DE9010513U1 - EEG- oder EKG-Gerät mit einem Ableitkopf - Google Patents

Description

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EEG- oder EKG-Gerät mit einem Ableitkopf

Die Erfindung besieht sich auf ein EKG- oder insbesondere EEG-Gerät mit einem Ableitkopf:, an dem eine Ksh-rsahi von Anschlußstellen für Maßelektroden, insbesondere Ansc;ftluBbach*?s« und/oder Anschlußsteckern, zum lösbaren ündehlie^an von Meßelektroden ausgebildet aind und welcher übe- ein Kabel mit einem Äuswert- und Aufzeichnungsgerät verbunden ist, wob«M im Ableitkopf jede Anschlußstelle mit dem Eingang eines zugeordneten Vörstärk^ü ve<r *~unden La^.

? Gerätt zur Ableitung eine* ßlektro-Enzephalogramms .15 (EEG) bzw. Elektrokardiograasti© ■ i^~^v au«: Meßdaten von am Kopf bzw. Körper eines Patienten aufgebrachten Weßelektroden sind seit geraumex Zelt im praktischen Einsatz.

Aus der im allgemeinen erforderlichen hohen Anzahl von ^Teiektroden resultiert allerdings das Problem, daß das Verbindungekabel zwischen dem Ableitkopf und dem Au**ert- und Aufzeichnungsgerät zur übertragung der Meßdaten entsprechend viele Adern aufweisen muß. Em derartiges Kabel ist technisch und wirtschaftlich vergleichsweise aufwendig und obendrein aufgrund seiner Dicke steif und somit unhandlich. Außerdem können die zum Auswert- und AufzeichnungBgerät übertragenen Analogdaten durch Störeinflüesa verzerrt werden.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein gattungsgemäßes EEG- oder EKG-Gerät bereitzustellen, dessen Kabelverbindung zum Auswert- und Aufzeichnungsgerät einen einfachen Aufbau hat und bedienungsfreundlich ist und eine störungsfreie übertragung der Meßdaten erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Ableitkopf an die Ausgänge der Verstärker ein Multiplexer geschaltet ist und der Ausgang dee Multiplexers an den Eingang eines Analog-Digital-Wandlers geschaltet ist, an dessen Ausgang

eine die digitalen Daten seriell übertragende Datenleitung des Kabels angeschlossen ist, die ein Lichtleiter ist, welcher an den Ausgang des Analog-Digital-Wandlers über einen elektrooptischen Wandler angeschlossen ist.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erf ;dung liegt darin, daß durch die Digita.lisierung der Meßdaten bereits im Ableitkopf eine störungsfreie Übertragung der Meßdaten zu dem Auswort- und Aufzeichnungsgerät sichergestellt ist. Da außerdem das Kabel ein Lichtleitkabel ist, welches an den Ausgang des Anaiog-Digital-Wandlers über einen elektro-optischen Wandler angeschlossen ist, genügt eine einzige Leitungsader für die Übertragung der Mehrzahl von Meßdacen vom Ableitkopf zur Auswert- und Aufzeichnungsgerät. Dadurch kann ein vergleichsweise einfach erhältliches Kabel Verwendung finden, das noch dazu den Vorteil hat, dünner und flexibler als ein vieladriges Kabel zu sein. Mit diesen Eigenschaften geht eine bequemere Handhabung und erhöhte Haltbarkeit des Kabels einher.

Außerdem wird durch die Ausbildung des Kabels als Lichtleitkabel eine galvanische Trennung zwischen dem Ableitkopf und dem Auewert- und XufZeichnungsgerät erreicht, was sowohl die Betriebe- und Berührungssicherheit des EEG- oder EKG-Gerätes und damit der Patientensicherheit als auch dessen Akzeptanz durch dan Patienten erhöht. Auch ein zuzätzlicher Schutz vor SignalVerzerrungen durch etwaige Störeinstrahlung wird erzielt.

Wenn der Multiplexer und der Analog-Digital-Wandler eingerichtet sind, zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden, Meßdaten von Elektroden repräsentierenden Codes ein Taktsignal auszugeben, wird in vorteilhafter Weise das erforderliche Taktsignal zugleich zur Trennung und/oder Synchronisierung der datenhaltigen Codes verwertet und braucht nicht separat. insbesondere nicht auf einer eigenen Ader, Übertragen zu werden.

wenn der Ableitkopf über einen weiteren Lichtleiter mit einer

Steuereinheit verbunden ist, die zur Abgabe von Steuersignalen an den Ableitkopf eingerichtet ist, arbeitet der Ableitkopf auch von der Steuereinheit galvanisch getrennt, was seinerseits die Betriebssicherheit und Akzeptanz dee EEG- oder EKG-Geräts erhöht.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigt»
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Fig.l eine Ansicht eines erfindungsgemäßen EEG-Gerätes;

Flg.2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen EEG-G«rätes;

Fig. 3 eine schetnatische Darstellung der Schaltung eines erfindungsgemäßen Ableitkopfes; und

Fig.4 und 5 Diagramme zur Veranschaulichung des zeitlichen Ablaufs einer erfindungsgemäßen Takt- und Datenübertragung.

Das mobile EEG-Gerät nach Fig. I iex von der Art, welches als mobiles Gerät für den Einsatz in Kliniken und Arztpraxen verwendet wird, und weist ein Auswert- und Aufzeichnungsgerät 15 mit einem Schreiber, Tastaturen 6 und einem Monitor 5 auf, an welches über ein Lichtleitkabel 16 ein Ableitkopf 1 angeschlossen ist, an welchem eine Mehrzahl von Anschlußbuchsen 17 für Meßelektroden ausgebildet sind.

Das EEG-Gerät ist schaltungsmäßig entsprechend des Blockschaltbildes in Fig. 2 aufgebaut. Das Auswert- und Aufzeichnungsgerät enthält einen Signal-Prozessor 2 und einen Schreiber 3, eine Steuereinheit 4 nebst einem Monitor 5 und eine Tastatur 6 sowie einem Netzteil 7. Das Kabel 16 nach Fig. 1 zwischen dem Ableitkopf 1 und dem Auswert- und Aufzeichnungsgerät 15 enthält eine zu dem Signal-Prozessor 2 führende Datenleitung 8 in Form eines Lichtleiters, und eine zu der Steuereinheit 4 führende Steuerleitung 9, z.B. ebenfalls

einen Lichtleiter.

In Fig.3 sind die Komponenten der Schaltung des Ableitkopfes eingehender dargestellt. Die in Fig. 1 mit 17 bezeichneten Anschlußbuchsen El, E2, ..., En zum lösbaren Anschließen von (nicht näher dargestellten) Meßelektroden sind in dem Ableitkopf 1 jeweils zumindest mittelbar, d.h. eventuell auch z.B. über ein zwischengeschaltetes Filter oder sonstiges Schaltgiied, mit dem Eingang eines zugeordneten (Analog-) Verstärker3 Vl, V2, ...,Vn verbunden.

In dem Ableitkopf 1 sind die Ausgänge der Verstärker Vl, V2, ..., Vn (zumindest mittelbar) einer entsprechenden Anzahl von Eingängen Ml, M2, ...,Mn eines analogen Multiplexers 13 zugeführt, der sequentiell und zyklisch jeweils genau eines seiner Eingangssignale an seinen Ausgang X durchschaltet. Letzterer ist mit dem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers verbunden, der aus den analogen EingangsSignalen binäre Daten erzeugt, die eine digitale Codierung der analogen Eingangswerte verkörpern. Der Analog-Digital-Wandler 14 kann das Bitmuster gleichzeitig (parallel) oder nacheinander (seriell) erzeugen.

seriell.

Zu diesem Zweck führt vom Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 14 die Datenleitung 8 zum Signal-Prozessor 2 in Form eines die digitalen Daten aus dem Analog-Digital-Wandler 14 seriell übertragenden Lichtleiters.

Prinzipiell kann die Analog-Digital-Wandlung auch vor dem Multiplexer 13 vorgesehen und ein digitaler Multiplexer eingesetzt werden; allerdings fällt der Aufwand eines Analog-Digital-Wandlers dann &eegr;-fach an.

Die Datenleitung 8 ist aus den in der Beschreibungseinleitung genannten Gründen ein Lichtleiter. Zu diesem Zweck wird im Anschluß an die Analog-Digital-Wandlung noch eine elektrooptische Signalwandlung in einem elektrisch modulierten,

Licht erzeugenden Optowandler 18 durchgeführt.

Von der Steuereinheit 4 des Auswert- und Aufzeichnungsgerätes 15 können über die Steuerleitung 9, die ihrerseits vorzugsweise ein Lichtleiter ist, Steuersignale an den Ableitkopf 1 geliefert werden, um etwa die Verstärkungsfaktoren der Verstärker Vl, V2, ...,Vn anzupassen oder den Multiplexer 13 und den Analog-Digital-Wandler 14 auf ein gewünschtes Datenformat &mdash; hinsichtlich dsr zeitlichen Organisation der Datenübertragung oder der Anzahl der abzutastenden Meßkanäle (Anschlußbuchsen) - einzustellen. Die hierzu erforderlichen Steuerbefehle werden über eine einen Optokoppler enthaltende Verteilerstufe 10 auf die Verstärker Vl, V2,...Vn, den Multiplexer 13 und den Analog-Digital-Wandler 14 verteilt.

Unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme der Figuren 4 und 5 wird nachstehend ein vorteilhaftes Format für die auf dem Lichtleitkabel 8 seriell übertragenen Daten beschrieben.

Fig.4 zeigt - von links nach rechts - eine (unterbrochen dargestellte) Bitfolge von sechzehn jeweils eine Mikrosekunde breiten Datenbits B15_f B14_f ==,- Bl _: BO- die einen digitalisierten Meßwert einer ersten Elektrode signalisieren, dann einen vier Mikrosekunden dauernden Taktpuls und anschließend eine zu einer zweiten Elektrode gehörige serielle Bitfolge von wieder sechzehn jeweils eine Mikrosekunde breiten Datenbits B15, B14, ..., Bl, BO, wobei B15 das höchststellige Bit (Most Significant Bit) und BO das niedrigststellige Bit (Least Significant Bit) innerhalb der jeweiligen binärcodierten, hier sechzehnstelligen Digitalzahl ist.

Der Multiplexer 13 und der Analog-Digital-Wandler 14 sind eingerichtet, zwischen jeweils zwei die aufeinanderfolgenden Meßdaten von Elektroden repräsentierenden Codes (Bitfolgen von jeweils B15 bis Bl) das Takt- oder Synchronisiersignal einzuschieben. Im vorliegenden Beispiel dauert die Übertragung der seriellen Meßdaten einer Meßelektrode inclusive Taktsignal jeweils zwanzig Mikrosekunden. Innerhalb nur einer Millisekunde

4 · &bull; ·

(entsprechend 1000 Mikrosekunden) können somit die Meßdnten von fünfzig Elektroden übertragen werden. Eine derartige Abtastleistung und Übertragungsgeschwindigkeit reicht für die angestrebte Erstellung eines EEG'&bgr; bei weitem aus. 5

Wie in Fig.5 gezeigt, können innerhalb eines Übertragungszyklus von 1000 Mikrosekunden anstelle von fünfzig Elektrodenwerten ä 20 Mikrosekunden eine geringere Anzahl von Elektrodenwerten, z.B. 33&iacgr; und dafiir u_'Ch «ueet-'lich» informationen über den Patienten, z.B. betreffend seine Atmungstätigkeit (Respirationsinformation Resp.), und/oder über den Gerätestatus übertragen werden.

Das Ende eines (hier 1000 Mikrosekunden breiten) Übertragungszyklus kann durch eine Kennung, z.B. einen längeren Puls (hier 260 Mikrosekunden breit dargestellt) hervorgehoben werden, bevor sich der nächste Übertragungszyklus anschließt. Dieser kann das gleiche Format, d.h. die gleiche zeitliche Organisation, aufweisen wie der vorhergehende Übertragungszyklus. Es kann indes auch vorgesehen sein, mittels eines Steuerbefehls aus der Steuereinheit 4 d"»n Ableitkopf 1 auf ein anderes serielles Datenformat übergehen zu lassen und/oder die anhand der Fig.4 exemplarisch aufgezeigte Zuordnung der einzelnen Zeitabschnitte zu verschiedenen Informationsquellen umzudisponieren.

7 Bezugszeichenliste

11 Digital-Analog-Konverter

12 Analog-Digital-Konverter

19 Übertragung der Meßdaten einer Elektrode Nr.1

20 Taktpulsbereich

21 Übertragung der Meßdaten einer Elektrode Nr.2

22 Serial Clock

23 Serial Data

24 LSB-bit der vorherigen Übertragung

25 Übertragung der Meßdaton der Elektrode Nr.27

26 Übertragung der Meßdaten der Elektrode Nr.28

27 Übertragung der Meßdaten der Elektrode Nr.33

28 Übertragung der Respirationsdaten

29 Übertragung der Informationen über den Gerätestatus 30 Das Ende eines Übertragungszyklus kennzeichnende Kennungspuls

Claims (3)

Ansprüche

1. ESG- oder EKG-Gerät mit einem Abieltkopf (1), an dem eine Mehrzahl von Anschlußstellen für Meßelektroden, Insbesondere Anschlußbuchsen und/oder Anschlußsteckern, zum lösbaren Ä2.scnließen von Meßelektroden ausgebildet, sind xü i welcher über ein Kabel mit einem Auswert- und Auf s&ichnungsgeräi; verbunden ist, wobei im Ableitkopi (1) jede Anschlußstelle mit dem Eingang eines zugeordneten Verstärkers verbunden ist imd &eegr; dem Ableitkopf (1) an die Ausgänge dar V-:~;tärker (Vl, V2, ,,.,- Vn) ein Multiplexer (13) geschaltet ist und der Ausgang (X) des Multiplexers (13) an den Eingeig eines Analog-Piaital-Wandlers (14) geschaltet ist, an dessen Ausgang eine die digitalen Daten seriell übertragende Datenleitung (8) des Kabels (16) angeschlossen ist, die ein Lichtleiter ist, welcher an den Ausgang des Analog-Digital-Wandlers (14) über einen elektro-optischen Wandler (18) geschaltet ist.

2. EEG- oder EKG-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Multiplexer (13) und der Analog-Digital-Wandler (14) eingerichtet sind, zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden, Meßdaten von Elektroden repräsentierenden Codes (B15 bis Bl) ein Taktsignal auszugeben.

3. EEG- oder EKG-Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitkopf (1) über einen in dem Kabel (16) enthaltenen weiteren Lichtleiter (9) mit einer Steuereinheit (4) in dem Auswert- und Aufzeichnungsgerät

(15) verbunden ist, die zur Abgabe von Steuersignalen an den Ableitkopf (1) eingerichtet ist.