolische Register an. Wird nach dem nächsten Herzschlag f/Mmpuls) kein /(-Ton festgestellt dann muß ein fclmpuis auftreten. Dieser ^-Impuls wird durch die UND Gatter £/14/* und £/l4ß hindurchgelassen und stellt das Flip-Flop USB (172) zurück, was eine neue Messung des systolischen Druckes gestattet. Der diastolischen Messung muß aufeinanderfolgend die Abwesenheit von drei /(-Tönen folgen. Dies gewährleistet, daß der ^-Zähler Ul (174) bei jedem /(-Impuls zurückgestellt wird.

Das schematische Blockschaltbild der Fig. 5 zeigt den Analog/Digitalumsetzer und die Speicherregister, wie sie beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden. Die Zähler t/28 (96) der Fig. 5 und £/29(98)sind 4-Bit Binärzähler,die in Reihe geschaltet sind, um einen einzigen 8-Bitzähler zu bilden. Dieser Zähler kann auf- und abzählen. Die Richtung der Zählung wird durch das Flip-Flop £/37S(198) und dem Vergleicher £/36 (94) durch F i g. 5 gesteuert.

Pie Ausgänge der Zähler 96, 98 sind mit den zwei 8-BH Speipherregistern t/30 (200) und f/31 (202) und mit einem /?-2#-Leiter-Netzwerk verbunden. Das Leiter-Netzwerk wandelt dje 8-Pitzifh|en der Zähler in Gleichspannungspegel um, Der Jeweilige Pegel Und das Druekaufnebmerausgangssignal werden for einen Vergleich dem Vergleicher t/36 (94) zugeführt.

Wenn die Leiter- oder Stufenspannung über der Aufnehmerspannung liegt, dann ist der Ausgang des Vergleichers t/36 auf niedrigem Wert, Bei der nächsten negativen Taktimpulsflanke ist der (^-Ausgang des Flip-Flops Lf 37B (198) auf niedrigem Wert und setzt die Zähler in eine abwärts zählende Arbeitsweise. Bei der nächsten positiven Taktimpulsflanke zählt der Zähler um eine Zählung nach unten, wodurch der Spannungspegel am Vergleicher reduziert wird. Liegt die Stufenoder Leiterspannung immer noch über der Aufnehmerausgangsspannung, dann wird die Abwärtszählung bei jeder positiven Taktimpulsflanke fortgesetzt

Wenn die Leiter- oder Stufenspannung niedriger als die Aufnehmeia>Dannung ist, dann nimmt der Ausgang des Vergleichers t/36 (94) einen hohen Wert an. Bei der nächstfolgenden negativen Taktimpulsflanke wird der (?-Ausgang des Flip-Flops U37B (i98) hoch, wodurch der Zähler in einen Aufwärtszählzustand gebracht wird. Nun wird der Zähler bei jedem positiven Taktimpuls höher geschaltet bis die Stufe/iausgangsspannung wiederum die Aufnehmerspannung übertrifft

Normalerweise wird der Pegel des Ausgangssignals des Aufnehmers zwischen zwei diskreten Leiterstufen liefen und das Ausgangssignal der Zähler 96—98 wird über und unter de;· Aufnehmerausgangspegel hin- und herwechseln (zittern).

Liegt der Aufnehmerpegel über dem Eingangsbercich des Analog/Digitalumsetzers, dann rtrd ein Überlaufsignal an der Klemme 7 des Zählers t/29 (98) erzeugt welches das Arbeiten der Zähler unterbindet, bis der Aufnehmerausgangspegel wieder innerhalb des Eingangsbereiches des Analog/Digitalumsetzers ist.

Nach Beendigung der Manschettenfüllung oder -Aufblasung in jedem Betriebszyklus wird die Druckabsenkung während der Meßphase gesteuert durch eine Schaltung für konstante Differenzdruckschritte, wie sie in F i g. 6a gezeigt ist Diese Schaltung besteht aus einem Integrator 204 und einem Vergleicher 206. Impulse von dem ODER-Gatter t/13 (154) der Fig.4 tasten den Transistor Q8 (208), wodurch der Integrator-Kondensator Centladen und der Ausgang von t/25Cauf Masse gebracht wird. Dies wiederum bewirkt, daß der Ausgang des Vergleichers U25D niedrig ist, so daß der Strom zum Ventilelektromagneten 210 abgeschaltet ist. Das aberregte Ventil läßt nun etwas Luft aus der Manschette in die Atmosphäre. Nachdem der Rückstellimpuls abgeklungen ist, beginnt der integrator 204 in Richtung der positiven Versorgungsspannung zu integrieren. Sobald das Ausgangssignai des Integrators 204 annähernd*^ Volt erreicht, ändert der Vergleicher U25D seinen Zustand und schließt wieder das Ventil.

Die Integrationsgeschwindigkeit ist annähernd gleich 43 RC/E, wobei Cdie Kapazität des Kondensators C, R der Widerstand gemäß F i g. 6a und Edie Eingangsspannung zum Integrator vom Druckaufnehmer ist. Bei geeigneter Wahl der ftC-Zeitkonstanten kann die Druckdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Schritten auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Druckschritt auf 3 mm Hg gesetzt. Bei einer konstanten Herzschlaggeschwindigkeit hat der Manschettendruck dann die Form einer absteigenden linearen Treppe, wie sfe in Fig, 12 gezeigt ist

Es wird nun auf das schematische Schaltbild der Fig,5 Bezug genommen und die Schaltung zur s Steuerung des Manschettendruckes beschrieben.

Zu Beginn des ersten Meßzyklus, wenn zum ersten Mal Strom angelegt wird, wird das Flip-Flop U31A (212) der Fig,5 über den Widerstand und den Kondensator gesetzt, weiche mit seinem Setze/Jigang

ίο verbunden sind. Hierdurch wird eine vorbestimmte konstante Binärzahl mit dem Dezimalwert 180 an die

Ausgänge der Multiplexgatter t/26 (214) und t/27 (216)

gebracht

Ist die Pumpe angeschaltet, dann liegt die parallele

Eingangseinschaltleitung 218 der Zähler t/28 (96) und ti 29 (98) auf hohem Pegel, so daß die konstante Binärzahl an die Ausgänge der Zähler und an das Ä-2/?-Leiter- oder Stufen-Netzwerk durchgelassen wird, wodurch sich eine Bezugsspannung für den Vergleicher t/36 (94) ergibt Der Ausgang von t/36 bleibt niedrig, bis der Manschettendruck den Wert von t/28 und t/29 entsprechend der konstanten Binärzahl übersteigt Obersteigt der Manschettendruck leOmmHg, dann ändert der Vergleicher t/36 seinen Zustand und hält die Pumpe über das ODER-Gatter U13A (120) der Fi g. 3 und das Flip-Flop t/3ß(108) der Fig.3 an. Das Ausgangssignal des Vergleichers 94 in Fig.5 stellt auch das Flip-Flop Ü37A (212) in Fig.5 zurück und verbindet die parallelen Eingänge der Binäraddierer t/34 (220) und t/35 (222), welche fest verdrahtet sind, um 20 mmHg zu dem Eingangswert zu addieren. Wird die Pumpe angehalte·!, dann liegt die parallele Eingangsschaltleitung 218 auf niedrigem Wert, wodurch bewirkt wird, daß der Analog/Digitalumsetzer, wie zuvor beschrieben, arbeitet Tritt ein Impuls auf der systolischen Einschaltleitung 224 der F i g. 5 auf, dann wird der augenblicklich am Ausgang des Analog/Digitalumsetzers vorhandene Wert in dem systolischen Speicherregister t/30 (200) und in den Halteschaltung

*o gen t/32 (226) und t/23 (228) gespeichert Der in den Halteschaltungen 226 und 228 gespeicherte Wert stellt eine Gruppe von Eingangssignalen zu den Addieren 220, 222 dar. Der festverdrahtete Wert von 20 mmHg wird zu dem Eingangswert über die Addierer hinzuge zählt und das Ergebnis wird dann über die Multiplexgat ter 214,216 zu den parallelen Eingängen der Zähler 96, 98 geführt. Dies gewährleistet, daß in nachfolgenden Zyklen der Manschettendruck jeweils 20 mmHg über der vorhergehenden systolischen Messung liegt.

Tritt eine Änderung im systolischen Blutdruck um mehr als 200 mmHg auf, dann folgt dem ersten Herzschlag ein K-Ton. Der /(-Impuls läuft durch den NUND-Gatler-Inverter t/22C(230) der F i g. 3 und das NODER-Gatter t/20, um das Flip-Flop t/3ß(108) der F i g. 3 und die Pumpenversorgungssteuerung zu setzen, wodurch der Manschettendruck um 120 mmHg erhöht wird. Drei AT-Impulse müssen aufeinanderfolgend auftreten, bevor der Meßzyklus fortgesetzt werden kann. Nachdem drei ^-Impulse aufgetreten sind, wird das NODER-Gatter t/20 von dem Zähler t/23 (232) der F i g. 3 abgeschaltet und weitere folgende K-Impulse können die Pumpe nicht mehr anwerfen.

Führt die Addition von 20 mmHg zum vorhergehenden systolischen Druck durch die Addierer 220, 222 der

Fig.5 zu einem Überlauf, dann bringt das Überlaufsignal der höchsten Stelle von dem Addierer 34 (220) der Fig.5dieMultiplex-Gatter t/26(214)und t/27(216)in einen Zustand hoher Impedanz. In diesem Zustand

2Γ

werden nun die parallelen Eingengsleitungen der Zähler i/28, L/29 (96 und 98) alle auf binären Einsen gehalten (wodurch ein maximaler Druck von 255 mm Hg dargestellt wird) und zwar durch acht Widerstände 234, so daß die Manschettenfüllnng endet, wenn dieser Maximaldruck erreicht ist.

Obwohl das BPM System der vorliegenden Erfindung dort vorzugsweise Verwendung finden soll, wo eine Aufzeichnung von mit dem Herz in Beziehung stehenden Daten ober längere Zeitperioden gewünscht ist, besitzt es doch die Fähigkeit, einige Daten darzustellen, sobald sie vorhanden sind. Diese Fähigkeit ist vor allem nützlich, um die Genauigkeit und ordnungsgemäße Anwendung und Betriebsweise des BPM Systems zu prüfen und sie ist zweckmäßig für den Arzt oder einen unter Anweisungen des Arztes stehenden Patienten den Augeriblickswert des Blutdrucks zubestimmen.

Wie F i g. 6d zeigt, wird dies dadurch geboten, daß die K-Tänt verstärkt und an einem Stecker 505 angeboten werden, so daß die AT-Töne mittels einer Ohrhörers oder einer anderen Vorrichtung gehört werden können.

Um die zuletzt gemessenen systolischen und diastolischen Blutdruckwerte ohne Verzögerung auslesen zu können, ist die digitale Anzeigeschaltung 76 der F i g. 2 vorgesehen. Ein schematisches Schaltbild dieser Schaltung ist in F i g. 10 gezeigt, welche nun erläutert werden soll.

Wie zuvor beschrieben, werden in dem BPM System Digitaldaten in einer 8-Bit-Binärgewichteten Form jo behandelt. (Bit 0=2°; Bit 1=2'; Bit 2=2², etc.) Für Ärzte und Patienten wäre es schwierig, dieses Datenformat rasch und richtig zu interpretieren, es deshalb nicht für eine direkte Anzeige geeignet Außerdem verändern sich im allgemeinen die vom Analog/Digitalumsetzer 54 a der Fig.2 kommenden Binärwerte dauernd mit einer 8-kHz-Frequenz, abhängig vom gegenwärtigen Blutdruck und dem Wechsel der niedrigsten Ziffer. Es wäre somit unmöglich, dem Wert mit dem Auge zu folgen. Wie nachstehend gezeigt wird, löst die Digitalablesung nach Fig. 10 diese Probleme dadurch, daß die binärgewichteten Werte in eine binärkodierte Dezimalform gebracht werden, wobei die Information in zwei dreistelligen Dezimalzahlen angeboten wird, welche numerisch gleich dem systolischen und diastolischen Blutdruck in mmHg sind. Die zuletzt gemessenen Werte des Blutdruckes werden elektronisch festgehalten und den Anzeigen zugeführt, so daß die Information auf Wunsch in einer leicht ablesbaren und flackerfreien Form dargestellt wird. Die zuletzt gemessenen. Werte sind somit zur Anzeige nach Betätigung eines Druckknopfschalters von Hand vorhanden und die Werte werden automatisch gelöscht, wenn eine neue Messung durchgeführt wurde. Führende Nullen, falls solche vorhanden sind, werden zur leichteren Ablesung von der Anzeige elektronisch unterdrückt.

Der 8-Bit-Binärgewichtete Druckwert, der sich in dem Analog/Digitalumsetzer 54 der Fig.2 befindet, wird über Leitungen 236 der Fig. 10 in die digitale Anzeigeschaltung gebracht. Die integrierten Schaltungen Ui und i/2 sind Pufferverstärker, welche die Aufladung der elektronischen Analog/Digitalumsetzerschaltung verhindern. Die systolische Anschaltleitung 224 und die diastolische Anschaltleitung 225 der Fig.3 bzw. 5 werden eingeführt und die Signale, wie in F i g. 10 gezeigt, gepuffert. Die binären Datenleitungen werden dann mit den Datenübersetzern U5, i/6 und Ul (238, 240 bzw. 242) verbunden. Liese sind ROM-Speicher (die nur gelesen werden können), die so angeschlossen sind, daß sie die Umwandlung aus dem binärgewichteten Format in ein binärkodiertes Dezimalformat mit drei Ziffern durchführen. Die digitalen Ableseeinheiten (/8 bis U13, die mit dem Bezugszeichen 503 versehen sind, besitzen eingebaute Halteschaltungen, die die eingegebenen Daten speichern und sind im Handel erhältlich. Ein Impuls auf der systolischen Einschaltleitung 224 bringt die durch die Datenumsetzer 238, 240, 242 erzeugten binärkodierten Dezimaldaten zu den systolischen Druckanzeigen L/8, L/9 und U10, Ein Impuls auf der diastolischen Einschaltleitung 225 bringt die binärkodierten Dezimaldaten in die diastolischen Anzeigen t/11, U12 und t/13. Aufgrund ihrer eingebauten Halteschaltungen bleiben die einmal eingebrachten Daten angezeigt, bis ein weiterer Einschaltimpuls ankommt.

Die Datenumsetzer 238, 240, 242 sind im Handel erhältlich und derart aufgebaut, daß ein hoher Pegel an der Klemme 15 dahingehend wirkt, daß alle Ausgänge auf den 1 Zustand getrieben w/r/den. Jede der angezeigten binärziffern wird durch bicärsignale auf vier parallelen Leitungen dargestellt, weiche auch eine Darstellung für Ziffern so groß wie sechszehn liefern könnten. Da jede der digitalen Ableseeinheiten US bis U13 nur zehn unterschiedliche Dezimalziffern darstellen kann, ist es möglich, die überschüssige Kapazität an Binärkombinationen auf den vier datenführenden Leitungen zu Steuerzwecken zu verwenden. Die digitalen Ableseeinheiten i/8 bis i/13, wie sie in der Schaltung verwendet werden, bleiben ohne Anzeige, wenrrsie eine Binärziffer auf den vier Eingangsleitungen erhalten, die die Zahl fünfzehn darstellt

Befindet sich weder auf der systolischen Einschaltleitung 224 noch auf der diastolischen Einschaltleilung 225 ein Impuls, dann fühlt das NODER-Gatter i/4/4 (244) diesen Kein-Signalzustand ab und der Ausgang von t/4/4 nimmt den hohen Pegel an, so daß er die Datenumsetzer i/5, i/6, i/7 auf den Eir.s-Zuüand bringt Die Datenumsetzer liefern dann jeder der Anzeigen i/8 bis i/13 eine Binärziffer, welche äquivalent zu 15 ist. Wenn nicht einer der Einschaltimpulse auftritt, sind somit die Eingangssignale zu den Anzeigeeinheiten L/8 bis U13 gleich 15. Dieser 15-Eingang wird dann in die Anzeigeeinheiten i/8 bis U13 gelesen und zwar durch Schließen des Rückstellungsschalters 256, welcher die Leitungen 248, 250 über die Inverter t/3Cund U3D auf den niedrigen Zustand bringt, so daß den Anzeigeeinheiten ausschließlich Einsen als Eingangssignale angeboten werden, so daß die Anzeige unterdrückt wird.

Das NODER-Gatter t/4S(252) füllt die Abwesenheit einer führenden Ziffer ab und wenn dies während eines EinschHtimpulses auftritt, dann erzeugt das NODER-Gatter 254 über den Inverter i/3£'ein Signal, welches an die führenden Ziffern i/8 und i/11 der Anzeige angelegt wird, so daß nur diese Ziffern unterdrückt werden. (Unter führender Ziffer ist eine führende Null zu verstehen).

Wie zuvor in Verbindung mit dem Systemblockschaltbild der Fig.2 beschrieben, werden die seriellen DPWM Daten auf Leitung 62 dem tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät 16 zugeführt, welches bis zu 26 Stunden Daten aufnehmen kann. Fig. 7 zeigt ein Schaltungsdiagramm der elektronischen Datenverarbeitungsschaltung des Magnetbandaufzeichnungsgerätes 16.

Wie zuvor erwähnt, besitzt das Magnetbandaufzeich-

nungsgerät f6 die Fähigkeit, gleichzeitig Daten in zwei Spuren eines Magnetbandes aufzuzeichnen. Demgemäß zeigt das Schaltbild der Fig. 7 ganz allgemein zwei Kanäle, von denen der eine in dem oberen und der andere im unteren Teil der Fig. 7 dargestellt ist. Wie aus Fig. 7 zu ersehen, besitzen die beiden Kanäle mit gewissen Ausnahmen gleichen Aufbau. Bezüglich der Ausnahmen ist zu bemerken, daß der zweite Kanal eine Vorfall-Markiererschaltung 256 und die Multiplex-Schaltung 258 besitzt. Eine gemeinsame Stromversor- to gting 260 versorgt beide Kanäle.

Signale von den F.KG Elektroden 18 der F i g. 2 werden dem Magnctbandaufzeiehmingsgerät 16 über das Kabel 22 der Fig. 2 zugeführt. Die Leitungen des ersten Kanals der EKG Signale gelangen in die ιί Elektronik des Aufzeiehnungsgerätes in F i g. 7 an den Klemmen oder Stifen I und 2. die allgemein mit 262 in F i g. 7 bezeichnet sind, während die Signale von dem /weiten F.KG Kanal an den Klemmen 4 und 5 nnseleet werden, welche allgemein mit 264 in Fig. 7 bezeichnet .'u sind. Die EKG Signale in dem ersten Kanal werden durch den Verstärker 266 verstärkt, welcher einen Verstärkungsfaktor 10 besitzt und der mil dem Verstärker 268 über ein Vorschaltnetzwerk 270 verbunden ist. Die Kondensatoren C2, C3. 272, stellen >' eine Gleiehspannungsisoiierung für die Verstärkerstufen dar. Der Verstärker 268 besitzt einen Verstärkungsfaktor 12. Der Sägezahngenerator 274 liefert ein lineares Sägezahnsignal mit einer vorbestimmten Wiedcrholungsfrequen/. Der Ausgang des Verstärkers ιί 268 wird mit dem erzeugten Sägezahnsignal verglichen und zwar mittels des Vergleichers 276. Somit wird ein Eingangssignal vom MODER-Gatter L'4 (278) nur dann empfangen, wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 268 dasjenige des Sägezahngenerators 274 übertrifft. r> Somit ist das Ausgangssignal des NODER-Gatters 278 eine impulsbreiten-modulierte Darstellung des Ausgangssignals des Verstärkers 268. Die impulsbreitenmodulierte Darstellung wird dann an die Kopftreiberschaltung 280 angelegt, welche wiederum den Aufzeich- 4» nungskopf 282 erregt, der eine der Spuren auf dem Magnetband aufzeichnet.

Der zweite Kanal des Aufzeichnungsgerätes besitzt einen ersten Verstärker 284. der über ein Vorschaltnetzuerk 286 mit einer zweiten Verstärkerstufe 288 -»ί verbunden ist. Der Ausgang der zweiten Verstärkerstufe 288 ist an den Multiplexer 258 über Leitung 290 verbunden. Der Multiplexer 258 legt unter Steuerung eines Signals auf Leitung 292 wahlweise entweder das •\usgangs-EKG-Signal auf Leitung 290. das Blutdruck-Datensignal auf Leitung 296 oder das Vorfallmarkier-Signal. welches duren die Vorfallmarkierer-Schaltung 256 erzeugt wurde, an seine Ausgangsleitung 294.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Magnetbandaufzeichnungsgerätes ist die höchste Aufzeichnungspriorität dem BPM System-Dateneingangssignal auf Leitung 296 zugeordnet. Die zweite Priorität hat das Vorfallmarkiersignal und. wenn weder Blutdruckdaten noch ein Vorfallmarkiersignal vorhanden sind, dann wird das EKG Signal auf Leitung 290 aufgezeichnet. Da ^ die Dauer des Vorfallmarkiersignals größer ist als die zum Lesen der seriellen Druckdaten erforderliche Zeit, wird zumindest ein Bruchteil des normalen Vorfallmarkiersignals aufgezeichnet, auch wenn es durch Blutdruckdaten höherer Priorität unterbrochen wird. ^h"'

Das EKG-Signa! ist ein kontinierliches und etwa sich wiederholendes Signal, während die Blutdruckdaten normalerweise nur während eines Intervalls ausgelesen werden, das kürzer als eine Sekunde ist und dann normalerweise nur in Intervallen von 15 Minuten. Somit stellt das bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gewählte Prioritätsschema einen vernünftigen und praktischen Weg dar, der es gestattet, diese drei Arten von Signalen in einer einzigen Spur des Magnetbandes aufzuzeichnen.

Welches der drei Signale auch unter Steuerung der Steuersignale auf Leitung 294 durch die Multiplexer-Schaltung 258 zur Ausgangsleitung 294 weitergeleitet werden, es wird dem Vergleicher 298 für einen Vergleich mit dem Ausgangssignal des .Sägezahngenerators 300 zugeführt, der ein impulsbreiten-modulieries Signal auf Leitung 302 erzeugt, welches an die Kopfireiber-Schaltung 304 angelegt wird, um dort zum Erregen des Magnetkopfes 306 zu dienen, welcher die zweite Datenspur auf dem Magnetband aufzeichnet.

Ils sei auf Fig. 2 Bezug genommen, gemäß der das von dem tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät 16 erzeugte Magnetband 74 aus dem Aufzeichnungsgerät entnommen wird, nachdem die gewünschte Datenmenge aufgezeichnet wurde, und welches in den elektrokardiographischen Rechner 32 der F i g. 2 zur Wiedergabe. Analyse und Darstellung der aufgezeichneten Daten eingesetzt wird. Der elektrokardiographische Rechner 32 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem bekannten dadurch, daß ein Datendecoder 86 und ein Multiplexer-Gatter 88 in F i g. 2 hinzugefügt wurden, die es gestatten, die drei wahlweise auf dem Band aufgezeichneten Arten von Signalen zu decodieren und selektiv der Darstellungs- und Registriereinheit 82 des eicktrokardiographischen Rechner? 32 zuzuführen.

Fig. 8 zeigt ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Datendecoders 86, wie er bei dem erfindungsgemäßen BPM System verwendet wird. Es ist zu erkennen, daß der Datendecoder 86 nur diejenigen Signale verarbeitet, die in dem zweiten Kanal oder der zweiten Spur des Magnetbandes gespeichert wurden. Wie zuvor beschrieben, kann das Signal in der zweiten Spur des Bandes augenblicklich entweder EKG Signale, ein Vorfallmarkiersignal oder durch das BPM System erzeugte Blutdruckdatensignale darstellen. Der Datendecoder 86 sortiert diese Signale aus wie nachstehend beschrieben wird.

Die Sägezahngeneratoren 274, 300 der Fig. 7 arbeiten mit einer konstanten Wiederholung und Frequenzen im Bereich von 2.5 bis 5 KHz. Dies ist eine wesentlich höhere Frequenz als diejenige der EKG Signale der Vorfallmarkier-Signale oder des seriellen Druckdatensignals, wobei das letztere mit einer Frequenz von 32 Hz abgetastet wird. Die Aufze^;chnungsköpfe 282, 306 der Fig. 7 sprechen nicht auf Frequenzen an, die so hoch sind wie die von den Sägezahngenereatoren verwendeten Frequenzen. Somit sind die auf dem Magnetband aufgebrachten Signale praktisch analoge Darstellungen des EKG Signals des Vorfallmarkier-Signals und des Blutdruckdatensignals. Dies bedeutet, daß beim Rückspielen bzw. Wiedergabe des Bandes Signale erzeugt werden, welche analoge Darstellungen des EKG Signals des Vorfallmarkier-Signals und des Blutdrucksignals sind. Dies wiederum ermöglicht dem Datendecoder nach F i g. 8 die Blutdruckdatensignaie auszusortieren, wenn diese vorhanden sind, und zwar auf der Basis der analogen Eigenschaft dieser Signale.

Wie zuvor in Verbindung mit F i g. 5 beschrieben, erfolgt die Auslesung der systolischen und diastolischen Blutdruckdaten in Form von 16 seriellen binären Bits.

Diese Binärbits sind auf dem Magnetband in einer halben Sekunde aufgezeichnet und der 16-Bit-Datengruppe geht eine Ruhepause von '/s Sekunde mit Null-Pegel voraus bzw. folgt dieser nach, um sicherzustellen, daß EKG Signale oder Vorfallmarkier-Signale mit dieser Digitalinformation nicht interferieren. Weiterhin wird bei einer bevorzugten Ausftihrungsfnrni der Erfindung das dem Vergleicher 298 der F i g. 7 zugefünrte digitale Datensignal eine Amplitude in der Größenordnung von fünf Volt haben, während das Sägezahnsignal mit dem es verglichen wird, in der Größenordnung von 1.8 Volt liegt. Dies bewirkt, daß die Datensignale mit einer hohen Amplitude auf dem Magnetband aufgezeichnet sind.

Im wesentlichen erkennt der Datendecoder das Blutdruckdatensignal aus den von der Magnetbandwiedergabeeinheit 78 der F i g. 2 erzeugten Signalen dadurch, daß die Datcnsignale immer aus genau 16 Impulsen in einer Folge mit einer Frequenz von 32 H/ auftreten. Wie nachstehend beschrieben, wird dies erzielt durch einen Taktgeber und einen rückstellbarcn Zähler, welcher nicht anspricht, bevor nicht genau 16 Impulse mit der genannten Frequenz erscheinen.

Gemäß der nachfolgenden Beschreibung werden nur die Daten des Kanals 2. d. h. das Signal aus der Spur des Magnetbandes, welche die überlagerten EKG Signale. Vorfallmarkier-Signale und Blutdruckdatensignale enthält, an den Datendecoder angelegt, da es nicht erforderlich, die EKG-Daten in der anderen Spur des Magnetbandes zu decodieren.

Der Datendecoder wird nur dann eingeschaltet, wenn die Magnetbandwiedergabeeinheit 78 der F i g. 2 entweder in der χ 60 oder der χ 120 Arbeitsweise ist (sechszigfache bzw. hundertzwanzigfache Wiedergabegeschwindigkeit). Unter diesen Bedingungen ist ein Eingang des NUND-Gatter U3A (308) der Fig. 8 auf niedrigem Pegel. Dies ergibt ein niedriges Signal auf der Einschaltleitung 310 und das Multiplexer-Gatter t/6 (332) läßt Gattersignale hindurch. Die Gatter- oder Tastfrequenz wird bestimmt durch das Eingangssignal an Klemme 1 des Multiplexer-Gatters t/6 (332): ein niedriger Pegel für χ 60 und ein hoher Pegel für χ 120.

Das Signal aus der Multiplex-Spur des Magnetbandes, wie es sich aus der Magnetbandwiedergabeeinheit 78 der Fi g. 2 ergibt, wird über den Kondensator Cl (314) der F i g. 8 an den Decoder angelegt, welcher Kondensator niedrige Frequenzen zurückweist und eine Gleichspannungsdrift verhindert. Das Signal wird dann an einen Doppelweggleichrichter 316 angelegt, welcher so eingestellt ist. daß das Eingangssignal 1 Volt überschreiten muß. bevor ein Signal an den Verstärker 318 angelegt wird, wodurch Signale mit niedrigerer Spannung und Störsignale eliminiert werden. Der Verstärker 318 besitzt einen Verstärkungsfaktor hundert und erzeugt eine Folge von positiven Impulsen an seinem Ausgang. Diese Impulse sind in der Größenordnung von 5 Volt bei einem bevorzugien Ausführungsbeispiel.

Die vom Verstärker 318 erzeugten Impulse werden dann an eine Schmitt-trigger-Schaltung 320 angelegt, welche die Impulse invertiert und normiert. Das Impulsformnetzwerk 322 wandelt die negativen Flanken in schmale positive Impulse auf Leitung 324 um, ebenso die postivien Flanken in schmale, positive Impulse auf Leitung 326.

Die Impulse auf Leitung 324 triggern die monostabilen Multivibratoren t/4 (328) und t/5 (330) um Gattersignale auszulösen. In der χ 60 Arbeitsweise

werden Signale von dem monostabilen Multivibrator 328 und in der χ 120-Arbeitsweise Signale von dem monostabilen Multivibrator 330 durch das Multiplexer-Gatter 332 durchgelassen. In der χ 60 Wiedergabearbeitsweise läuft das Signal am φ-Ausgang von LJAA auf Leitung 334 durch das Multiplexgatter 332 zum NUND-Gatter (/3D (336), während das Signal am (^■Ausgang von U4A auf Leitung 338 durch das Multiplexgatter 332 zum NUND-Gatter U3C (340) läuft, das Signal am φ-Ausgang von U4B auf Leitung 342 wird zu dem NUND-Gatter U3D (336) geleitet, während das Signal am (^-Ausgang von U4B auf Leitung 344 durch das NUND-Gatter t/3ß(346) läuft. Wird die χ 120 Wiedergabearbeitsweise verwendet, dann weiden die Ausgänge des Multivibrators 330 (U 5) in analoger Weise wie die des Multivibrators 328 verbunden.

Wird kein Eingangssignal festgestellt, dann bleiben die Ausgänge sowohl von U4A als auch von t/4S in dem hohen Eins-Zustand. Dies bewirkt, daß das Aiisgangssignal des NUND-Galters 336 niedrig ist und dieses Signal durch die NODER-Gatter (/8ß(348) und (/80(350) sowie durch das NUND-Gatter f/7C(352) läuft, um das Flip-Flop i/10 (354) und den Zähler t/9 (356) zurückzustellen.

Die vordere Flanke einer ankommenden Impulsfolge auf Zeile 324 löst einen Zeitgabezyklus in t/4,4 aus. was bewirkt, daß das Signal an seinem (^-Ausgang auf Leitung 338 den hohen Wert annimmt, wahrend das Signal an seinem (^-Ausgang auf Leitung 334 auf niedrigen Pegel geht. Letzterer bewirkt über das NUND-Gatter t/3D(336)die Aufhebung der Rückstellzustände des Zählers t/9 (356) und des Flip-Flops U 10 (354). Tritt ein Impuls auf Leitung 326 während der Zeit auf, während der der (^-Ausgang von t/44 auf Leitung 338 hoch ist. dann läuft ein Impuls durch das NUND-Gatter U3C (340) und den Inverter U2F. wodurch das Flip-Flop U 10 (354) gesetzt wird. Dies stellt eine Eins dar. Tritt während der Zeit, während der der (^-Ausgang von U4A hoch ist, kein Impuls auf, dann bleibt das Flip-Flop t/10 (354) in dem Null-Zustand. Impulse von dem Impulsforninetzwerk 322 beeinflussen die Zyklusdauer des monostabilen Multivibrators t/4,4 nicht.

Wenn der {^-Ausgang von U4A auf den niedrigeren Pegel zurückkehrt, dann triggert dieser Übergang U4B leitend. Der Q-Ausgang von U4B ist dann niedrig und wird über t/3D(336) geleitet, so daß er die Rückstellung des Zählers t/9 (356) und des Flip-Flops t/10 (354) verhindert. Der Widerstand RW (358) und der Kondensator C8 (360) absorbieren den schmalen Impuls, welcher zwischen den Zeitpunkten auftritt, wenn der (^-Ausgang von U4A in den hohen Zustand zurückkehrt und der ζί-Ausgang von U4B in den niedrigen Zustand übergeht, wodurch eine Rückstellung während dieses Intervalls verhindert wird. Ein Impuls auf Leitung 326. der während derjenigen Zeit auftritt, wenn der (^-Ausgang von U4B hoch ist. wird durch das NUND-Gatter t/3ß(346) als eine Taktflanke decodiert. Der Impuls durch das NODER-Gatter USA (362) schaltet den Zähler t/9 (356) weiter, überträgt den Zustand des Flip-Flops U10 (354) in das Schieberegister t/11 (364) und stellt das Flip-Flop t/10 in den Null-Zustand zurück.

Der nächste Impuls von dem Impulsformnetzwerk 322 auf Leitung 324 startet einen weiteren Zyklus in ähnlicher Weise, bis acht Impulse von dem Zähler t/9 (356) gezählt wurden. Der Anstieg des Signals am

Ausgang für die Zählung acht von t/9 (Klemme 6) wird über den Kondensator C9 dem NUND-Gatter UIB (366) und über das NUND Gatter i/154 (368), dem Schieberegister 364 zugeführt, wodurch der Inhalt dieses Schieberegisters in sein Speicherregister übertra- ο gen wird. Diese arht Bits repräsentieren die systolische Druckmessung. Nach weiteren acht Taktimpulsen erfolgt ein Anstieg des Signals am Ausgang für die Sechszehn-Zählung (Klemme 5) des Zählers 356. Wenn die (^-Ausgänge sowohl von t/44 als auch von U4B ιυ hoch sind, dann wird der »Datenende-Zustand« decodiert und der Ausgang des NODER Gatters USC (388) nimmt den Wert I an, wodurch der Zustand »gültige Daten« angezeigt wird. Außerdem werden Taktimpulse zum Zähler i/9 und zu dem Schieberegisteri/11 (364) unterdrückt.

Tritt ein weiterer Taktimpuls auf, bevor das Ausgangssignal von t/44 und U4B den hohen Wert annehmen, dsnn wird der Zähler i/9 '356^ weiter erhöht, so daß er eine Zählung 17 angibt. Bei dieser Zählung fällt das Ausgangssignal des NUND-Gatters UTD (372) ab, was bewirkt, daß der Ausgang des NUND Gatters t/7C(352) ansteigt und den Zähler t/9 (356) und das Flip-Flop t/10 (354) zurückstellt. In diesem Falle steigt das Signal auf Leitung 374 für »gültige Daten« gar nicht an.

Wenn das Signal auf Leitung 374 für »gültige Daten« ansteigt, dann triggert es die monostabilen Multivibratoren t/134 (376) und U\4B (378). Das Signal am (^•Ausgang von i/134 wird dazu verwendet, eine 1» Rückstellung zu verhindern, während Daten an den Ausgang des Decoders übertragen werden. Der CJ-Ausgang von U134 (376) steuert das Multiplexgatter U18 (380) der F i g. 9. Befindet sich der (J-Ausgang von U134 im hohen Zustand, dann wird der Herzschlagfrequenz-Messer abgetrennt und der Ausgang des Verstärkers t/174 (382) der Fig.8 wird mit der Ausgangsklemme des Herzschlagfrequenz-Trend-Rechners verbunden. Für 0.5 Sekunden werden die in dem Speicherregister des Schieberegisters i/11 (364) -to gespeicherten ersten acht Bits durch den Digital/Analog Umsetzer t/12 (384) in pine Analog-Spannung umgewandelt und auf der Trend-Karte oder Darstellung aufgezeichnet Nachdem 0.5 Sekunden vergangen sind, wird ein Impuls von dem monostabilen Multivibrator -i5 U\4B (378) durch das NUND-Gatter t/154 (368) gesandt, welcher bewirkt, daß die in dem Speicherregisterteil des Schieberegisters i/11 gespeicherten zweiten acht Bits in seiner Ausgangshalteschaltung gespeichert werden. Diese Daten werden wiederum durch den Digital/Analog-Umsetzer i/12, i/17 in die Analogform umgewandelt und auf der Trend- Karte aufgezeichnet.

Nachdem 1.0 Sekunden vergangen sind, geht der (^-Ausgang des monostabilen Multivibrators t/134 (376) auf den niedrigen Wert wodurch der Trend-Ausgang wieder mit dem Herzschlagfrequenz-Messer verbunden wird. Der monostabile Multivibrator U\3B (386) wird getriggert und legt einen Impuls ah das NODER-Gatter USD (350) an, welche den Zähler t/9 (356) und das Flip-Flop 354 zurückstellt. Wenn das e>o Signal an Klemme 5 des Zählers t/9 (356) auf Null fällt dann fällt auch das Ausgangssignal des NODER Gatters USC (3SS) auf Null, wodurch der Datenzyklus beendet wird.

Das Ausgangssignal des Digital/Analog-Umsetzers UiT, UM, ist derart normiert daß es der Nuli-bis-250-Skala auf der Herzschlagfrequenz-Trend-Kaite entspricht Blutdruck kann nun direkt von der Karte abgelesen werden, von der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Faksimile-Form in Fig. 15 gezeigt ist. Die Blutdruckwerte erscheinen als zwei Sockel mit jeweils 1 mm Breite in der Trend-Aufzeichnung und sind sehr leicht von den Herzschlagsfrequenzdaten zu unterscheiden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Blutdruckwerte in numerischer oder alpha-numerischer Form auf der Herzschlagfrequenz-Trend-Karte aufgedruckt.

Fig. 9 zeigt ein schematisches Schaltbild des Herzschlagfrequenz-Trend-Rechners 80 der F i g. 2. Das Multiplexgatter 88 der Fig. 2 ist in F i g. 9 als Multiplexgatter 380 gezeigt. Abhängig von der verwendeteten Rückspielgeschwindigkeit werden die ankommenden EKG-Daten auf Leitung 390 oder 392 an einen monostabilen Multivibrator 394 bzw. 3% angelegt, der einen normierten Impuls beim Auftreten jeder erkennbaren /?-Sⁿiize des EKG-SiTisls, d. h. für ^%zuzx\ Herzschlag er/cugt. Die so erzeugten normierten Impulse werden an ein impulsmittelwertbildendes Tiefpaßfilter 398 angelegt, welches die ankommende Impulsfolge in ein sich weich änderndes Analog-Signal auf Leitung 400 umwandelt, welches die Impulsfrequenz darstellt. Dieses Impulsfrequenzsignal wird über den Puffer-Verstärker 402 an das Multiplexgatter 380 gelegt, welches dieses Signal zur Ausgangsklemme auf der Leitung 404 hindurchläßt, sofern nicht Blutdruckdaten abgelesen werden. Die Blutdruckdaten auf der Leitung 406 der F i g. 9 sind die gleichen Daten, wie sie auf der Leitung 406 der F i g. 8 auftreten. Abhängig von einem Steuersignal auf der Leitung 408 der F i g. 9 (vergleiche auch F i g. 8) trennt das Multiplexgatter 380 den Ausgang des Puffer-Verstärkers 402 von dem Gatterausgang 404 und verbindet statt dessen das Blucdrucksignal auf Leitung 406 mit dem Gatterausgang 404.

Die Arbeitsweise des BPM Systems der vorliegenden Erfindung kann in anschaulicher Weise zusammengefaß), werden unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. U. Dieses Diagramm beschreibt allgemein die Betriebsweise Jes BPM Systems 10 der Fig. 2. Normalerweise erfolgt der Eintritt in dieses Diagramm bei dem Symbol 412 für Handbetätigung entsprechend dem Start-Stop-Schalter 5 1 (126) der F i g. 3. Wird der Schalter in Start-Position gebracht, dann werden die Zähler erregt, das Ventil geschlossen und die Pumpe in Betrieb gesetzt, wie dies in dem Einleitungsblock 414 der F i g. 11 angezeigt ist. Gemäß dem Entscheidungssymbol 416 wird laufend ein Test durchgeführt, um zu bestimmen ob der Manschettendruck den voreingestellten Wert des Anfangsfülldruckes erreicht hat. Dies wird durch den Vergleicher U36 (94) der Fig.5 bestimmt. Hat der Manschettendruck den voreingestellten Wert erreicht, dann wird die Pumpe angehalten und die Anfangsfüllphase des Arbeitszyklus ist beendet so daß wie durch das Operationssymbol 418 angedeutet, die Meßphase begonnen hat.

Wenn der Manschettendruck den vorgegebenen Anfangsfülldruck nicht erreicht hat, dann wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob 16 Sekunden seit dem Anschalten der Pumpe vergangen sind. Dies wird durch den Entscheidungsblock 420 angedeutet und durch das Signal auf Leitung 118 der F i g. 3 bestimmt

Nachdem der Anfangsfülldruck erreicht worden ist beginnt die Meßphase mit dem Entscheidungssymboi 422, das mit der Frage verbunden ist, ob eine R-Welle in diesem Zyklus bereits entdeckt worden ist War dies

nicht der Fall und sind mehr als zwei Sekunden verstrichen (Entscheidungssymbol 424)), dann wird das ^-Flip-Flop gesetzt und das System geht über in die im Zusammenhang mit Fig.4 beschriebene Arbeitsweise mit Hilfstaktung, bei dem das /(-Gatter-Intervall auf ϊ volle zwei Sekunden erstreckt wird. Wird bei dem Entscheidungssymbol 422 eine /?-WelIe festgestellt, dann wird das /(-Gatter l/19D(148)der F i g. 4 gesetzt, was durch das Operationssymbol 426 angedeutet ist. Somit wird vor dem Eintreten in den Entscheidungsblock 428 entweder ein gestrecktes K-Gatter Intervall oder ein reguläres /(-Gatter Intervall erstellt. Ist während der Dauer des /(-Gatter Intervalls ein K-Ton aufgetreten, dann wird der Manschettendruck um annähernd drei mmHg reduziert, was durch das i"> Operationssymbol 430 angezeigt wird. Ist ein K-Ton während des /(-Gatter Intervalls aufgetreten, dann prüft die Schaltung als nächstes, ob die Anfangs-/(-Flagge, wie sie durch. U23 '232* der Fi" 3 vcrkcr~cr; wird gesetzt worden ist, welcher Test in F i g. 11 durch den Entscheidungsdock 432 angezeigt wird. Wurde diese Anfangs-K-Flagge nicht gesetzt, so bedeutet dies, daß der voreingestellte Anfangsfülldruck unabsichtlich unter dem systolischen Blutdruck gelegen ist, und somit wird, angezeigt durch das Betriebssymbol 434, der Anfangs- 2τ fülldruck, um 20 mmHg erhöht und ein vollständig neuer Betriebszyklus eingeleitet, was durch den Sprung im Flußdiagramm zum Punkt 436 angezeigt wird. Andererseits ergibt sich zurückgehend zu Entscheidungsblock 43?, daß bei gesetzter Anfangs-K-Flagge der diastoli- Jo sehe /(-Zähler Ul (174) der F i g. 3 zurückgestellt wird, was durch das Betriebssymbol 438 angezeigt wird, wonach eine Prüfung durchgeführt wird, ob das diastolische Gatter geöffnet ist, was bestimmt wird durch den (^-Ausgang von USB (172) der Fig. 3. War i^r, das diasiolische Gatter geöffnet, so bedeutet dies, daß ein systolischer Druck bereits identifiziert worden ist und das System speichert den augenblicklichen Druck als ein möglicher diastalischer Druck (Operationssymbol 440) und wartet dann auf die Ankunft der nächsten W-WeIIe. Andererseits, war das diastolische Gatter nicht geöffnet als das Entscheidungssymbol 442 erreicht wurde, dann speichert das System den dann vorhandenen Druck als systolischen Druck in dem systolischen Register 200 der Fig. 5, addiert 32 mmHg zu dem -ti gespeicherten systolischen Druck mittels der Addierer 220, 222 der F i g. 5, so daß dieser als der Anfangsfülldruck im folgenden Betriebszyklus verwendet werden kann und schließlich öffnet das System das diastolische Gatter; alle diese Schritte sind in dem Operationssym- ϊο bol 444 der Fig. 11 enthalten. Danach wartet das System auf die Ankunft der nächsten R- Welle.

Es wird nun zu dem Entscheidungssymbol 428 zurückgegangen und zwsr für den Fall, daß während des K-Gatter-Intervalls kein K-Ton aufgetreten ist, dann « wird der Manschettendruck um 3 mmHg reduziert, was durch den Betriebsblock 446 angezeigt wird; der Vorgang setzt sich dann zum Entscheidungsblock 448 fort, bei dem geprüft wird, ob die Anfangs-/(-Fldgge gesetzt wurde. Dies wird durchgeführt durch den oben no erwähnten Zähler U 23 (232) der F i g. 3.

War die Anfangs-K-Flagge zuvor nicht gesetzt, dann wird der Anfangs-K-Zähler t/23 der Fig.3 gemäß Operationssymbol 450 in seiner Zählung erhöht und gemäß Entscheidungssymbol 452 ein Test durchgeführt, t>5 mit dem bestimmt wird, ob die Anfangs-^-Zählung im Zähler U 23 gleich drei ist. Wurde die Zählung drei noch nicht erreicht, dann wartet das System die nächste /?-Welle ab, wurde die Anfangs-Zählung drei erreicht, dann wird die Anfangs-/(-Flagge gesetzt, was durch Betriebsblock 454 angezeigt wird, und dann wartet das System auf die Ankunft der nächsten R- Welle.

Wurde die Anfangs-K-Flagge einmal gesetzt, ds»nn zweigt sich das Flußdiagramm vom Entscheidungsblock 448 ab zum Entscheidungsblock 456. Wie durch diesen Block angezeigt wird, erfolgt eine Prüfung daraufhin, ob mehr als ein K-Ton gehört wurde. Diese Prüfung stützt sich auf die Zustände der Flip-Flops USA und USB (170,172)der Fig. 3. Wurde nur ein K-Ton wahrgenommen, dann ist das diastolische Gatter geschlossen und das systolsiche Galter eingeschaltet, wie dies durch den O^erationsblock 458 angezeigt wird. Diese Funktionen werden durch die Flip-Flops US und die UND-Gatter U WA und t/llßgemäß Fig. 3 durchgeführt. Nachdem diese Operationen beendet wurden, wartet das System auf die Ankunft der nächsten /?-Welle.

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III.IUUllgJUIUt.n ^JW₁ TT Ul UVIl I IUVI I UVfII

Setzen dtr Anfangs-/(-Flagge mehr als ein K-Ton hjntereinande; festgestellt, dann wird der diastoüsche ^-Zähler UT, (174) der Fig. 3 gemäß dem Operationsblock 460 erhöht und ein Test durchgeführt, inwieweit die diastolische Zählung im Zähler U 7 drei erreicht hat. Dieser Test ist im Entscheidungsblock 462 gezeigt.

Wurde die Zählung drei noch nicht erreicht, dann wartet das System lediglich auf die Ankunft der nächsten Λ-Welle. Wurde andererseits diese Zählung drei erreicht, dann wi.-d der Datenausgang eingeschaltet, wie dies durch Operationsblock 464 angezeigt wird und der Manschettendruck wird abgesenkt, wodurch der Betriebszyklus gemäß Operationssymbol 466 endet, bevor der vollständige Betriebszyklus durch die 15-Minuten-Zeitgabe wiederum eingeleitet wird. Die im Block 466 angezeigten Operationen können auch durch Aktivierung des Stop-Schalters 412 ausgelöst werden oder unabhängig davon durch den 2-Minutcn-Zeitgeber, wie dies der Block 468 anzeigt, was durch den Zähler t/2der F i g. 3 verwirklicht w^d.

Die verschiedenen Vorgänge, welche im Laufe des Flußdiagramms der Fig. 11 bei einem normalen Meßzyklus auftreten können, bei dem der Anfangsfülldruck größer als der systolische Druck war und be> dem die Impulsfrequenz normal ist, gibt Fig. 13 wieotr. In dieser Figur wird das zeitliche Auftreten aufeinanderfolgender R-Wellen angezeigt, durch aufeinanderfolgende senkrechte Linien. Beginn und Ende der K-Töne ist ebenfalls angegeben.

Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anschlüsse und Steuereinrichtungen bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des BPM Systems. Die Pumpe, das Ventil, der Druckaufnehmer, die Batteriestromversorgung und die Anzeige sind zusammen mit der Schaltung in einem verhältnismäßig kleinen Gehäuse des BPM Systems 10 der F i g. 1 untergebracht. Die Schläuche 24,27 (vergleiche auch F i g. 2) erstrecken sich von dem Schlauchanschluß 501 zur Manschette. In ähnlicher Weise verläuft das Mikrophonkabel 30 (vergleiche Fig. 1) von dem Stecker 504 zum Mikrophon, das in der Nähe der Manschette angebracht ist. Das Kabel 62 für das Magnetbandgerät führt die Verbindungen zwischen dem Gerät (16 der Fig. 1) und dem BPM System. Der Start-Stop-Schalter 126 gestattet den Eingriff von Hand in die normalerweise automatische Betriebsweise des BPM Systems, wodurch ein Betriebszyklus jederzeit eingeleitet oder beendet werden kann. Die Digitalanzeige 503 (vergleiche auch Fig. 10) wird durch den Anzeigeschalter 508 aktiviert.

um die letzten systolischen und diastolischen Blutdruckwerte anzuzeigen, welche in der Schaltung gespeichert bleiben. Ein Verbindungsstecker 505 (vergleiche auch Fig,6d) gestattet es, dem Arzt die vom Mikrophon 28 der F i g. 1 erzeugten Töne abzuhören. Ein Verbindungssteclker 506 ermöglicht den Anschluß einer externen Quecksilbersäule für Eichzwecke, Somit läuft sämtliche Kommunikation zwischen dem BPM System und der Außenwelt durch die Steuertafel 500,

Es wurde somit ein Gerät zur langzeitigen ambulanten Überwachung des Blutdrucks durch die auskultatorische Methode beschrieben, welches eine unter Druck setzbare Manschette verwendet und keinen Eingriff durch den Patienten erfordert. Die Herzschläge des Patienten werden mittels EKG Elektroden abgefühlt, die an seinem Körper angebracht sind und ein Mikrophon wird dazu verwendet, die Korotkow-Töne abzufohlen, wenn der Druck in der Manschette automatisch unter dem Einfluß des Geräts variiert wird.

Das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Korotkow-Tones innerhalb eines vorbestimmten Intervalls nach jedem Herzschlag wird dazu verwendet zu bestimmen, wenn der Manschettendruck zuerst dem systolischen und dann dem diastolischen Druck gleicht Diese Drucke werden in jedem Betriebszyklus bestimmt und auf einem kontinuierlich laufenden tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät aufgezeichnet und zwar zusammen mit den EKG-Signalen.
In jedem Betriebszyklus wird der Anfangsdruck auf den die Manschette gefühlt wird, gegründet auf den größten in dem unmittelbar vorhergehenden Zyklus gemessenen Druck. Der Druck in der gefüllten oder aufgeblasenen Manschette wird dann schrittweise in kleinen diskreten Verringerungsquan'en verringert,

ίο welche durch aufeinanderfolgende Herzschläge während der Meßphase jedes Zyklus ausgelöst werden. Nachdem sowohl der systolische als auch der diastolische Druck bestimmt wurden, wird der noch vorhandene Manschettendruck über das gleiche Ventil abgelas- > sen, welches zur Erzeugung der schrittweisen Druckreduzierung verwendet wird.

Nachdem eine Anzahl von Betriebszyklen auf dem Magnetband aufgezeichnet wurden, wird das Band dem tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät entnommen und kann später in ein Analysegerät für die Wiedergabe mit hoher Geschwindigkeit und automatischer Aufzeichnung der Herzschlagfreqnenz des Patienten und entsprechender Blutdruckrneßwerte in einer gemeinsamen Karte eingesetzt werden.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims

28 Π 362

Patentansprüche;

l_t Verfahren wm automatisch?!! Messen und Wiedergeben des systPlischen und diastolisehen Blutdruckes mittels einer am Patienten angebrachten unter Druck setzbaren Manschette, unter Absenken des Manschettendruckes von oberhalb des systolischen bis unterhalb des diastolischen Blutdruckes und Feststellen des Blutdruckes bei Beginn und Ende des Auftretens von Ä-Tönen, dadurch gekennzeichnet, daß das Absenken des Manschettendruckes stufenförmig unter Steuerung von Schrittsignalen erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittsignale von den Herzschlägen des Patienten abgeleitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittsignale von den Herzaktionssignaler.des Patienten abgeleitet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die A-WeIIe der Herzaktionssignale zur Ableitung der Schrittsignale verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittsignale von einem Taktgeber erzeugt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittsignale von einem Taktgeber abgeleitet werden, wenn keine auswertbaren R-Wellen in den Herzaktionssignalen des Patienten auftreten.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß pro Herzschlag ein Schrittsignal erzeugt wira.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckreduzisrung in Stufen gleicher Größe erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Manschettenanfangsdruck einstellbar ist und automatisch erhöht wird, wenn K-Töne unmittelbar bei diesem Druckwert auftreten, während er für folgende Meßzyklen, abhängig von im vorhergehenden Zyklus gemessenen systolischen Blutdruck automatisch korrigiert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen des diastolischen Blutdruckes der Manschettendruck ungehindert abgesenkt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßzyklus automatisch abgebrochen wird, wenn er eine gewisse Dauer überschreitet
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der systolische und der diastolische Blutdruck digital angezeigt und/oder gemeinsam mit dem Herzaktionssignal auf Magnetband aufgezeichnet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Blutdruck und das Herzaktionssignal sowie evtl. Vorgangsmarkierungen in einer einzigen Spur des Magnetbandes aufgezeichnet werden.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mehrstellungsventil vorgesehen ist, welches die Manschette entweder mit einer Pumpe oder der Atmosphäre verbinden kann und daß eine Steuerschaltung auf die Stellung des Ventils einwirkt, welche ein Startsignal zum Aufpumpen auf den Anfangsdrwcki Sehrittsignale und ein Endsignal zum vollständigen Entleeren der Manschette erzeugt,