DE2535858C2 - - Google Patents
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
Die Erfindung betrifft eine Patientenüberwachungseinrichtung
für einen oder mehrere Patienten mit jedem
von diesen zugeordneten Einzelüberwachungsstationen,
deren jede einen an dem zugeordneten Patienten zu
befestigenden Sensor für eine ausgewählte Lebensfunktion,
wobei der Sensor den Meßwerten entsprechende
elektrische Signale liefert, eine Einrichtung zur
Verarbeitung dieser Signale und einen Sender umfaßt,
wobei die Einrichtung zur Verarbeitung dieser Signale
eine Grenzwertüberwachungsvorrichtung zur Erzeugung
eines Alarmsignals bei Überschreiten eines
vorgegebenen Grenzwertes aufweist, und mit einer
Zentralstation mit einer Empfangsvorrichtung und einer
damit verbundenen Anzeigevorrichtung.
Eine Patientenüberwachungseinrichtung der obengenannten
Art ist z. B. aus der Zeitschrift Funkschau 1972,
Heft 2, Seiten 41-44, bekannt. Bei dieser Einrichtung
werden die Signale über Kabel der Zentralstation
zugeführt. Die für die zentrale Patientenüberwachung
wichtigen Signale sind Alarmsignale, die bei
Überschreiten der Grenzwerte der zu überwachenden
Körperfunktionen ausgelöst werden, und Körperfunktionssignale,
die den Meßwerten der zu überwachenden
Körperfunktionen entsprechen. Gemäß dem damaligen Stand
der Technik werden die Alarmsignale von den
Einzelüberwachungsstationen unabhängig voneinander der
Zentralstation zugeleitet. Sie werden dort auf separaten
Anzeigevorrichtungen, die den Einzelüberwachungsstationen
zugeordnet sind, angezeigt. Wie in dem
Zeitschriftenartikel detailliert dargestellt ist,
erfahren die Körperfunktionssignale eine andere
Verarbeitung. Demnach werden diese Signale von der
Zentralstation mit Hilfe eines Patientenwählers gezielt
angesteuert. Auf die Ansteuerung hin werden die Signale
dann der zentralen Anzeigevorrichtung der
Zentralstation zugeleitet. Eine Abhängigkeit zwischen
Alarmsignalen und Körperfunktionssignalen ist nur
insoweit vorhanden, als in der Betriebsart "Automatik"
der Patientenwähler selbsttätig auf den alarmgebenden
Patienten umschaltet. Geben mehrere Patienten
unmittelbar hintereinander Alarm, wird als erster
der zuerst Alarm gebende Patient aufgeschaltet und
nach Löschen dieses Alarms die übrigen Patienten in
numerischer Reihenfolge angewählt.
Diese bekannte Patientenüberwachungseinrichtung hat
jedoch den Nachteil, daß der Patient über einen
Kabelanschluß an die neben ihm angeordnete
Einzelüberwachungsstation gebunden ist, sich also nicht frei
bewegen kann. Dies bedeutet - wenigstens beim wachen
Kranken - eine gewisse psychische Belastung; auch
kommen immer wieder Bewegungsartefakte vor.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die bekannte
zentrale Patientenüberwachung technisch relativ
aufwendig ist. Sowohl die Verarbeitung der Alarmsignale,
die in der Zentralstation separat für jede
Einzelüberwachungsstation empfangen werden, als auch der
Körperfunktionssignale, die aufgrund einer manuell
wählbaren oder automatischen Patientenabfrage durch
die Zentralstation von dieser empfangen werden, sind
mit hohen Kosten verbunden, die den Einsatz einer
solchen zentralen Patientenüberwachungseinrichtung in
normalen Krankenhäusern in Frage stellen.
Zur Vermeidung des erstgenannten obigen Nachteils ist
man zur drahtlosen Übermittlung der Meßwerte
übergegangen (siehe z. B. die Zeitschrift Funk-Technik
1973, Nr. 1, Seiten 15-18 und die US-Patentschrift
36 39 907). Bei dieser Weiterentwicklung geschieht
die Patientenabfrage mit Hilfe eines von der
Zentralstation ausgesandten Radiosignals, das eine zur
Identifizierung der ausgewählten Einzelüberwachungsstation
geeignete Modulation aufweist. Die
dadurch angesteuerte Einzelüberwachungsstation sendet
dann die zu überwachenden Körperfunktionsdaten zur
Zentralstation. Auf eine zusätzliche Alarmsignalgebung
kann verzichtet werden, indem bei der Patientenabfrage
die übermittelten Meßwerte mit zugehörigen
Grenzwerten verglichen werden und bei deren Überschreiten
ein Alarmsignal ausgelöst wird.
Auch diese weiterentwickelte Patientenüberwachungseinrichtung
hat den Nachteil, daß sie technisch relativ
aufwendig und teuer ist. Dazu kommt, daß auch zur
Feststellung von Alarmsituationen die
Einzelüberwachungsstationen individuell von der Zentralstation
angesteuert werden müssen und nur die angewählte
Einzelüberwachungsstation Signale liefert. Da zur
Feststellung einer Alarmsituation bei einer
Einzelüberwachungsstation gewöhnlich ein Mittelwert aus vielen
Meßdaten gebildet werden muß, kann es geschehen, daß
Alarmsituationen bei anderen Einzelüberwachungsstationen
während dieser Zeit unbeachtet bleiben. Daher
können nicht alle Patienten kontinuierlich überwacht
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Patientenüberwachungseinrichtung mit einem geringen
apparativen Aufwand eine kontinuierliche Überwachung
auch mehrerer Patienten zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird gemäß Kennzeichen von Anspruch
1 gelöst.
Ein geringer apparativer Aufwand wird dadurch
erzielt, daß die Sender der Einzelüberwachungsstationen,
die eine gemeinsame Frequenz benutzen,
nur einem einzigen Empfänger in der Zentralstation
zugeordnet sind. Aufgrund des besonderen Zeitgabemusters
der Ausstrahlung der einzelnen Sender wird
die Wahrscheinlichkeit, daß Alarmsituationen bei
etwa gleichzeitigem Auftreten in verschiedenen
Einzelüberwachungsstationen unbeachtet bleiben,
verschwindend gering. Die wiederholte Ausstrahlung einer
Kennung, wobei die Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Kennungen ein Vielfaches der Zeitdauer einer
Kennung beträgt, stellt sicher, daß bei zeitlicher
Überlagerung von Grenzwertüberschreitungen in
mehreren Einzelüberwachungsstationen zumindest einige
Kennungen nicht zusammenfallen und in der Zentralstation
entschlüsselt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Patientenüberwachungseinrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht mit weggeschnittenen
Teilen einer Einzelüberwachungsstation
in Form einer Armbandeinheit,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Armbandeinheit,
Fig. 4 ein Blockschaltbild der Analogsignalverarbeitungsstufen,
Fig. 5 ein Wellenformdiagramm des Herzschlagsignals
und des Logiksignals,
Fig. 6 ein Blockdiagramm des Senders,
Fig. 7 ein Blockdiagramm der Zentralstation,
Fig. 8 ein Blockdiagramm der Programmiermittel für
die Einzelüberwachungsstation,
Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Testvorrichtung für
die Einzelüberwachungsstation,
Fig. 10 und 11 Impulsdiagramme,
Fig. 12, 13 und 14 zusammen eine Darstellung des
Digitalverarbeiters der Einzelüberwachungsstation und
Fig. 15 ein Impulsdiagramm, das sich auf den Berechnungszyklus
des digitalen Datenverarbeitungssystems bezieht.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in
einem Patientenüberwachungssystem gezeigt. Insbesondere ist das
Ausführungsbeispiel ein System zur Überwachung des Pulses oder
des Herzschlages von mehreren Personen in einem Krankenhaus
oder in einer Klinik. Es versteht sich mit fortschreitender
Beschreibung, daß die Erfindung für die Überwachung von anderen
Lebensfunktionen von Menschen oder Tieren anwendbar ist. Ferner
ist zu sehen, daß die Erfindung nicht in ihrer Verwendung auf
die Überwachung von Lebensfunktionen oder lebenswichtigen
Funktionen begrenzt ist; vielmehr kann sie für die Überwachung von
körperlichen Zuständen in Mehrfachstationen verwendet werden,
wie das in Industrieanlagen oder in militärischen Anwendungsfällen
oder dergleichen wünschenswert sein kann.
Die Erfindung ist, wie vorstehend erwähnt, im dargestellten
Ausführungsbeispiel zur ständigen Überwachung einer ausgesuchten
Lebensfunktion einer oder mehrerer Personen eingerichtet und
meldet an eine Zentralstation 12, wenn ein bestimmter Zustand eintritt.
Im vorliegenden Ausführunsbeispiel
ist die Erfindung zur Verwendung in einem Krankenhaus zur
Überwachung des Herzschlags von mehreren Patienten eingerichtet.
Jeder Einzelpatient wird mit einer Einzelüberwachungsstation 10 oder
Ferneinheit versehen, die in geeigneter Weise an dem Patienten
angeschlossen wird. Die Einzelüberwachungsstation 10 kann in verschiedener
Weise angeschlossen sein, beispielsweise als Armband oder als
Anhänger an einem Halsband. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
hat sie die Form einer am Handgelenk sitzenden Einheit in der
Art einer Armbanduhr. Jede Einzelüberwachungsstation 10 ist zum
Feststellen eines bestimmten Zustandes eingerichtet, der sich auf eine
Lebensfunktion der Person bezieht, ferner zur Entwicklung von
Datensignalen, die dieser Funktion entsprechen, zur Verarbeitung
der Datensignale und zum Senden eines Alarms an die Zentralstation 12
dann, wenn der überwachte Zustand einen Sollwert erreicht. Die
Zentralstation 12, die von einer Bedienungsperson überwacht wird,
bewirkt bei Empfang eines gesendeten Signals die Erzeugung eines
Displays oder eines Tonalarms, der die Einzelüberwachungsstation
10 identifiziert, von der die Meldung herrührt.
In Fig. 1 ist eine Wiedergabe des Patientenüberwachungssystems in
Blockform gezeigt, zu dem eine Einzelüberwachungsstation 10 und eine
Zentralstation 12 gehören. Die Einzelüberwachungsstation 10 weist einen Sensor 14
auf, der zur Erzeugung eines Signals eingerichtet ist, das
einen körperlichen Zustand darstellt. Beispielsweise kann der
Sensor 14 ein Wandler in der Form von zwei elektrokardiographischen
Elektroden sein, ein akustischer Wandler, der auf den
Puls an dem Handgelenk einer Person anspricht, oder ein Thermometer,
das zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals eingerichtet
ist, das der Temperatur entspricht. Das Sensorausgangssignal,
das die Form eines elektrischen Analogsignals hat, wird
in Logiksignalform durch einen Analog-Digital-Umwandler 16 umgewandelt
und dann an den Eingang eines digitalen Datenverarbeitungssystems 18
angelegt. Das digitale Datenverarbeitungssystem führt spezifizierte mathematische
Rechnungen oder andere Manipulationen der Eingangsdaten aus und
erzeugt unter bestimmten Umständen ein Ausgangssignal, das an
einen Sender 20 geleitet wird. Der Sender 20 ist zum Senden
eines verschlüsselten Signals durch einen Kommunikationskanal 22
mit der Zentralstation 12 verbunden.
Die Zentralstation 12 besteht aus einem Signalempfänger 24, der
gesendete Signale durch den Kommunikationskanal 22 von irgendeinem
von mehreren Einzelüberwachungsstationen 10 empfangen
kann. Der Ausgang des Empfängers 24 wird einer Entschlüsselungsvorrichtung
26 zugeleitet, der in Erwiderung auf das gesendete Signal so
in Funktion tritt, daß ein Identifikationssignal erzeugt wird,
das an den Eingang einer Display- oder Alarmeinrichtung 28
angelegt wird, die so eingerichtet ist, daß die sendende
Einzelüberwachungsstation 10 für die Bedienungsperson identifizierbar ist,
die die Zentralstation 12 bedient.
Ein Ausführungsbeispiel einer Einzelüberwachungsstation 10 in der Form
einer Ferneinheit 30 ist in Fig. 2 und 3 gezeigt. Diese
Ferneinheit besteht aus einem Gehäuse 32, das vorzugsweise aus
Metall gefertigt ist und hermetisch versiegelt ist. Dieses
Gehäuse ist mit einem Armbandriemen 34 versehen, der um das
Handgelenk einer Person herumgelegt werden kann, beispielsweise
durch einen nicht gezeigten Riemenverschluß. Das Gehäuse 32
weist einen abnehmbaren Metalldeckel 36 auf, um einen Zugang in
das Innere des Gehäuses zur Wartung zu ermöglichen. Ein
Elektronikpaket 38 sitzt auf einem Substrat 40, das seinerseits auf
einem Träger 42 innerhalb des Gehäuses sitzt. Eine Batterie 44′
ist durch geeignete elektrische Stromzuführungen mit Leitern am
Substrat 40 verbunden, um der Elektronik elektrische Energie
zuzuleiten. Wie noch zu beschreiben sein wird, hat das Elektronikpaket
38 die Form einer im großen Maßstab integrierten Schaltung,
vorzugsweise in einer Ausführung, wie sie als integrierte
Schaltung mit Metalloxidhalbleitern in komplementärer Symmetrie
(CMOS) bekannt ist. Diese Technik der Schaltkreisherstellung
ermöglicht die Anordnung einer riesigen Anzahl von Transistoren
in ein sehr kleines Volumen. Die integrierte CMOS-Schaltung
zeigt einen extrem kleinen Leistungsabfluß an der Leistungsversorgung.
Das Elektronikpaket 38 weist den Analog-Digital-Umwandler
16, das digitale Datenverarbeitungssystem 18 und den Sender 20 auf, die im
Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden sind. Eine Elektrode
44 und eine Elektrode 46, beide in elektrokardiographischer
Ausführung, sitzen am Gehäuse 32 an der Außenseite desselben zur
elektrischen Verbindung mit dem Körper der Trägerperson an
bestimmten Punkten. Die Elektroden sind zur Erzeugung eines
elektrischen Signals eingerichtet, das den Puls der Trägerperson
in bekannter Weise anzeigt. Die Elektroden sind gegen die
Wand des Gehäuses 36 isoliert und erstrecken sich durch diese
in eine elektrische Verbindung mit dem Elektronikpaket 38. Die
Elektroden 44 und 46 bilden den Sensor 14, auf den im
Zusammenhang mit Fig. 1 Bezug genommen worden ist. Die Ferneinheit 30
ist ferner mit einer Antennenzuführung 48 versehen, die dem Gehäuse
gegenüber isoliert ist und sich durch dessen Wand erstreckt
und von dem Elektronikpaket 38 zu einem Metallarmband
50 führt, das eine Sendeantenne bildet und einen Teil des
Senders 20 darstellt.
Das Elektroniksystem weist vorzugsweise Sensorsignalverarbeitungsstufen
auf, um ein Logiksignal zu erzeugen, wie das in
Fig. 4 dargestellt ist. Der Sensor 14 in der Form der Elektroden
44 und 46 stellt ein elektrisches Signal 52 fest, beispielsweise
das, das grafisch in Fig. 5 dargestellt ist. Dieses elektrische
Signal hat eine Spitzenamplitude von einigen Millivolt, und
jeder der Impulse entspricht einem Schlag des Herzens der
Trägerperson. Jeder Impuls ist durch einen anfänglichen positiven
Ausschlag hoher Amplitude bestimmt, gefolgt von einem negativen Ausschlag
geringerer Amplitude, dem wiederum ein nachlaufender positiver
Ausschlag geringer Amplitude folgt. Jeder Impuls, der dem Schlagen
des Herzens entspricht, hat typischerweise eine Dauer von um
die 20 Millisekunden. Das Intervall zwischen den Schlagimpulsen
ändert sich typischerweise von um einer halben Sekunde bis auf
etwa 2 Sekunden.
Das vom Sensor 14 erhaltene Signal wird durch eine Entkopplung
54 geleitet, um versehentlich angelegte oder ungewollte exzessive
Spannungen daran zu hindern, zu den Elektronikteilen zu gelangen,
und um das Einwirken der Elektroniksystemsignale auf
die Trägerperson zu verhindern. Das Sensorsignal wird ferner
durch ein Bandpaßfilter 56 geleitet, um Rauschen auszuschließen,
das das Signal begleiten kann. Der Ausgang des Filters
wird an den Eingang eines Verstärkers 58 angelegt, um die
Signalstärke auf einen brauchbaren Wert zu verstärken. Der Ausgang
des Verstärkers wird an eine Schwellenwerteinrichtung 60
angelegt, die so eingerichtet ist, daß sie die signifikanten
Signalcharakteristiken erkennt, beispielsweise die Amplitude oder die
Zeitdauer. Das gefilterte und verstärkte Signal 62 ist in Fig. 5
gezeigt. Die Schwellenwerteinrichtung 60 ist in einer amplituden
responsiven Ausführung vorgesehen, und wie in Fig. 5 dargestellt
ist, erzeugt sie einen Rechteckwellenimpuls 64 in Abhängigkeit vom
Signal 62, das den Schwellenwert überschreitet. Zu beachten
ist, daß der Verstärker einen festliegenden Verstärkungsfaktor
hat, gefolgt von einer variablen Schwellenwerteinrichtung, oder
alternativ kann eine unveränderliche Schwellenwerteinrichtung
einem Verstärker mit veränderlicher Verstärkung folgen. Der Ausgang
der Schwellenwerteinrichtung 60 wird an einen Logikimpulsgeber
66 angelegt, der einen Logikimpuls DS konstanter Amplitude
und fixer Dauer erzeugt, wie das in Fig. 5 gezeigt ist,
und dieser entspricht jedem Impuls 64. Die Schwellenwerteinrichtung
60 und der Logikimpulsgeber 66 entsprechen dem Analog-Digital-
Umwandler 16, auf den in Verbindung mit Fig. 1 Bezug genommen
worden ist. Der Impuls DS hat eine Dauer von etwa 1 Millisekunde,
und er hat, wie in Fig. 5 angedeutet, eine Impulsdauer oder ein
Zeitintervall zwischen den Impulsen, die gleich dem Intervall
zwischen sukzessiven Schlägen des Herzens ist, das typischerweise
im Bereich von etwa einer halben Sekunde bis zwei Sekunden
liegen kann.
Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden ist, werden
die Logikimpulse DS an das digitale Datenverarbeitungssystem 18 für eine solche
Berechnung angelegt,
um zu bestimmen, ob ein Alarm- oder Notsignal der Zentralstation 12
zugesendet werden muß. Ein typisches Beispiel für die Datenverarbeitung,
die vom digitalen Datenverarbeitungssystem 18 in der Einzelüberwachungsstation 10
durchgeführt wird, wird nachstehend beschrieben. (Eine detaillierte
Beschreibung des digitalen Datenverarbeitungssystems 18 selbst folgt später.) Im
dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lebensfunktion, die
überwacht wird, der Herzschlag der Trägerperson, die die
Einzelüberwachungsstation 10 in der Form der Ferneinheit 30 nach Fig. 2 und
3 trägt. Die Datenverarbeitungsfunktion wird unter Bezugnahme
auf einen bestimmten Patienten (Trägerperson) in einem Krankenhaus
beschrieben. Es wird angenommen, daß der Arzt des Patienten
bestimmt hat, daß der Herzschlag des Patienten ständig überwacht
werden muß und daß der Zustand des Patienten ein solcher ist,
daß er der unmittelbaren Behandlung bedarf, falls sein Herzschlag auf
der Basis eines Zeitdurchschnittes unter 40 Schläge pro Minute
abfällt oder 120 Schläge pro Minute überschreitet. Ferner
schreibt der Arzt vor, daß der Herzschlag als ein Zeitdurchschnitt
bestimmt werden muß, wobei der Durchschnitt für eine Grundzeit
berechnet wird, die 8 sukzessiven Herzschlägen des Patienten
entspricht. Wenn die Schlagzahl des Herzens des Patienten
außerhalb des unteren oder oberen Grenzwertes liegt, die von
dem Arzt angegeben worden sind, muß die Ferneinheit 30 ein medizinisches
Notsignal senden, das nach medizinischer Hilfe ruft.
Zusätzlich zu der Patientenüberwachungsfunktion, die vom Arzt
vorgeschrieben wird, ist die Ferneinheit 30 zur Durchführung einer
Selbstprüffunktion und zur Meldung des Auftretens eines Defektes
eingerichtet, so daß ihre Fähigkeit zur Überwachung des
Zustandes eines Patienten zu allen Zeiten bekannt ist. Zu diesem
Zweck sind eine oder mehrere Selbstprüfmittel innerhalb der
Ferneinheit vorgesehen, und Signale werden entwickelt oder dem digitalen
Datenverarbeitungssystem 18 zugeleitet. Solche Signale werden vom digitalen Datenverarbeitungssystem 18
benutzt, um zu bestimmen, ob ein Defekt vorhanden ist, und wenn
das der Fall ist, wird ein Defektnotsignal an die Zentrale gesendet.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Einzelüberwachungsstation 10
(Armbandeinheit) unabhängig in der Lage zu bestimmen, ob der Zustand
des Patienten (Pulsfrequenz) innerhalb oder außerhalb der Grenzwerte
liegt, die vom Arzt vorgeschrieben sind. Diese Feststellung
wird an der Einzelüberwachungsstation 10 durch ein digitales
Datenverarbeitungssystem 18 vorgenommen, die die Erzeugung einer Signalgröße
enthält, die die Funktion von zwei oder mehr Variablen ist, und
diese werden mit einer oder mehreren Bezugsgrößen verglichen.
Die Vornahme dieser Datenverarbeitung an der Einzelüberwachungsstation 10
beseitigt die Notwendigkeit einer Kommunikation mit der Zentralstation
12 außer im Falle einer Notsituation. Insbesondere muß eine
Meldung bezüglich des Zustandes des Patienten nur dann vorgenommen
werden, wenn der Zustand außerhalb der vorgeschriebenen
Grenzwerte liegt. Dann ist es lediglich erforderlich, ein
Kennungscodewort oder -signal zu senden, das die Einzelüberwachungsstation
10 identifiziert, die den Alarm erzeugt, so daß die
Bedienungsperson an der Zentralstation 12 dem hilfsbedürftigen Patienten
medizinische Hilfe zukommen lassen kann. Darüber hinaus sendet
die Einzelüberwachungsstation 10 ein Notsignal, wenn die Selbstprüfmittel
der Einzelüberwachungsstation 10 signalisieren, daß ein Defekt in
der Einzelüberwachungsstation 10 vorhanden ist. In diesem Fall muß
lediglich ein Signal gesendet werden, das die Einzelüberwachungsstation 10
mit dem Defekt identifiziert, so daß die Bedienungsperson an
der Zentralstation 12 weiß, daß man sich auf die Einzelüberwachungsstation 10
nicht verlassen kann, bis der Defekt korrigiert ist. Im Falle
des medizinischen Alarms, d. h. dann, wenn die Impulsfrequenz
außerhalb der vorgeschriebenen Grenzwerte liegt, wird das Notsignal
T, das eine Gruppe von Kennungscodewörtern ist,
wiederholt unbegrenzt gesendet. Vorzugsweise wird das Notsignal
T wiederholt gesendet, bis den hilfsbedürftigen Patienten
medizinische Hilfe erreicht oder bis die Batterie 44′ leer ist und
die Ferneinheit 30 nicht mehr in der Lage ist, ein Senden fortzusetzen.
Bei einem Funktionsalarm, wenn ein Defekt in der
Einzelüberwachungsstation 10 auftritt, wird das Notsignal T eine endliche
Zahl gesendet, vorzugsweise viermal, und dann wird das Senden
beendet.
Diese Anordnung einschließlich der Datenverarbeitung an der
Einzelüberwachungsstation 10 und das Senden nur eines Kennungssignals
ermöglicht eine vereinfachte Signalgabe mit einem gemeinsamen
Signalkanal für alle Einzelüberwachungsstationen 10. Weil
keine Roh- oder Zwischendaten der Zentralstation 12 zugeleitet werden,
ist der Kommunikationskanal 22 passiv, bis ein Notfall in einer
der Einzelüberwachungsstationen 10 eintritt. Es gibt kein Problem mit
der Bandbreitenvorschrift für den Kommunikationskanal 22, und es
gibt kein Problem mit Kreuzmeldungen unter den verschiedenen
Sendestationen. Wenn gleichzeitige Notsendungen auftreten, wird
die Überlappung begrenzt (wie nachstehend noch zu beschreiben
sein wird), so daß beide Stationen identifiziert werden können.
Eine Verbindung zwischen einer Einzelüberwachungsstation
10 und der Zentralstation 12 ist in Fig. 6 und 7 gezeigt. Der
Radiosender 70 ist ein Impulscode-modulierter Sender mit einer
Trägerwelle mit einer zugewiesenen festen Frequenz. Die Trägerfrequenz
ist für alle Einzelüberwachungsstationen 10 gleich, die mit
derselben Zentralstation 12 in Verbindung stehen. Das digitale Datenverarbeitungssystem
18, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben worden ist,
bewirkt eine Steuerung der Meldung durch den Sender 70. Wenn
vom digitalen Datenverarbeitungssystem 18 ein Alarmsignal erzeugt wird, wird der Sender
70 eingeschaltet, und der Modulator desselben empfängt ein
Kennungscodewort in binärer Form in einer seriellen Zuleitung
der Codebits. Das Kennungscodewort wird dem Sender eine
endliche Zahl lang zugeleitet, z. B. achtmal, im Falle eines
Funktionsalarmsignals vom digitalen Datenverarbeitungssystem 18, und dann wird der Sender 70
abgeschaltet. Im Falle eines medizinischen Alarmsignals, das
vom digitalen Datenverarbeitungssystem 18 entwickelt wird, wird der Sender 70 eingeschaltet,
und das Kennungscodewort wird dem Modulator viele Male
zugeleitet, beispielsweise 16mal, gefolgt von einem
Verzögerungsintervall von beispielsweise einer Dauer von 4 Sekunden.
Die Gruppe von Kennungscodewörtern, jeweils gefolgt
von dem Verzögerungsintervall, wird unbestimmt oft
wiederholt gesendet. Jedes der Kennungscodewörter ist
ein binäres Wort, mit einem Identifiziercode ID und einem
Programmiercode Y. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das
Kennungscodewort ein 14-Bit-Wort mit 11 Bits, die dem
Identifiziercode ID zugehörig sind, der der betreffenden
Einzelüberwachungsstation 10 zugewiesen ist und der diese von den anderen
Einzelüberwachungsstationen 10 unterscheidet. Einige der 11 Bits des
Identifiziercodes ID können für einen Fehlerprüfcode verwendet
werden. Die verbleibenden 3 Bits in dem Kennungscodewort
werden dem Programmiercode Y zur Verwendung durch das
Datenverarbeitungssystem 18 zugewiesen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel spezifiziert
dieser Programmiercode Y die Zahl von Herzschlägen, die
als Basis für die Bestimmung der durchschnittlichen Herzschlagfrequenz
verwendet werden soll. Ein typisches Kennungscodewort
oder -signal, das vom Sender 70 gesendet wird, ist in Fig.
6 gezeigt, wobei die Zuordnung von Bits für den Identifiziercode
ID und den Programmiercode Y gezeigt ist.
Die Zentralstation 12 für das Überwachungssystem
ist in Fig. 7 gezeigt. Ein Radioempfänger
72 ist auf die Radiofrequenzträgerwelle abgestimmt,
die dem Überwachungssystem zugewiesen ist. Das Notsignal T wird
vom Radioempfänger 72 empfangen und demoduliert, und das entstehende
Kennungscodewort wird an den Eingang eines Entschlüsselers
74 angelegt, der das Codewort in ein Digitalsignal wandelt.
Der Entschlüsseler 74 weist Codesignal-Bestätigungsmittel auf, in
dem der empfangene Alarmcode in digitaler Form mit der Liste
von Alarmcodes verglichen wird, die den Einzelüberwachungsstationen 10
in dem System zugewiesen worden sind. Die vielen Wiederholungen
des gesendeten Codewortes werden miteinander verglichen, um die
Identifikation der Einzelüberwachungsstation 10 zu bestätigen, die das
Alarmsignal sendet. Der Entschlüsseler 74 wandelt das binäre
Codewort in ein entsprechendes entschlüsseltes Identifizierwort,
beispielsweise als eine Dezimalzahl, die der Einzelüberwachungsstation
10 zugewiesen ist. Alternativ kann der Entschlüsseler 74 das
binäre Codewort in den Namen des Patienten umsetzen. Der Entschlüsseler
74 erzeugt ein Ausgangssignal, das das entschlüsselte
Identifizierwort wiedergibt. Das Ausgangssignal vom
Entschlüsseler 74 wird an den Eingang einer Verriegelungsschaltung
76 angelegt, die das entschlüsselte Identifizierwort speichert,
das der Einzelüberwachungsstation 10 entspricht, welche durch das
Kennungscodewort dargestellt ist. Die Verriegelungsschaltung
76 ist mit einer Faltklappenanordnung vorzugsweise in der Form
einer Displayvorrichtung 78 verbunden, die beleuchtete Zeichen
erzeugt, die der Zahl oder dem Namen der Einzelüberwachungsstation 10
entsprechen, die das Alarmsignal gesendet hat. Die Displayvorrichtung
78 befindet sich innerhalb der Sicht der Bedienungsperson
der Zentralstation 12 und kann mit einem Tonalarm einhergehen, um
auf die Displayvorrichtung 78 aufmerksam zu machen.
Die Display-Vorrichtung 78 kann als eine Hauptdisplayvorrichtung
verwendet werden, um einen laufenden oder vorhandenen
Alarm zu signalisieren, und zwar in Verbindung mit mehreren
Hilfsdisplayvorrichtungen, um frühere Alarmgaben zu signalisieren.
Die Hauptdisplayvorrichtung, in relativ großer Ausführung,
erhält die Zahl oder den Namen der Einzelüberwachungsstation
10 direkt von der Verriegelungsschaltung 76 unmittelbar
bei Empfang des Notsignals. Die Zahl oder der Name wird in der
Hauptdisplayvorrichtung angezeigt, bis die Bedienungsperson den
Empfang des Alarms durch die Betätigung eines Schalters
bestätigt. Das bewirkt, daß die Zahl oder der Name in eine
Hilfsdisplayvorrichtung transferiert wird und daß die
Hauptdisplayvorrichtung geräumt wird. Die Zahl oder der Name wird in der
Hilfsdisplayvorrichtung angezeigt, bis ein Löschen von Hand erfolgt,
wenn der Notfall beseitigt ist.
Ehe eine der Einzelüberwachungsstationen 10 zur Überwachung der
Herzschlagfrequenz eines bestimmten Patienten in Betrieb gesetzt wird,
muß sie mit bestimmten Daten versehen werden, die sich auf den
zu überwachenden Patienten beziehen. Die Eingabe von Daten
wird durch Mittel
vorgenommen, die in Fig. 8 gezeigt sind. Allgemein gibt es
zwei Arten von Daten, die in die Einzelüberwachungsstation 10
eingegeben werden. Eine Art ist der Identifiziercode, der die
betreffende Einzelüberwachungsstation 10 identifiziert, folglich den
Patienten, dem sie zugewiesen ist. Die andere Art von Eingangsdaten
bezieht sich auf Größen der Überwachungsfunktionen. Insbesondere
für die Überwachung der Herzschlagfrequenz müssen die
zusätzlichen Grenzwerte der Herzschlagfrequenz vorgeschrieben werden.
Während diese Grenzwerte auf verschiedene Weise vorgeschrieben
werden können, z. B. als Schläge pro Minute oder als Herzschlagperiode,
ist es wünschenswert, einen durchschnittlichen Wert zu verwenden,
der über eine bestimmte Zeitdauer hinweg genommen ist.
Beispielsweise kann der zuständige Arzt für einen bestimmten
Patienten vorschreiben, daß ein Notsignal gesendet werden muß,
wenn die Herzschlagfrequenz des Patienten unter einen Durchschnitt
von 40 Schlägen pro Minute fällt oder wenn sie über einen
Durchschnitt von 120 Schlägen pro Minute ansteigt, wobei das Mittel
während der Zeitdauer der letzten 16 Schläge genommen wird. Diese
Zeitdauer zum Ableiten der durchschnittlichen Herzschlagfrequenz, die
hier als die Mittlungszeit bezeichnet wird, kann aus einem
großen Bereich von Werten ausgesucht werden.
Gemäß der Darstellung in Fig. 8 werden die Eingangsdaten für
das Programmieren der Einzelüberwachungsstation 10 durch eine von Hand
bediente Dateneingabevorrichtung 82 eingegeben, vorzugsweise in der
Form einer Tastatur. Das Kennungscodewort ID+Y für die
Einzelüberwachungsstation 10 wird in einer Folge bitweise in einen
Speicherabschnitt, beispielsweise ein Verschieberegister, des
integrierten Schaltkreisplättchens eingegeben. Das Programmierwort
Y besteht aus drei Bits, die den Wert der Mittlungszeit
mit 1, 2, 4, 8, 16 oder 32 Herzschlagperioden spezifizieren. Ferner
nimmt die Dateneingabevorrichtung 82 die Spezifikation der
unteren und oberen Grenzwerte der Herzschlagfrequenz auf. Dieser
Eingang erfolgt in der Form eines Datenwortes B, das aus 14
binären Bits besteht, wobei der untere Grenzwert in den ersten
7 Bits ausgedrückt wird und der obere Grenzwert in den letzten
7 Bits ausgedrückt wird. Die Dateneingabe für das Datenwort B
wird zweckmäßig in Herzschlägen pro Minute an der Tastatur ausgedrückt.
Der Ausgang der Dateneingabevorrichtung 82 wird an einen
Wandler 84 geleitet, der für ein Wandeln der Eingangsdaten in
das Format sorgt, das vom digitalen Datenverarbeitungssystem 18 benötigt wird. Der ID-
Code und der Programmiercode Y werden direkt vom Wandler 84 an
einen Eingeber 86 geleitet. Der Eingeber 86 liefert das Datenwort
ID+Y in einer Folge dem zugewiesenen Register im digitalen
Datenverarbeitungssystem 18 zu.
Das Datenwort B, das den unteren und oberen Grenzwert der
Herzschlagfrequenz angibt, kann auch direkt an den Eingeber 86 geliefert
werden, der in Funktion setzbar ist, um das Datenwort B in
einer Folge dem zugewiesenen Speicherregister des digitalen Datenverarbeitungssystems 18
zuzuleiten. Zum Zwecke eines hohen Maßes an Genauigkeit in der
Zeitgabefunktion der Einzelüberwachungsstation 10 sind jedoch zusätzliche
Mittel vorgesehen, um die Einzelüberwachungsstation 10 mit dem Datenwort
B zu füttern. Weil die Herzschlagfrequenz von kritischer Bedeutung
in der Einzelüberwachungsfunktion 10 ist, muß sie an der
Einzelüberwachungsstation 10 genau gemessen werden. Das könnte zwar mit einem lokalen
Präzisionsoszillator oder einer Präzisionsuhr in der Einzelüberwachungsstation
10 erreicht werden, diese Einrichtungen sind aber
teuer und aufwendig, was die Einzelteile und den Platzbedarf
anbelangt. Anstelle einer Präzisionsuhr ist ein Oszillator mit
einer relativ breiten Frequenztoleranz vorgesehen, und dessen
Ausgang wird mit einem Präzisionszeitgeber vor dem
Eingeben des Datenworts B in die Einzelüberwachungsstation 10 verglichen.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird das Datenwort B dem Wandler
84 zugeleitet, und dessen Ausgang wird an einen Zeitgeber
88 angelegt. Die ersten 7 Bits des Wortes B spezifizieren
den unteren Grenzwert der Herzschlagfrequenz in Schlägen pro Minute,
was natürlich einer Herzschlagperiode entspricht, die in einer
endlichen Zahl von Millisekunden ausgedrückt wird. Der
Wandler 84 legt ein Signal an den Zeitgeber 88 an, das die
Herzschlagperiode anzeigt, und der Zeitgeber 88 erzeugt ein
Ausgangssignal der spezifizierten Dauer. Dieses Zeitbasissignal
wird an den Eingang eines Zählers 90 angelegt, um den Zähler 90 für
die Dauer des Zeitbasissignals einzuschalten. Während dieses
Eingebevorgangs läuft der Zeitgeberoszillator in der Einzelüberwachungsstation
10, und das Niederfrequenzzeitgebersignal CLL wird an
den Zähleingang des Zählers 90 angelegt. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel hat das Niederfrequenzzeitgebersignal eine
nominale Frequenz von 80 Hz, und üblicherweise unterscheidet
sich die Frequenz einer bestimmten Überwachungsstation von der
nominellen Frequenz um bis zu 10%. Während des Zeitbasissignals
vom Zeitgeber 88 sammelt sich im Zähler 90 eine Zählung an, die
gleich der Zahl der Niederfrequenzzeitgeberimplse ist, die
während der spezifizierten Periode für den unteren Grenzwert
auftreten. Es kann beispielsweise angenommen werden, daß der
Niederfrequenzzeitgeber eine nominelle Frequenz von 80 Hz hat
und daß der untere Frequenzwert, der von dem zuständigen Arzt
für den bestimmten Patienten spezifiziert worden ist, 48 Herzschläge
pro Minute beträgt, was einer Pulszeit von 1,25 Sekunden
entspricht. Der Zeitgeber 88 erzeugt entsprechend einen
Zeitgabeimpuls von einer Dauer von 1,25 Sekunden mit einem hohen
Maß an Genauigkeit. Während dieses Zeitgabeimpulses erreicht der
Zähler 90 eine Zählung von 110, und das bedeutet, daß der
Niederfrequenzzeitgeber um 10% vorgeht und daß der in der
Einzelüberwachungsstation 10 zu bestimmende untere Grenzwert eine
Niederfrequenzzeitgeberimpulszählung von 110 ist. Die gleichen Mittel
und das gleiche Verfahren werden für das Festlegen des oberen
Grenzwerts für die Herzschlagfrequenz in der Einzelüberwachungsstation 10
benutzt. Der Ausgang des Zählers 90 wird an den Eingeber 86
angelegt, der einen Unterwertcode und einen Oberwertcode in ein
zugewiesenes Verschieberegister im Datenverarbeitungssystem eingibt.
Nachdem die Einzelüberwachungsstation 10 mit den erforderlichen Daten
gefüttert worden ist, ist es
wünschenswert, die Einzelüberwachungsstation 10 auf eine ordnungsgemäße
Funktion zu prüfen, ehe sie am zugewiesenen Patienten in Betrieb
gesetzt wird. Dieses Testen wird in einer Weise durchgeführt,
die durch das Flußdiagramm nach Fig. 9 angezeigt
ist. Die Einzelüberwachungsstation 10, die zu prüfen ist, wird mit
einem Körpersignalsimulator 92 verbunden, der im dargestellten
Ausführungsbeispiel simulierte elektrische Herzschlagsignale
an die beiden Elektroden 44, 46 der Einzelüberwachungsstation sendet. Die
simulierten Herzschlagsignale werden mit verschiedenen Werten
unter der Kontrolle eines Regelsignalgenerators 94 angelegt.
Eine Programmsteuereinheit 96 liefert ein Steuersignal an den
Regelsignalgenerator 94, um die Signaländerung zu bewirken und
um folglich eine Änderung der simulierten Herzschlagsignale
entsprechend einem bestimmten Programm zu bewirken. Die
Einzelüberwachungsstation 10 spricht auf die simulierten
Herzschlagsignale an, und wenn sie ordnungsgemäß funktioniert, sendet sie
den medizinischen Alarm dann, wenn die Herzschlagfrequenz aus den
Grenzwerten herausfällt, und sie sendet einen Funktionsalarm
bei einem Defekt in der Einzelüberwachungsstation 10. Wenn die simulierte
Herzschlagfrequenz innerhalb der unteren und oberen Grenzwerte bleibt
und kein Defekt vorhanden ist, sendet die Einzelüberwachungsstation 10
kein Signal aus. Die Zentralstation 12 spricht auf irgendeinen
gesendeten medizinischen oder funktionellen Alarm an, und der
Ausgang der Verriegelungsschaltung 76, die den Empfang des einen
oder des anderen eines solchen Alarms anzeigt, wird an die
Programmsteuereinheit 96 angelegt. Die Programmsteuereinheit 96
führt einen Vergleich zwischen dem Istausgang von der
Einzelüberwachungsstation 10 und einem Ausgang durch, der durch das simulierte
Herzschlagsignal hätte erzeugt werden müssen.
Wenn der Istausgang und der programmierte Ausgang gleich sind,
arbeitet die Einzelüberwachungsstation 10 ordnungsgemäß, und die
Programmsteuereinheit 96 erzeugt ein Ausgangssignal, das die
ordnungsgemäße Funktion anzeigt. Dieses Ausgangssignal wird an einen
Anzeiger 98 angelegt, der anzeigt, daß die Einzelüberwachungsstation 10
das Prüfprogramm durchlaufen hat.
Ehe die Einzelheiten des digitalen Datenverarbeitungssystems 18 in der Einzelüberwachungsstation 10
beschrieben werden, dürfte es nützlich sein, das Impulsdiagramm
nach Fig. 10 zu betrachten. Wie vorstehend erörtert, erzeugt
der Analog-Dialog-Umwandler 16 ein Logiksignal DS, bestehend
aus einer Folge von Logikimpulsen 68, von denen jeder einem
Herzschlagsignal entspricht, das vom Sensor 14 erzeugt worden
ist. Die Logikimpulse 68 haben eine Impulsdauer von etwa einer
Millisekunde, und werden durch eine Impulsperiode getrennt,
die sich von etwa einer halben Sekunde bis zu etwa
zwei Sekunden ändern kann. Wie in Fig. 10 angezeigt ist, wird
bei der grafischen Wiedergabe des logischen Signals CZ die
Berechnung durch das Datenverarbeitungssystem 18 innerhalb einer Zeitdauer
von etwa 2 Millisekunden durchgeführt, beginnend mit der
vorderen Flanke des Logikimpulses 68. Die Berechnung
wird also intermittierend durchgeführt, d. h. an im Abstand
liegenden Zeitintervallen am Ende jeder Impulsperiode. Die
Berechnungsperiode beträgt weniger als 2 Millisekunden,
während die Impulsperiode hunderte Male länger ist. Es ist
jedoch zu beachten, daß eine Berechnung sofort nach Empfang eines
zusätzlichen Datenschritts durchgeführt wird, nämlich nach
jeder Messung der Herzschlagfrequenz, die von dem letzten Herzschlag
abgeleitet wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 10 ist zu beachten, daß die
Herzschlagfrequenz kontinuierlich durch Zählen der Zahl der
Niederfrequenzzeitgeberimpulse CLL gemessen wird, die in jeder der
Impulsperioden auftreten. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, hat jeder
Zeitgeberimpuls eine Dauer, die um ein Mehrfaches größer als
die Dauer der Logikimpulse 68 ist. Beispielsweise kann bei einer
Impulsfrequenz von 80 Hz die Zeitgeberimpulsperiode
12,5 Millisekunden und die Impulsdauer etwa 6 Millisekunden
betragen. Im Ausführungsbeispiel, das durch Fig. 10 dargestellt
ist, hat die Impulsperiode Nr. 1 eine solche Zeitdauer, daß der
Zähler 90 für die Niederfrequenzzeitgeberimpulse CLL eine Zählung
C 1 sammelt; während der anschließenden kürzeren Impulsperiode
2 beträgt die akkumulierte Zählung C 2.
Während der Berechnungsperiode berechnet das Datenverarbeitungssystem 18 durch
Mittel, die noch zu beschreiben sein werden, die durchschnittliche
Zahl von Niederfrequenzzeitgeberimpulsen pro Impulsperiode
über eine spezifizierte Zahl von Perioden hinweg, beispielsweise
8 Impulsperioden. Das Datenverarbeitungssystem 18 vergleicht auch während der
Berechnungsperiode die berechnete durchschnittliche Zahl von Niederfrequenzzeitgeberimpulsen CLL mit den vorgeschriebenen unteren
und oberen Grenzwerten, ausgedrückt in der Zahl der Zeitgeberimpulse,
und wenn sie außerhalb der Grenzwerte liegt, wird ein
medizinisches Alarmsignal ALA erzeugt. Wie in Fig. 10 gezeigt
ist, entsteht das Alarmsignal ALA am Ende der Impulsperiode Nr. 2,
während der die Zählung C 2 der Niederfrequenzzeitgeberimpulse
CLL signifikant in bezug auf die vorhergehenden Impulsperioden
abfällt. Das zeigt eine signifikante Erhöhung in der Herzschlagfrequenz
und vermutlich im dargestellten Ausführungsbeispiel ein
Abfallen der durchschnittlichen Zählung während der Berechnungsperiode
2 unter den unteren Grenzwert. Das läßt das Alarmsignal ALA
entstehen. Bei Auftreten des Alarmsignals ALA bewirkt das digitale
Datenverarbeitungssystem 18 während der Berechnungsperiode das Senden eines Notsignals
T von der Einzelüberwachungsstation 10 zur Zentralstation 12. Dieses Notsignal T
hat, wie in Fig. 10 angezeigt ist, für einen medizinischen Alarm
eine Zeitdauer, die lang in bezug auf die Berechnungsperiode ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht, wie vorstehend
erwähnt, das Notsignal T aus einer Folge von sukzessiven
Kennungscodewörtern. Diese Folge von Kennungscodewörtern,
die als Kennung bezeichnet wird, wird gefolgt von einem
Verzögerungsintervall, ehe eine weitere Kennung gesendet wird, und
dieses Muster wird unbestimmt lange wiederholt. Wie in Fig. 11
gezeigt ist, besteht jede Kennung aus 16 Kennungscodewörtern,
und, wie vorstehend erwähnt, jedes Kennungscodewort
besteht aus 14 Bits. Jeder Kennung folgt, wie dargestellt,
ein Verzögerungsintervall von 4 Sekunden oder mehr, ehe die anschließende
Kennung gesendet wird. Bei einem Defekt im digitalen Datenverarbeitungssystem 18 wird, was
noch zu erörtern sein wird, ein Funktionsalarmsignal AL′ vom digitalen
Datenverarbeitungssystem 18 während der Berechnungsperiode erzeugt, und dieses
Signal bewirkt das Senden eines Funktionsalarms.
Der Funktionsalarm besteht aus einer einzigen Kennung,
die aus vier Kennungscodewörtern zusammengesetzt
ist. Dieser Funktionsalarm wird zwischen den Logikimpulsen
68 nicht wiederholt. Wenn der Defekt jedoch bestehen bleibt,
bewirkt nach dem anschließenden Logikimpuls 68 das Datenverarbeitungssystem
18 ein erneutes Senden des gleichen Funktionsalarms.
Zur Beschreibung des digitalen Datenverarbeitungssystems 18 wird auf Fig. 12, 13 und 14
Bezug genommen, die zusammen das Datenverarbeitungssystem 18 im Blockdiagramm darstellen.
Allgemein weist das Datenverarbeitungssystem 18 einen Zeitgabe- und
Steuerabschnitt 102 (in Fig. 13 dargestellt), einen
Rechner 104 (in Fig. 12 dargestellt) und, wie in Fig. 14
dargestellt, einen medizinischen Alarmabschnitt 106, einen
Funktionsalarmabschnitt 108 und einen Alarmsender- und
Steuerabschnitt 110 auf. Der Rechner 104 weist einen
Auf/Ab-Zähler 112 auf, der zum Akkumulieren der Zählung von
Niederfrequenzzeitgeberimpulsen CLL verwendet wird, die während einer
spezifizierten Zahl von Herschlägen oder Impulsperioden auftreten.
Der Zähler 112 ist mit einem Zähleingang versehen,
der ein Zeitgebersignal CLA von einem Auf/Ab-
Zeitgeber 113 empfängt. Dieser Zeitgeber 113 hat einen Eingang, der
ein Niederfrequenzzeitgebersignal CLL und ein Hochfrequenzzeitgebersignal
CLD von dem Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102
empfängt, der noch zu beschreiben sein wird. Darüber hinaus
empfängt der Auf/Ab-Zeitgeber 113 ein Zählnullsignal CZ von einem
voreingestellten Ab-Zähler 118 in dem Rechner 104.
Der Auf/Ab-Zähler 113 kombiniert die Eingangssignale, um ein
Zeitgebersignal CLA entweder mit hoher Frequenz oder
mit niedriger Frequenz zu erzeugen, und zwar entsprechend der
folgenden logischen Gleichung:
CLA = CZ · CLL + · CLD
Der Auf/Ab-Zähler 112 weist Bitpositionen A 1 bis A 12 auf. Die
Positionen A 6 bis A 12 speichern die vorhandene Zählung in binärer
Form, und die Positionen A 1 bis A 5 speichern das Datenwort W,
das noch zu erörtern sein wird. Der Auf/Ab-Zähler 112 ist mit
parallelen Ausgängen versehen, die den jeweiligen Bitpositionen
A 6 bis A 12 entsprechen. Diese parallelen Ausgänge
sind mit dem Ab-Zähler 118 und mit einem Register
120 verbunden, um einen parallelen Eingang der in dem Auf/Ab-Zähler 112 gespeicherten Bits in den Ab-
Zähler 118 und in das Register 120 zu ermöglichen.
Der Auf/Ab-Zähler 112 wird benutzt, um
die Zahl der Niederfrequenzzeitgeberimpulse CLL
über eine spezifizierte Zahl von Impulsperioden des Logiksignals DS
zu mitteln. Das geschieht durch eine Binärteilung,
indem effektiv Bits des Dividenden zur
am wenigsten signifikanten Bitposition hin um den Numerus der
Bitpositionen entsprechend dem Teiler verschoben werden. Beim
Auf/Ab-Zähler 112 ist der Dividend die gesamte vorhandene Zählung,
die durch die Bits in den Bitpositionen A 6 bis A 12 wiedergegeben
ist. Der Teiler wird dem Auf/Ab-Zähler 112 durch Eingänge
zugeleitet, die das Datenwort W von einem Entschlüsseler 121
empfangen, der den Programmiercode Y von einem Register
122 erhält. Wie vorstehend erörtert, ist der Programmiercode Y
ein Teil des Kennungscodewortes ID+Y, bei dem ID der
Identifiziercode mit 11 Bits ist. Der Programmiercode Y besteht
aus 3 Bits und spezifiziert die Zahl der Herzschläge, die als
Basis für die Bestimmung der durchschnittlichen Herzschlagfrequenz zu
verwenden ist. Der Entschlüsseler 121 erzeugt das Datenwort
W, das auf 6 Bits in Bitpositionen W 0 bis W 5 besteht. Der
Auf/Ab-Zähler 112 ist mit parallelen Eingängen versehen, die
den Bitpositionen A 1 bis A 5 entsprechen. Diese Eingänge
sind mit jeweiligen Ausgängen des Entschlüsselers 121
verbunden. Im Datenwort W ist nur einer der Bits eine binäre 1,
und dessen Bitposition bestimmt den Wert des Teilers, der 1,
2, 4, 8, 16 oder 32 ist, wenn die binäre 1 sich in den Bitpositionen
W 0 bis W 5 befindet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Bit W 3 eine binäre 1, und folglich ist der Auf/
Ab-Zähler 112 so eingestellt, daß er durch 4 teilt. Diese Teilung
wird dadurch erreicht, daß die 3 am wenigsten signifikanten Bits
der gesamten vorhandenen Zählung weggelassen werden, um den
Quotienten zu erhalten, der die durchschnittliche Zählung ist.
Diese durchschnittliche Zählung wird abgelesen und dem Ab-Zähler
118 und dem Register 120 gemeldet. Die durchschnittliche
Zählung wird parallel dem Ab-Zähler 118 und dem Register
120 in Abhängigkeit von einem Paralleltransfersignal PT zugesendet,
das an den Ab-Zähler 118 und das Register 120 angelegt wird.
Das bewirkt eine Übertragung in die Bitpositionen a₁ bis a₇ nach
der folgenden Beziehung:
a i = A (i+5)
wobei i = irgendeine ganze Zahl zwischen
1 und 7 ist.
Entsprechend bewirkt der parallele Transfer eine Übertragung
des Bits in der Position A 6 in die Bitposition a₁ usw. Der Auf/
Ab-Zähler 112 hat einen Überlaufausgang, der ein Signal
OF erzeugt, wenn der Zähler voll und damit nicht in der Lage
ist, eine weitere Zählung zu registrieren.
Der Ab-Zähler 118 ist, wie vorstehend erwähnt, zum Empfang
der letzten durchschnittlichen Zählung der
Niederfrequenzzeitgeberimpulse CLL im parallelen Eingang eingerichtet, die während einer
Impulsperiode auftreten. Der Ab-Zähler 118 hat voreingestellte
Eingänge, die die durchschnittliche Zählung empfangen,
die durch die Bits in den Bitpositionen a₁ bis a₇ wiedergegeben
sind, und der Ab-Zähler 118 ist so eingerichtet, daß er diesen
Eingang durch ein paralleles Transfersignal PT annimmt, das
an einen Freigabeeingang angelegt wird. Der Ab-Zähler 118 hat
ferner einen Zähleingang, der ein Hochfrequenzzeitgebersignal CLD
von dem Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 empfängt. Der Ab-
Zähler 118 hat einen Ausgang, der ein Zählnullsignal CZ
erzeugt, wenn die Zahl der Ab-Zeitgeberimpulse, die an den
Ab-Zähler 118 angelegt werden, gleich der eingestellten Zählung ist.
Das Register 120 ist zum parallelen Eingang durch einen
Satz von Eingängen eingerichtet, die die durchschnittliche
Zählung in der Form der Bits in den Bitpositionen
a₁ bis a₇ empfangen. Das Register 120 hat einen Freigabeeingang,
der das parallele Transfersignal PT empfängt, das das
Register 120 in einen Zustand zum Empfang der durchschnittlichen
Zählung bringt. Das Register 120 ist für einen Serienausgang
eingerichtet und ist mit einem Eingang
versehen, der ein Signal S von dem Zeitgabe- und
Steuerabschnitt 102 erhält. Der Ausgang des Registers 120
erzeugt ein Signal ai (das von der Bitposition a₇ genommen wird),
das in der Zeitsequenz als ein Reihenausgang jedem sukzessiven
Bit in dem Register gleich wird, und zwar unter der Kontrolle
des Signals S. Das Register 120
wandelt den parallelen Eingang in einen Reihenausgang
und liefert Bit um Bit die durchschnittliche
Zählung, die im Auf/Ab-Zähler 112 gespeichert ist, einer
Vergleichseinrichtung 124 zu.
Die durchschnittliche Zählung während jeder Berechnungsperiode
ist mit den spezifizierten unteren und oberen Grenzwerten für
die durchschnittliche Zählung zu vergleichen. Ein Register
126 in Reiheneingang-Reihenausgangausführung ist
vorgesehen, um die unteren und oberen Grenzwerte der
durchschnittlichen Zählung festzuhalten. Dieses Register 126 hat einen
Dateneingang, der ein Datensignal B empfängt, das in
binärer Form die unteren und oberen Grenzwerte darstellt. Wie
vorstehend erwähnt, wird das Datensignal B in das Register 126
während des Programmierens der Einzelüberwachungsstation 10 eingegeben.
Das Register 126 weist einen Eingang auf, der ein Eingabesignal
F erhält, das das Register 126 in einen Zustand zum Empfang des Datensignals B versetzt.
Das Register 126 wird mit zwei Datenworten
gefüttert, nämlich dem unteren Grenzwert der durchschnittlichen
Zählung, der durch die ersten 7 Bits wiedergegeben
ist, und dem oberen Grenzwert der durchschnittlichen
Zählung, der durch die letzten 7 Bits des Datensignals B
wiedergegeben ist. Das untere Grenzwertdatenwort wird in die
Bitposition l₁ bis l₇ im Register 126 eingegeben und das obere
Grenzwertdatenwort wird in die Bitpositionen h₁ bis h₇ in das
Register 126 eingegeben. Die Bits jedes Wortes sind in fallender
Signifikanzfolge angeordnet. Das Register 126 hat einen
Serienausgang für das Ausgangssignal b i , das aus der Bitposition
l₇ genommen wird. Das Reihenausgangssignal b i wird in
der Zeitfolge jedem sukzessiven Bit im Register 126 gleich, und
zwar unter der Steuerung des Signals S. Ein Eingang
des Registers 126 empfängt das Signal S von
dem Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102. Der Ausgang des Registers
126 wird Bit um Bit der Vergleichseinrichtung 124 zugeleitet.
Die Vergleichseinrichtung 124 ist eine Bit-um-Bit-Vergleichseinrichtung und hat zwei
Eingänge, die, wie vorstehend erwähnt, jeweils das
Signal a i vom Register 120 und das Signal b i vom
Register 126 empfangen. Die Vergleichseinrichtung 124 bestimmt, ob die
durchschnittliche Zählung vom Speicherregister kleiner als der
untere Grenzwert oder größer als der obere Grenzwert ist, und
wenn das der Fall ist, erzeugt sie ein Signal, das anzeigt, daß
einer der spezifizierten Grenzwerte überschritten worden ist.
Weil beide Register 120 und 126 unter der Steuerung desselben
Signals S verschoben werden, ist der Transfer der Bits
a i mit dem Transfer der Bits b i synchronisiert. Entsprechend
wird der erste Bit (der signifikanteste Bit) der durchschnittlichen
Zählung vom Register 120 der Vergleichseinrichtung 126 zur gleichen
Zeit mit dem ersten Bit (signifikantesten Bit) des unteren
Grenzwertdatenworts vom Register 126 zugeleitet. Entsprechend
wird die durchschnittliche Zählung Bit um Bit mit dem oberen
Grenzwertdatenwort verglichen. Die Vergleichseinrichtung 124 umfaßt zwei
Eingänge,
die jeweils Prüfniedrig- und Prüfhochsignale TL bzw. TH von dem Zeitgabe-
und Steuerabschnitt 102 erhalten. Die Vergleichseinrichtung 124 weist ferner
ein Ausgangsterminal auf, das ein Alarmsignal AL erzeugt, das
noch zu beschreiben sein wird. Während des TL-Signals, das
eine binäre 1 während der 7. Zählung des Programmzählers 134 ist
(der nachstehend beschrieben wird), erzeugt die Vergleichseinrichtung
124 ein Alarmsignal AL in einer binären 1 an seinem
Ausgang nur dann, wenn ein Bit in dem durchschnittlichen
Zählsignal a i kleiner als der entsprechende Bit in dem unteren
Grenzwertdatenwort ist, d. h. wenn der erstere eine binäre Null
ist, wenn der letztere eine binäre Eins ist, Weil die Bits in
einer fallenden Signifikanzfolge verglichen werden, bestimmt
das erste Auftreten eines Bits im Signal a i , das kleiner als
der entsprechende Bit im Signal b i ist, daß die durchschnittliche
Zählung kleiner als der untere Grenzwert ist. Das Prüfhochsignal
TH ist eine binäre 1 während der 15. Zählung des
Programmzählers 134, und es bewirkt, daß die Vergleichseinrichtung 124 ein
Alarmsignal AL in einer binären 1 nur dann erzeugt, wenn ein
Bit in der durchschnittlichen Zählung größer als ein
entsprechender Bit in dem oberen Grenzwertdatenwort ist. Die
Vergleichseinrichtung 124 weist Verriegelungen L 1 und L 2 auf, die selektiv
entsprechend dem Bitvergleich eingestellt werden und die durch
eine Rückstellstufe 129 zurückgestellt werden, die mit der
Vergleichseinrichtung 124 verbunden ist. Die Verriegelungen L 1 und L 2 sind so
quergekoppelt, daß nur eine zur Zeit eingestellt werden kann.
Die logische Beziehung zwischen den Verriegelungen
und der Rückstellstufe 129 wird nachstehend im Zusammenhang mit dem
Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 beschrieben. Der Ausgang der
Vergleichseinrichtung 124 wird an einen medizinischen Alarmabschnitt 106
geliefert, der nachstehend beschrieben wird.
Der oben beschriebene Rechner 104
führt seine Funktionen unter der Steuerung des Zeitgabe-
und Steuerabschnitts 102 aus, der in Fig. 13 gezeigt ist. Der
Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 weist einen Hochfrequenzzeitgeber 114
auf, der ein Hochfrequenzzeitgebersignal CLH erzeugt, das im
dargestellten Ausführungsbeispiel eine Frequenz von 20 kHz hat.
Dieses Hochfrequenzzeitgebersignal CLH wird an den Eingang eines
Niederfrequenzzeitgebers 116 angelegt, der in Niederfrequenzzeitgebersignal
CLL erzeugt, das eine nominelle Frequenz von 80 Hz im dargestellten
Ausführungsbeispiel hat. Der Ausgang des Niederfrequenzzeitgebers
116 wird an den Eingang eines Auf/Ab-Zeitgebers 113 angelegt.
Das Hochfrequenzzeitgebersignal CLH ist in dem
Impulsdiagramm in Fig. 15 wiedergegeben. Die verbleibenden Stufen
des Zeitgabe- und Steuerabschnitts 102, wie in Fig. 13 dargestellt,
werden unter Bezugnahme auf das
Impulsdiagramm beschrieben. Wie zu sehen ist, gibt dieses
Impulsdiagramm die Hochfrequenzzeitgeberzyklen der Berechnungsperiode
wieder, und es ist natürlich im geeigneten Maßstab gezeichnet,
um Impulsfrequenzen zu zeigen, die mit dem Hochfrequenzzeitgeber
114 vergleichbar sind. Aus der Zeitskala in Fig. 15 ist zu
sehen, daß der Berechnungszyklus, der durch das
Impulsdiagramm wiedergegeben ist, weniger als 2 Millisekunden dauert.
Die maximale Zeit für einen Berechnungszyklus im dargestellten
Ausführungsbeispiel beträgt weniger als 6 Millisekunden.
Die Frequenz des Hochfrequenzzeitgebersignals CLH bestimmt die
Arbeitsgeschwindigkeit des Berechnungszyklus. Während eine
Frequenz von 20 kHz im dargestellten Ausführungsbeispiel
verwendet wird, gibt es Anwendungsfälle, insbesondere im
Industriebereich, bei denen die Frequenz bis zu 5 mHz betragen kann. Im
Impulsdiagramm sind die Signale durch zugewiesene Symbole am
linken Ende der Abszisse identifiziert. Die Signaldefinitionen
werden in der folgenden Beschreibung geliefert.
Der Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 weist eine Startstufe 130
auf, die zum Einleiten des Berechnungszyklus in Abhängigkeit von
einem Logiksignal DS von dem Logikimpulsgeber 66 nach Fig. 4
eingerichtet ist. Die Startstufe 130 hat ein Signaleingangsterminal,
das das Logiksignal DS empfängt, und ferner
einen Rückstelleingang, der ein Zeitgabesignal Q 0 von einem
Programmzähler 134 empfängt. Die Startstufe 130 erzeugt ein
Startsignal Qs an ihrem Ausgang, das an den Programmzeitgeber
132 angelegt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 ist anzumerken, daß das Startsignal
Qs ein Impuls ist, der mit dem Logikimpuls 68 hoch wird und
der hoch bleibt, bis die Startstufe 130 durch den Zeitgabeimpuls
Q 1 zurückgestellt wird. Das Startsignal Qs bleibt dann während
des Rests der Berechnungsperiode niedrig.
Eine Sekundärstartstufe 137 ist vorgesehen, um den Programmzeitgeber
132 unter bestimmten Voraussetzungen einzuschalten oder
erneut zu starten, bei denen das Startsignal Qs nicht vorhanden
ist. Wie noch zu sehen sein wird, ist ein Programmzeitgebersignal
CLP erforderlich, um ein Erzeugen von bestimmten
anderen Zeitgabe- und Steuersignalen zu bewirken, nachdem der
Anfangsprogrammzyklus abgeschlossen ist. Das geschieht nach dem
Auftreten eines Alarmsignals AL. Darüber hinaus muß der
Programmzeitgeber 132 bei Fehlen eines Logikimpulses DS eingeschaltet
werden, falls der Auf/Ab-Zähler 112 ein Überlaufsignal OF erzeugt
(das noch zu beschreiben sein wird); ferner muß während des
Programmierens der Einzelüberwachungsstation 10, wenn ein Eingabesignal
F angelegt wird, der Programmzeitgeber 132 eingeschaltet werden,
auch wenn kein Logikimpuls DS vorhanden ist. Entsprechend hat
die Sekundärstartstufe 137 Eingang, die jeweils ein
medizinisches Alarmsignal ALA von dem medizinischen
Alarmabschnitt 106, ein Funktionsalarmsignal ALC vom
Abschnitt 108, ein Überlaufsignal OF von dem Auf/Ab-Zähler 112
und ein Eingabesignal F empfangen, das von außen angelegt wird.
Die Sekundärstartstufe 137 erzeugt ein Sekundärstartsignal ST
an ihrem Ausgang durch Kombinieren der Eingangssignale
entsprechend der folgenden logischen Gleichung:
ST = ALA + ALC + F + OF
Um die Zeitgabe für den Programmzyklus des digitalen Datenverarbeitungssystems 18 zu
schaffen, sind der Programmzeitgeber 132 und der Programmzähler
134 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
das Programm für das Datenverarbeitungssystem 18 aus 16 Schritten, und der Programmzeitgeber
132 ist zur Erzeugung eines 16-Bit-Zeitgeberzyklus
eingerichtet, der durch das Programmzeitgebersignal CLP
dargestellt ist, und zwar in Abhängigkeit von jedem Startsignal Qs
von der Startstufe 130 oder in Abhängigkeit von einem
Sekundärstartsignal ST von der Sekundärstartstufe 137. Der 16-Bit-
Programmzyklus ist mit jedem Programmzeitgeberimpuls mit sukzessiven
Hochfrequenzzeitgeberimpulsen synchronisiert. Zu diesem Zweck
hat der Programmzeitgeber 132 einen Eingang, der das
Startsignal Qs erhält, einen Eingang, der das Sekundärstartsignal
ST erhält, und einen weiteren Eingang, der
das Hochfrequenzzeitgebersignal CLH erhält. Der Programmzeitgeber
132 hat ferner Eingänge, die Zeitgabesignale
Q 0, Q 1, Q 2 und Q 3 vom Programmzähler 134 erhalten. Der Programmzeitgeber
132 erzeugt das Programmzeitgebersignal CLP durch
Kombinieren der Eingangssignale nach der folgenden logischen
Gleichung:
CLP = (CLH) · (Qs + Q 0 + Q 1 + Q 2 Q 3 + ST)
Unter Bezugnahme auf das Zeitgabediagramm nach Fig. 15 ist zu
bemerken, daß das Programmzeitgebersignal CLP aus 16 Impulsen
synchron zu den Hochfrequenzzeitgeberimpulsen besteht, wobei der
erste Impuls zur gleichen Zeit hoch geht, zu der der erste
Hochfrequenzzeitgeberimpuls hoch geht, und zwar nachdem
das Startsignal Qs hochgeht. Das bewirkt, daß
die erste Stufe des Programmzählers 134 den ersten Impuls des
Zeitgabesignals Q 0 erzeugt, der hoch geht, wenn der
Programmzeitgeberimpuls niedrig ist, und der niedrig ist, wenn der
zweite Programmzeitgabeimpuls niedrig ist. Die zweite Stufe
des Programmzählers 134 erzeugt das Zeitgabesignal Q 1 in
Abhängigkeit von Q 0. Der erste Impuls von Q 1 ist hoch, wenn der
erste Impuls von Q 0 niedrig ist, und Q 1 wird niedrig, wenn der
zweite Impuls von Q 0 niedrig ist. Die Zeitgabesignale Q 2 und
Q 3 werden durch die dritten und vierten Stufen des Programmzählers
134 in entsprechender Weise erzeugt.
Der Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 umfaßt eine
Paralleltransferstufe 136, die so eingerichtet ist, daß sie ein
Paralleltransfersignal PT für den Ab-Zähler 118 und das
Register 120 erzeugt. Wie vorstehend erwähnt, ermöglicht dieses
Paralleltransfersignal PT ein Eingeben der durchschnittlichen
Zählung, die vom Auf/Ab-Zähler 112 berechnet worden ist, in
paralleler Weise in den Ab-Zähler 118 und in das Register 120.
Die Paralleltransferstufe 136 hat Eingänge, die das
Signal Qs bzw. ST empfangen. Die Paralleltransferstufe 136 weist
Logikelemente auf, die das Paralleltransfersignal PT durch
Kombinieren der Eingangssignale nach der folgenden logischen
Gleichung erzeugen:
PT = Qs ·
Wie im Impulsdiagramm nach Fig. 15 gezeigt ist, besteht das
Paralleltransfersignal PT aus einem Impuls, der hoch ist,
wenn das Startsignal Qs hoch ist und der niedrig ist, wenn das
Signal Qs niedrig ist, vorausgesetzt, daß das Startsignal ST
niedrig ist. Entsprechend wird der Transfer der durchschnittlichen
Zählung von dem Auf/Ab-Zähler 112 vor dem ersten Zeitgeberzyklus
des Programmzeitgebersignals CLP erreicht.
Die Zeitgabesignale, die vom Programmzähler 134 erzeugt werden,
werden im Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 dazu verwendet, zusätzliche
Steuersignale für das Datenverarbeitungssystem zu erzeugen. Eine
Verschiebestufe 135 hat Eingänge, die das Hochfrequenzzeitgebersignal
CLH und die Zeitgabesignale Q 1, A 2 und Q 3
erhalten. Die Verschiebestufe 135 erzeugt ein Signal S, das
an das Register 120 und an das Register 126 im
Rechner 104 angelegt wird, um die Bits, die in den
Registern 120 und 126 vorhanden sind, einen vollständigen Zyklus
durchlaufen zu lassen. Die Verschiebestufe 135 weist Logikelemente auf,
die das Signal S dadurch erzeugen, daß die Eingänge nach
der folgenden logischen Gleichung kombiniert werden:
S = (CLH) · (Q 1 + Q 2 + Q 3)
Unter Bezugnahme auf das Impulsdiagramm nach Fig. 15 ist zu
sehen, daß das Signal S aus einer Folge von 14 Impulsen
synchron zu dem Programmzeitgebersignal CLP besteht.
Zum Zwecke der Rückstellung des Auf/Ab-Zähler 112 im
Rechner 104 nach dem Weiterschalten des Auf/Ab-Zählers 112 durch die
Niederfrequenzzeitgeberimpulse ist eine Ab-Zeitgeberstufe 138
in dem Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 vorgesehen. Die Ab-
Zeitgeberstufe erzeugt ein Hochfrequenzzeitgebersignal CLD, das an den
Ab-Zähleingängen des Ab-Zählers 118 angelegt wird. Um das
Hochfrequenzzeitgebersignal CLD zu erzeugen, weist die Ab-Zeitgeberstufe 138
Eingänge auf, die das Hochfrequenzzeitgebersignal CLH,
das Paralleltransfersignal PT und das Zählnullsignal CZ erhalten.
Das Hochfrequenzzeitgebersignal CLD wird durch Logikkreise erzeugt,
die die Eingangssignale nach der folgenden logischen
Gleichung kombinieren:
CLD = CLH ·
Das Hochfrequenzzeitgebersignal CLD ist gemäß der Darstellung in Fig. 15
eine Impulskette mit der Frequenz des Hochfrequenzzeitgebersignals
CLH und ist damit synchronisiert. Es wird eingeleitet,
wenn das Paralleltransfersignal PT niedrig ist, und es
bleibt bestehen, bis der Ab-Zähler 118 auf Null abgezählt hat,
was durch das Zählnullsignal CZ signalisiert wird, das hoch
geht. Wie vorstehend erwähnt, wird dann, wenn die Nullzählung
im Ab-Zähler 118 erreicht ist, das Zählnullsignal CZ durch den
Ab-Zähler 118 erzeugt und an den Auf/Ab-Zeitgeber 113 angelegt, um
diesen in einen Zustand zum Hochzählen zu bringen. Der Auf/Ab-Zähler
112 wird also in Bereitschaft zum Empfangen einer weiterschaltenden
Zählung von dem Niederfrequenzzeitgeber 116 gesetzt,
sobald die Berechnungsperiode beendet ist. Das Zählnullsignal
CZ geht gemäß der Darstellung in Fig. 15 zu der Zeit herunter,
zu der das Paralleltransfersignal PT hoch geht, und es bleibt
niedrig, bis der letzte Impuls des Hochfrequenzzeitgebersignals CLD herunter
geht. Zu beachten ist, daß die Zahl der Impulse des Hochfrequenzzeitgebersignals
CLD gleich der durchschnittlichen vorhergehenden
Zählung von dem Auf/Ab-Zähler 112 ist, und diese Zahl ist im
dargestellten Ausführungsbeispiel größer als die Zahl der Impulse
in dem Programmzeitgebersignal CLP. Folglich ist das Signal
der größten Dauer während der Berechnungsperiode das Hochfrequenzzeitgebersignal
CLD, das, wie vorstehend erwähnt, weniger als 2 Millisekunden
dauert und das gut in der Zeitdauer des Herzschlagsignals
liegt, von dem der Logikimpuls 68 entwickelt wird.
Der Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 weist ferner eine
Prüfniedrigstufe 140 und eine Prüfhochstufe 142 auf, die jeweils
ein Prüfniedrigsignal TL und ein Prüfhochsignal TH für die
Kontrolle der Vergleichseinrichtung 24 erzeugen. Das Prüfniedrigsignal
TL wird in der Vergleichseinrichtung 124 in einer noch zu beschreibenden Weise
so verwendet, daß die Vergleichseinrichtung 124 ein Alarmsignal AL nur dann
erzeugt, wenn die durchschnittliche Zählung niedriger als die
Zählung für den unteren Grenzwert ist. Der Vergleich Bit um
Bit erfolgt während des Durchlaufs der Signale ai und bi durch
einen Verschiebezyklus, der durch die ersten 7 Impulse des
Signals S erzeugt wird. Die Prüfniedrigstufe 142 hat Eingänge,
die die Zeitgabesignale Q 0, Q 1, Q 2 und Q 3
erhalten. Die Prüfniedrigstufe 140 besteht aus Logikelementen, die das
Prüfniedrigsignal TL dadurch erzeugen, daß die Eingangssignale
nach der folgenden logischen Gleichung kombiniert werden:
TL = · (Q 0 · Q 1 · Q 2)
Wie im Impulsdiagramm nach Fig. 15 dargestellt ist, geht das
Prüfniedrigsignal TL während der 7. Zählung des Programmzählers 134
hoch.
Das Prüfhochsignal TH wird in der Vergleichseinrichtung 124 in einer noch zu
beschreibenden Weise zur Erzeugung eines Alarmsignals AL nur
dann verwendet, wenn die durchschnittliche Zählung höher als
die Zählung für den oberen Grenzwert ist. Die Prüfhochstufe
142 hat Eingänge, die die Zeitgabesignale Q 0,
Q 1, Q 2 und Q 3 erhalten. Die Prüfhochstufe 142 erzeugt das Prüfhochsignal
TH durch Kombinieren der Eingangssignale nach der folgenden
logischen Gleichung:
TH = Q 3 · (Q 0 · Q 1 · Q 2)
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, geht das Prüfhochsignal TH während
der 15. Zählung des Programmzählers 134 hoch.
Die Vergleichseinrichtung 124 ist vorstehend im Zusammenhang mit dem
Rechner 104 beschrieben worden. Wie dort ausgeführt, ist
die Vergleichseinrichtung 104 zur Erzeugung eines Alarmsignals AL in dem Fall
eingerichtet, daß die von dem Register 120 gelieferte
durchschnittliche Zählung außerhalb der unteren und oberen
Grenzwerte liegt, die vom Register 126 geliefert werden.
Das Alarmsignal AL geht hoch, d. h. ist eine binäre 1,
wenn die durchschnittliche Zählung als unter dem unteren
Grenzwert oder über dem oberen Grenzwert liegend bestimmt wird. Die Bestimmung
erfolgt in der folgenden Weise: Die Verriegelung L 1 wird auf
eine binäre 1 durch den Zustand eingestellt und die
Verriegelung L 2 wird durch den Zustand - eingestellt,
während beide Verriegelungen L 1 und L 2 auf den Nullzustand durch das
Rückstellsignal RAL zurückgestellt werden, wobei:
RAL =
ist.
Das Rückstellsignal RAL wird durch die Rückstellstufe 129 erzeugt,
die sich innerhalb des Blockdiagramms für die Vergleichseinrichtung 124
befindet. Die Verriegelungen L 1 und L 2 sind so quergekoppelt, daß
dann, nachdem einmal eine in einem Zustand einer binären 1
gestellt worden ist, die andere in dem Nullzustand gehalten wird,
bis beide durch das Rückstellsignal RAL zurückgestellt werden. Beim
Beginn des Berechnungszyklus ist das Rückstellsignal RAL eine
binäre 1, und damit werden beide Verriegelungen L 1 und L 2 im Nullzustand
gehalten. Während des Vergleichs des unteren Grenzwertes und
des laufenden durchschnittlichen Wertes sind die Verriegelungen L 1 und L 2
frei zur Änderung ihres Zustandes, und das erste ungleiche Bitpaar
stellt die Verriegelung L 1 in den Zustand der binären 1,
keine weitere Änderung ist möglich, bis der Vergleich beendet
worden ist. Während des Zeitintervalls, währenddessen die am
wenigsten signifikanten Bits (a₁, l₁) verglichen werden, ist das
Prüfniedrigsignal TL eine binäre 1, und ein Alarmsignal AL wird
erzeugt, wenn der Ausgang der Verriegelung L 1, das Signal QL 1
eine binäre 1 ist. Das Rückstellsignal RAL wird eine binäre 1 während
der 8. Zählung des Programmzählers 134, um damit beide Verriegelungen L 1 und L 2
in den Nullausgangszustand zurückzustellen. Während der nächsten
sieben Zeitgeberzyklen wird der laufende durchschnittliche Wert
mit dem oberen Grenzwert verglichen. Das erste ungleiche Bitpaar
stellt die Verriegelung L 2 in den Zustand der binären 1, während
die Verriegelung L 1 in den Nullzustand verriegelt wird. Das
Prüfhochsignal TH ist eine binäre 1 während des Vergleichs der
am wenigsten signifikanten Bits (a₁, h₁), und ein Alarmsignal
AL wird gesendet, wenn der Ausgang der Verriegelung L 2, das
Signal QL 2, eine binäre 1 ist, was anzeigt, daß der
durchschnittliche Wert größer als der obere Grenzwert ist. Die Alarmzustände
werden durch die folgende logische Gleichung ausgedrückt:
AL = TL · QL 1 + TH · QL 2
Das Alarmsignal AL stellt den medizinischen Alarmspeicher 146
so ein, daß das Signal ALA eine binäre 1 ist. Der Alarmspeicher 146
wird durch das Signal Qe in den Zustand der binären Null zurückgestellt,
nachdem die Alarmmeldung abgeschlossen ist.
Wie vorstehend erörtert, weist das digitale Datenverarbeitungssystem 18 einen
medizinischen Alarmabschnitt 106 auf, der nun unter Bezugnahme auf
Fig. 14 beschrieben wird. Der medizinische Alarmabschnitt 106
ist zum Einleiten des Senders eines Notsignals durch den Kommunikationskanal
22 zur Zentralstation 12 eingerichtet. Wie vorstehend beschrieben,
besteht dieses Notsignal im Falle eines medizinischen Alarms
aus einer unendlichen Zahl von aus Kennungscodewörtern
bestehenden Kennungen. Der medizinische Alarmspeicher 146 hat einen
Eingang, der das medizinische Alarmsignal AL von der
Vergleichseinrichtung 124 erhält. Er hat ferner einen Rückstelleingang, der
ein Signal Qe vom Alarmsender- und Steuerabschnitt 110
erhält. Der medizinische Alarmspeicher 146 funktioniert in der
Art einer bistabilen Flip-Flop-Schaltung und wird vom Alarmsignal
AL gestellt und vom Signal Qe zurückgestellt.
Wenn der Alarmspeicher 146 gestellt wird, erzeugt er das Alarmsignal
ALA. Dieses Alarmsignal ALA ist ein
Impuls, wie in Fig. 11 dargestellt, der hoch bleibt, bis er
durch das Signal Qe zurückgestellt wird. Das medizinische Alarmsignal
ALA wird an einen Eingang der Sekundärstartstufe 137 angelegt,
wie das vorstehend beschrieben worden ist.
Im Alarmsender und Steuerabschnitt 110 ist eine Verschiebecodestufe
148 zur Erzeugung eines Verschiebecodesignals SC eingerichtet,
das zur Steuerung des Sendens des Notsignals verwendet
wird. Die Verschiebecodestufe 148 weist einen Eingang
auf, der ein Signal Qa von einem Alarmzähler 154 erhält, ferner
einen weiteren Eingang, der das Signal S erhält.
Das Signal Qa wird niedrig gehalten, wenn kein Alarm
vorhanden ist, und es zählt, wenn ein Alarmsignal ALA
(oder ALC) vorhanden ist. Diese Stufe erzeugt das Verschiebecodesignal
SC durch Kombinieren der Eingangssignale nach der
folgenden logischen Gleichung:
SC = S · Qa
Das Verschiebecodesignal SC besteht aus einer Impulskette, die
synchron mit dem Signal S läuft, wenn es vorhanden ist,
das aber nicht vorhanden ist, außer wenn ein ST-Signal vorhanden
ist. Dieses Verschiebecodesignal SC wird an einen Eingang des
Registers 122 angelegt.
Der Funktionsalarmabschnitt 108 entspricht dem medizinischen
Alarmabschnitt 106, außer daß er zum Einleiten des Sendens
eines Notsignals im Falle eines Defektes in der Einzelüberwachungsstation
10 eingerichtet ist. Der Funktionsalarmabschnitt 108 besteht
aus einem Sensor 152, der zur Erzeugung eines
Kontaktsignals eingerichtet ist, falls die Einzelüberwachungsstation
10 (Armbandeinheit 30) körperlich vom Patienten getrennt
wird, dem sie zugewiesen ist. Dieser Sensor 152 besteht
zweckmäßigerweise aus einem Druckschalter, der sich im geschlossenen
Zustand befindet, wenn die Armbandeinheit 30 einen geeigneten
Kontakt mit dem Körper des Patienten herstellt.
Der Funktionsalarmabschnitt 108 weist ferner einen
Sensor 153 auf, der zum Feststellen einer zu
niedrigen Spannung eingerichtet ist, die von der Batterie 44′
in der Armbandeinheit erzeugt wird. Dieser Sensor 153 besteht
zweckmäßigerweise aus einem Spannungsdetektor mit einem bestimmten
Schwellenwert, der ein Niederspannungssignal BL erzeugt, wenn
die Spannung der Batterie 44′ unter den Sollwert abfällt.
Der Funktionsalarmabschnitt 108 umfaßt einen Funktionsalarmgenerator
156. Dieser Funktionsalarmgenerator 156 hat Eingangsanschlüsse, die
das Kontaktsignal und das Niederspannungssignal BL empfangen.
Der Funktionsalarmgenerator 156 umfaßt einen Ausgangsanschluß und erzeugt ein
Funktionsalarmsignal AL′ bei Erhalt entweder des Eingangssignals
V oder des Eingangssignals . Das Funktionsalarmsignal AL′ wird
an einen Funktionsalarmspeicher 158 angelegt.
Der Funktionsalarmspeicher 158 ist zur Erzeugung eines
Funktionsalarmsignals ALC mit dem Erhalt des Funktionsalarmsignals
AL′ eingerichtet. Der Funktionsalarmspeicher 158 hat zweckmäßig
die gleiche Schaltkreisanordnung wie der medizinische
Alarmspeicher 146, der vorstehend beschrieben worden ist.
Demgemäß hat er einen Rückstellanschluß, der ein Rückstellsignal
Qd vom Alarmzähler 154 im Alarmsender- und Steuerabschnitt 110
erhält, der nachstehend zu beschreiben sein wird. Der Funktionsalarmspeicher
158 wird bei Erhalt des Funktionsalarmsignals AL′
an seinem Eingang eingestellt und erzeugt daraufhin das
Funktionsalarmsignal ALC. Dieses Signal besteht aus einem
Impuls, der mit dem Alarmsignal ALA identisch ist, das
in Fig. 11 gezeigt ist. Das Funktionsalarmsignal ALC
wird an die Sekundärstartstufe 137 angelegt, wie das vorstehend
beschrieben worden ist.
Die Verschiebecodestufe 148 erzeugt ein Verschiebecodesignal SC in
Erwiderung auf das Funktionsalarmsignal ALC zur
Steuerung der Sendung des Notsignals in der gleichen Weise wie
im Falle eines medizinischen Alarms. Das geschieht, weil das
Signal Qa vom Alarmzähler 154 in Abhängigkeit vom
Funktionsalarmsignal ALC in der gleichen Weise wie ein medizinisches
Alarmsignal ALA erzeugt wird.
Das Verschiebecodesignal SC von der Verschiebecodestufe 148 wird an
den Verschiebecodeeingangsanschluß des Registers 122 angelegt,
wie das vorstehend erwähnt worden ist. Das Register
122 spricht auf das Verschiebecodesignal SC an, in dem das
Kennungscodewort ID+Y zum Ausgang Bit um Bit durchläuft, um
ein in ein Folge gesetztes Kennungssignal IDS zu erzeugen.
Dieses Signal ist aus den Bits des Kennungscodewortes
zusammengesetzt, und die Bits treten synchron zum Verschiebecodesignal
SC auf. Das in eine Folge gesetzte Kennungssignal
IDS ist eine Reihenform des Kennungscodewortes
ID+Y, das in Fig. 11 gezeigt ist, und es wird in einer Folge
durch das Register 122 an einen Eingang der Sendecodestufe
150 angelegt.
Die Sendecodestufe 150 zusammen mit der vorstehend erwähnten
Verschiebecodestufe 148 ist ein Teil des Alarmsender- und
Steuerabschnitts 110. Darüber hinaus weist dieser Abschnitt den
Alarmzähler 154 auf. Der Alarmzähler 154 ist zum Zählen und Steuern
der Anzahl eingerichtet, in der das in Reihe gesetzte Kennungssignal
IDS gesendet wird. Wie oben beschrieben, ist es im Falle eines
medizinischen Alarms erwünscht, eine Kennung von 16 IDS-Signalen
zu senden, gefolgt von einer Verzögerung von etwa 4 Sekunden,
und dann die Kennung und die Verzögerung immer wieder
zu wiederholen. Im Falle eines Funktionsalarms soll eine Kennnung
von 4 IDS-Signalen gesendet werden, nach der die Sendung
aufhört. Um die Anzahl der Sendungen des IDS-Signals zu zählen
und zu steuern, ist der Alarmzähler 154 zum Zählen der Wiederholungen
des IDS-Signals und zum Zurückstellen des Alarmspeichers
146, wenn eine bestimmte Zählung erreicht worden
ist, eingerichtet. Wenn eine Notsignalmeldung eingeleitet wird, erfordert
jedes IDS-Signal, d. h. jede Reihenform
des Kennungscodewortes ID+Y, einen vollständigen
Programmzyklus zum Senden. Weil ein einziges Q 3-Signal während
jedes Programmzyklus auftritt, ist es zweckmäßig, daß der Alarmzähler
154 die Zahl von Q 3-Signalen als ein Maß für die IDS-
Signale zählt. Entsprechend hat der Alarmzähler 154 einen
Eingang, der das Signal Q 3 empfängt. Dieser Zähler ist
ein 5-Stufen-Welligkeitszähler mit Ausgängen, die jeweils
Signale Qa, Qd bzw. Qe erzeugen. Das
Signal Qa wird vom Ausgang der ersten Stufe genommen. Wie
vorstehend erwähnt, wird das Signal Qa an einen Eingang
der Verschiebecodestufe 148 angelegt, und das Signal S
bewirkt das Entstehen des Verschiebecodesignals SC. Das
Signal Qd wird von der vierten Stufe des Alarmzählers 154 empfangen
und, wie vorstehend erwähnt, als ein Rückstellsignal an
die Funktionsalarmstufe 158 angelegt. Das Signal Qe vom
Alarmzähler 154 wird von der fünften Stufe desselben genommen und
als ein Rückstellsignal an den Rückstelleingang des medizinischen
Alarmspeichers 146 angelegt. Der Alarmzähler 154 hat einen
Rückstelleingang, der das Signal ST von der Sekundärstartstufe
137 erhält. Der Alarmzähler 154 wird zurückgestellt, wenn
das Signal ST auf einen logischen Niedrigwert oder auf Null
geht. Folglich wird der Alarmzähler 154 bei Auftreten jedes Q 3-
Impulses weitergeschaltet, wenn das Signal ST einen logischen
hohen Wert oder eine 1 bildet, was immer dann geschieht, wenn
ein Alarmsignal ALA oder ALC oder OF oder F behandelt
wird.
Der Ausgang der Sendecode 28513 00070 552 001000280000000200012000285912840200040 0002002535858 00004 28394stufe 150 wird an die Verstärkerstufe
des Senders 20 angelegt, um das Notsignal T durch den Kommunikationskanal 22
an die Zentralstation 12 zu senden. Die Sendecodestufe hat Eingänge,
die das in eine Reihe gesetzte Kennungssignal
IDS von dem Register 122, das Programmzeitgebersignal
CLP vom Programmzeitgeber 132 bzw. das Signal Qa vom Alarmzähler 154
erhalten. Der Sender 20 erzeugt das Notsignal T durch Kombinieren
der Eingangssignale nach der folgenden logischen Gleichung:
T = IDS · CLP · Qa
Wenn die Senderstufe das Kennungssignal IDS, das Signal Qa und das
Programmzeitgebersignal CLP erhält, wird das Notsignal T gesendet. Dieses Signal
ist, wie in Fig. 11 dargestellt, das Kennungscodewort
ID+Y mit 14 Bits, die synchron mit dem Verschiebecodesignal SC
auftreten.
Das Überwachungssystem, das unter Bezugnahme auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, ist besonders
zur Verwendung in einem Krankenhaus geeignet, um die
Herzschlagfrequenz mehrerer Patienten zu überwachen. Zu diesem Zweck
ist jedem Patienten eine Einzelüberwachungsstation 10 in der Form
einer Armbandeinheit 30 zugewiesen. Die Armbandeinheit 30, die
einem bestimmten Patienten zugewiesen ist, wird in der Zentralstation
12 so programmiert, daß sie den Erfordernissen des Patienten
angepaßt ist. Dazu gehört das Füttern des Speichers 122, 126 mit den
Datenworten B und mit dem Kennungscodewort ID+Y, wie
das zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben worden ist.
Dieses Datenwort B spezifiziert den zulässigen Bereich von
Änderungen in der Herzschlagfrequenz für den Patienten, ausgedrückt
als unterer Grenzwert und oberer Grenzwert, die vom Arzt des
Patienten festgelegt werden. Der obere und der untere Grenzwert
der Herzschlagfrequenz werden vom Arzt als die Zahl der Herzschläge
pro Minute festgelegt, und die Zahlen für den oberen und den
unteren Grenzwert werden im Speicher 126 der Armbandeinheiten 30 in
binärer Form gespeichert, wobei die Bitpositionen jeder Zahl
zugewiesen sind. Das Kennungscodewort besteht aus dem
Identifiziercode ID, das der Name des Patienten ist, dem die
Armbandeinheit 30 zugewiesen ist. Dieses Codewort weist ferner den
Programmiercode Y auf, der die Zahl der Herzschläge spezifiziert,
die zu verwenden sind, um die durchschnittliche Herzschlagfrequenz
zu bestimmen. Das Kennungscodewort wird in dem Speicher 122
der Armbandeinheit 30 in binärer Form gespeichert, wobei diesem
Wort 14 Bitpositionen zugewiesen sind; 11 Bitpositionen werden
dem Identifiziercode ID zugewiesen, und 3 Bitpositionen werden
dem Programmiercode Y zugewiesen. Zu beachten ist, daß die
Zahl der Bitpositionen in dem Speicher 122, 126 der Armbandeinheit 30 für das
Datenwort B und das Kennungscodewort ID+Y viel
größer ist als die, die
für die Überwachung der Herzschlagfrequenz eines Patienten benötigt
werden. Diese Größe in der Speicherkapazität ist vorgesehen,
weil die Armbandeinheit 30 auch zur Überwachung anderer
Lebensfunktionen verwendet werden kann, die größere
Datenspeicherkapazitäten erfordern.
Nachdem die Armbandeinheit 30 programmiert worden ist, wird sie
einer Prüfung in der Zentralstation 12 unterzogen, wie das vorstehend
unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben worden ist. Nachdem
die Einzelüberwachungsstation 10 geprüft worden ist, wird sie am
Patienten in der Art einer Armbanduhr angebracht und dadurch in
Funktion gesetzt.
Die Arbeitsweise des digitalen Datenverarbeitungssystems
18 der Einzelüberwachungsstation 10 wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 12,
13 und 14 und die Impulsdiagramme nach Fig. 10, 11 und 15 beschrieben.
Der Sensor 14 der Einzelüberwachungsstation 10 erzeugt ein elektrisches
Signal mit jedem Herzschlag des Patienten, und die Signalverarbeitungsstufen
der Einzelüberwachungsstation 10 (Fig. 4) entwickeln
einen Logikimpuls 68, der jedem Herzschlag entspricht. Wie in
Fig. 10 gezeigt ist, bildet die Folge von Logikimpulsen
68 das Logiksignal DS, das an das Datenverarbeitungssystem 18
am Eingang der Startstufe 130 angelegt wird. Jeder
Logikimpuls 68 hat eine Dauer von etwa einer Millisekunde, und
wenn der Impuls auftritt, wird die Berechnungsperiode eingeleitet.
Die Berechnung wird nach jedem Impuls des Herzschlags
durchgeführt, und sie dauert etwa bis zu 2 Millisekunden. Die
Logikimpulse 68 haben eine Impulsperiode, die sich mit der
Herzschlagfrequenz ändert, und zwar von etwa einer halben Sekunde bis
zu etwa 2 Sekunden.
Die Herzschlagfrequenz wird durch den Niederfrequenzzeitgeber 116
gemessen, der das Zeitgebersignal CLL erzeugt. Dieses
Niederfrequenzzeitgebersignal wird an einen Eingang des Auf/Ab-Zeitgebers
113 angelegt, der das Zeitgebersignal CLA erzeugt, das
an dem Zähleingang des Auf/Ab-Zählers 112 angelegt wird. Wenn
der Ab-Zähler 118 leer ist und ein Zählernullsignal CZ erzeugt,
das logisch hoch ist, ist das Zeitgebersignal CLA eine Impulskette, die
mit dem Niederfrequenzzeitgebersignal CLL identisch ist. Damit
beginnt der Auf/Ab-Zähler 112 mit dem Hochzählen bei Auftreten
des Logikimpulses 68. (Der Auf/Ab-Zähler 112 ist zuvor während
des Programmierens weitergeschaltet worden, so daß er eine
Zählung hält, die einer normalen Herzschlagfrequenz entspricht.) Der
Auf/Ab-Zähler 112 erhält das Datenwort W, um die
Mittlungszeit zur Bestimmung der Herzschlagfrequenz zu bestimmen. Das
Datenwort W bestimmt den Teiler für den Auf/Ab-Zähler 112, und es
wird vom Entschlüsseler 121 geliefert, der den Programmiercode
Y vom Verschieberegister 122 erhält. Der Programmiercode Y ist
eine binäre Zahl, die die Zahl der Herzschläge anzeigt, die
zum Berechnen der durchschnittlichen Herzschlagfrequenz verwendet
werden soll. Die Zahl der Herzschläge, von denen das Mittel
genommen wird, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel acht, und
entsprechend wird die gesamte akkumulierte Zählung im Auf/Ab-Zähler
112 durch acht geteilt. Diese Teilung wird binär durch Verschieben
der registrierten Zählung um drei Bitpositionen von dem am
signifikantesten Bit zum am wenigsten signifikanten Bit hin
durchgeführt. Der Ausgang des Auf/Ab-Zählers 112 stellt damit die
durchschnittliche Herzschlagfrequenz für die letzten acht Herzschläge
dar. Dieses Mittel ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Annäherung insofern, als die akkumulierte Zählung die
Summe der letzten neun Herzschläge minus des angenäherten Mittels
der letzten acht Herzschläge ist (d. h., anstelle eine Zählung zu
subtrahieren, die gleich der Frequenz für den neunten vorhergehenden
Herzschlag ist, wird das Mittel der letzten acht subtrahiert).
Ehe die weitere Arbeitsweise des Rechners 104 gemäß
der Darstellung in Fig. 12 beschrieben wird, wird auf die
Arbeitsweise des Zeitgabe- und Steuerabschnitts 102 in Fig. 13
Bezug genommen.
Wenn das Logiksignal DS an die Startstufe 130 angelegt
wird, wird durch diese ein Startsignal Qs erzeugt, das an den
Programmzeitgeber 132 und an die Paralleltransferstufe 136
angelegt wird. Der Programmzeitgeber 132, der das
Hochfrequenzzeitgebersignal CLH erhält, wird damit eingeschaltet und
erzeugt das Programmzeitgebersignal CLP, das aus einem Programmzyklus
aus 16 Hochfrequenzzeitgeberimpulsen besteht. Der Ausgang
des Programmzeitgebers 132 wird an den Eingang des Programmzählers
134 angelegt, der ein vierstufiger Welligkeitszähler
ist und der die Zeitgabesignale Q 0, Q 1, Q 2 und Q 3 von den
sukzessiven Stufen erzeugt. Diese Zeitgabesignale werden an den
Programmzeitgeber 132 und an bestimmte andere der Zeitgabe- und
Steuerstufen zurückgeleitet. Das Zeitgabesignal Q 0 wird an den Eingang
der Startstufe 130 angelegt, um das Startsignal Qs
zurückzustellen. Das Startsignal Qs als das einzige Eingangssignal zu
der Paralleltransferstufe 136 bewirkt, daß ein Paralleltransfersignal
PT entsteht. Dieses Paralleltransfersignal PT wird sowohl
an den Ab-Zähler 118 als auch das Register 120 in dem
Rechner 104 angelegt. Das bewirkt, daß die durchschnittliche
Zählung, die durch die Bitpositionen A 6 bis A 12
im Auf/Ab-Zähler 112 dargestellt ist, in paralleler Weise dem
Ab-Zähler 118 und dem Register 120 zugeleitet wird. Diese
durchschnittliche Zählung ist das angenäherte Mittel, basierend
auf den vorhergehenden acht Herzschlägen. Das Paralleltransfersignal
PT wird ferner an einen Eingang des Ab-Zeitgebers 138 in
dem Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 angelegt. Dieser Ab-Zeitgeber 138
empfängt ferner die Hochfrequenzzeitgebersignale CLH von dem
Hochfrequenzzeitgeber 114 und das Zählernullsignal CZ vom Ab-
Zähler 118. Wie im Impulsdiagramm in Fig. 15 gezeigt ist,
bewirkt der Ab-Zeitgeber 138, daß das Hochfrequenzzeitgebersignal CLD erzeugt
wird, wenn der Paralleltransfer-Impuls niedrig wird und wenn
der Zählnullimpuls niedrig ist. Dieses Hochfrequenzzeitgebersignal CLD ist
eine Impulskette synchron zu dem Hochfrequenzzeitgebersignal CLH
und wird an den Auf/Ab-Zeitgeber 113 und an den Ab-Zähler 118 im
Rechner 104 angelegt. Wenn das Hochfrequenzzeitgebersignal CLD
an den Auf/Ab-Zeitgeber angelegt wird und das Zählnullsignal CZ einen
logischen Tiefwert hat, erzeugt der Auf/Ab-Zeitgeber 113 ein
Zeitgebersignal CLA mit einer Impulsfrequenz, die gleich der des
Hochfrequenzzeitgebersignals CLH ist. Dieses Zeitgebersignal CLA
des Auf/Ab-Zeitgebers 113 wird an den Zähleingang des Auf/Ab-
Zählers 112 angelegt, und gleichzeitig wird das Hochfrequenzzeitgebersignal
CLD an den Eingang des Ab-Zählers 118 angelegt. Entsprechend werden
der Ab-Zähler 118 und der Auf/Ab-Zähler 112 mit der Frequenz des
Hochfrequenzzeitgebersignals CLH um einen Schritt zurückgeschaltet, bis
der Ab-Zähler Null erreicht, und, wenn das geschieht, bewirkt er,
daß das Zählnullsignal CZ logisch hoch wird. Dieses
Zählnullsignal CZ wird an einen Eingang des Ab-Zeitgebers 138 angelegt
und beendet das Hochfrequenzzeitgebersignal CLD. Das Zählnullsignal CZ bewirkt dann,
wenn es logisch hoch ist, daß der Auf/Ab-Zeitgeber 113 ein
Zeitgebersignal CLA synchron zu dem Niederfrequenzzeitgebersignal
CLL erzeugt. Der Auf/Ab-Zähler 112 wird also so in Funktion gesetzt,
daß die durchschnittliche Herzschlagfrequenz für die vorhergehenden
acht Herzschläge berechnet wird, und die dieses Mittel
darstellende Zahl wird dem Register 120 in den Bitpositionen
a 1 bis a 7 zugeleitet. Ferner sind der Auf/Ab-Zähler
112 und der Ab-Zähler 118 heruntergezählt bzw. um einen Schritt
zurückgeschaltet worden, und zwar um diese neu berechnete
durchschnittliche Zahl, so daß der Ab-Zähler 118 leer ist und der
Auf/Ab-Zähler zum Hochzählen während der laufenden Herzschlagperiode
mit der Frequenz des Niederfrequenzzeitgebers 116 zurückgestellt
wird.
Während derselben Berechnungsperiode bewirkt die
Vergleichseinrichtung 124 eine Bestimmung, ob die neue durchschnittliche
Zählung, die die Herzschlagfrequenz darstellt, innerhalb des oberen
und unteren Grenzwertes liegt, die vom Arzt während der Programmierung
der Einzelüberwachungsstation 10 festgelegt worden sind. Die
Vergleichseinrichtung 124 erhält an einem Eingang das Signal ai vom
Register 120 und erhält an einem anderen Eingang
das Signal bi vom Register 126. Das Signal ai ist eine
in eine Folge gesetzte Form der binären Zahl, die im
Register 120 gespeichert ist und die die berechnete durchschnittliche
Zählung für die Herzschlagfrequenz darstellt. Das Signal
bi ist eine Reihenform des Datenwortes B, das
während des Programmierens eingegeben wird, um den oberen und
den unteren Grenzwert der Zählung für die Herzschlagfrequenz des
Patienten zu bestimmen. Die ersten 7 Bits des Datenwortes B
stellen den unteren Grenzwert dar, und die letzten 7 Bits stellen
den oberen Grenzwert dar. (Wie oben beschrieben, bestimmt zwar
der Arzt die Grenzen bezüglich der Herzschläge pro Minute, der
Wandler 84 setzt während des Programmierens diese Vorschrift
jedoch in eine Zahl von Niederfrequenzzeitgeberimpulsen
um. Ferner wird während des Programmierens die Zahl der
Niederfrequenzzeitgeberimpulse so eingerichtet, daß eine Korrektur
für irgendeine Abweichung in der Niederfrequenzzeitgeberrate
von der normalen Rate oder Standardrate erfolgt.) Um einen
Vergleich der durchschnittlichen Zählung im Register 120
mit der unteren Grenzwertzählung im Register 126 zu
bewirken, erzeugt der Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 ein
Prüfniedrigsignal TL von der Prüfniedrigstufe 140 während der
7. Programmzählung des Programmzyklus und erzeugt ein Prüfhochsignal
TH von der Prüfhochstufe 142 während der 15. Programmzählung.
Diese Signale TL und TH werden der Vergleichseinrichtung 124
in der zeitlich abgestimmten Beziehung zugeleitet, wie sie in
dem Impulsdiagramm in Fig. 15 dargestellt ist. Die Verschiebestufe
135 des Zeitgabe- und Steuerabschnitts 102 erzeugt ein
Signal S, das gleichzeitig an den Eingang des Registers
120 und an den Eingang des Registers 126 angelegt wird.
Wie im Impulsdiagramm in Fig. 15 zu sehen ist, besteht das
Signal aus 14 sukzessiven Impulsen, die mit dem Hochfrequenzzeitgebersignal
CLH synchronisiert sind, und es bewirkt,
daß die Bits, die die durchschnittliche Zählung darstellen,
7 Bitpositionen im Register 120 durchlaufen. Gleichzeitig
wird dafür gesorgt, daß die Bits des Datenwortes B, die
den oberen und unteren Grenzwert darstellen, synchron die 14
Bitpositionen des Registers 126 durchlaufen. Damit entstehen
die in eine Folge gesetzten Signale ai und bi, und diese
werden der Vergleichseinrichtung 124 zum Vergleich auf einer Basis Bit um
Bit zugeleitet. Wie vorstehend erörtert, beginnt der Vergleich
der Bits mit dem signifikantesten Bit, und er geht weiter durch
die sukzessiv weniger signifikanten Bits; wenn die Vergleichseinrichtung 124
feststellt, daß die durchschnittliche Zählung außerhalb der
Grenzwerte liegt, geht das Alarmsignal AL auf ein logisches Hoch.
Das Alarmsignal AL wird an den Eingang des medizinischen Alarmspeichers
146 angelegt, der in Fig. 14 gezeigt ist.
Wenn angenommen wird, daß die durchschnittliche Zählung im
Register 120 eine Pulsfrequenz darstellt, die innerhalb
der vorgeschriebenen Grenzwerte liegt, wird der vorstehend
beschriebene Berechnungszyklus beendet, wie das im Impulsdiagramm
in Fig. 15 dargestellt ist. Wenn die durchschnittliche
Zählung, die im Register 120 gehalten wird, nach einem
anschließenden Herzschlag, jedoch weniger als der vorgeschriebene
untere Grenzwert beträgt oder höher als der vorgeschriebene
obere Grenzwert der Herzschlagfrequenz ist, geht das
Alarmsignal AL auf ein logisches Hoch. Dieser Zustand ist
im Impulsdiagramm in Fig. 10 dargestellt, das zeigt, daß die
Berechnungsperiode 3, die der Impulsperiode 2 folgt, bestimmt,
daß die Zählung C 2 der Impulsperiode 2 ausreichend niedrig war,
um anzuzeigen, daß die durchschnittliche Herzschlagfrequenz den oberen
zulässigen Grenzwert der Herzschlagfrequenz überchritten hat. Folglich
erzeugt die Vergleichseinrichtung 124 den Ausgangsimpuls 69, d. h. das
Alarmsignal AL geht logisch hoch. Wie in Fig. 11 dargestellt,
bewirkt das, daß das Alarmsignal ALA logisch hoch geht.
Wie ferner in dem Impulsdiagramm in Fig. 10 gezeigt ist,
bewirkt das Auftreten des Alarmsignals ALA, daß die
Einzelüberwachungsstation 10 das Notsignal T sendet, das nachstehend noch
zu erörtern sein wird. Die Zeitdauer für das Notsignal T ist
im Zeitmaßstab des Impulsdiagramms in Fig. 10 relativ klein,
und es wird deshalb im folgenden unter Bezugnahme auf das Impulsdiagramm
in Fig. 11 beschrieben, das mit einem größeren Zeitmaßstab
gezeichnet worden ist.
Das Alarmsignal AL wird, wie vorstehend erwähnt, an den
medizinischen Alarmspeicher 146 angelegt und, wenn das Alarmsignal AL
logisch hoch geht, bewirkt der Alarmspeicher 146, daß das
Alarmsignal ALA logisch hoch geht. Dieses Alarmsignal
ALA wird an einem der Eingänge der Sekundärstartstufe 137
im Zeitgabe- und Steuerabschnitt 102 angelegt. Wenn irgendeiner der
Eingänge dieser Sekundärstartstufe 137 logisch hoch ist, ist das
Sekundärstartsignal ST ebenfalls logisch hoch. Dieses Sekundärstartsignal ST
wird an einen Starteingang des Programmzeitgebers 132 angelegt
und bewirkt ein erneutes Laufen des Programmzeitgebers 132 in einem
anschließenden Zyklus, wenn das Alarmsignal AL während des
vorhergehenden Programmzyklus hoch geht. Dieses Sekundärstartsignal ST wird
ferner an einen Eingang der Paralleltransferstufe 136 angelegt,
und wenn das Sekundärstartsignal ST logisch hoch ist, verhindert es das
Entstehen des Paralleltransferimpulses PT. Zu Beginn des nächsten
Programmzyklus wird das Programmzeitgebersignal CLP erzeugt,
um die sukzessiven Programmzyklen zeitlich festzulegen, wie das
durch die Pulskette 160 in Fig. 11 dargestellt ist. Entsprechend
wird das Signal Q 3, das ebenfalls in Fig. 11 gezeigt ist, erzeugt,
und dieses wird, wie in Fig. 14 dargestellt, an den Eingang des
Alarmzählers 154 angelegt. Der Q 3-Impuls 162 schaltet den
Alarmzähler 154 um einen Schritt weiter, so daß die erste Stufe
desselben bewirkt, daß das Signal Qa logisch hoch wird. Dieses
Signal wird an einen Eingang der Verschiebecodestufe 148 angelegt,
die an ihrem anderen Eingang das Signal S von der Verschiebestufe
135 erhält. Entsprechend erzeugt die Verschiebecodestufe 148
das Verschiebecodesignal SC. Das Verschiebecodesignal SC wird
an den Eingang des Registers 122 im Rechner 104
angelegt, der in Fig. 12 gezeigt ist. Dieses Verschiebecodesignal SC
bewirkt, daß die Bits des Kennungscodewortes ID+Y die
14 Bit-Positionen im Register 122 durchlaufen. Entsprechend erzeugt
das Register 122 das Kennungssignal IDS, das an einen
Eingang der Sendecodestufe 150 in dem Alarmsender- und Steuerabschnitt
110 angelegt wird, der in Fig. 14 gezeigt ist. Die Sendecodestufe 150 hat
ferner Eingänge, die das Programmzeitgebersignal CLP und das
Ausgangssignal Qa vom Alarmzähler 154 empfangen. Wenn diese
Signale alle gleichzeitig hoch sind, geht das Senderausgangssignal
T hoch und erzeugt die in Fig. 11 gezeigte Impulskette.
Es ist zu beachten, daß diese aus einer Gruppe (Kennung) von 16
Kennungscodewörtern besteht, gefolgt von einem Verzögerungsintervall
von etwa 4 Sekunden. Dieses Muster von Kennungen und
Verzögerungen wird unbestimmt oft wiederholt. Dieses Muster ist
das Sendesignal T, und es wird wie folgt gesteuert. Während des
ersten Programmzyklus nach Auftreten des Alarmsignals AL bewirkt
das medizinische Alarmsignal ALA, daß die Sekundärstartstufe
137 das Startsignal ST logisch hoch hält und damit
der Programmzeitgeber 132 weiterläuft. Das bewirkt, daß das
Signal S wiederholt wird und dadurch das in eine Folge
gesetzte Kennungssignal IDS vom Register 122 erzeugt
wird. Für jedes in eine Folge gesetzte
Kennungssignal IDS, das heißt jedes Kennungscodewort
in Reihenform, wird das Signal Q 3 erzeugt
und an den Alarmzähler 154 angelegt. Entsprechend wird
der Alarmzähler 154 für jedes in eine Folge gesetzte Kennungssignal
IDS um einen Schritt weitergeschaltet, und nach 16 in eine
Folge gesetzten Kennungssignalen IDS bewirkt die 5. Stufe des
Alarmzählers 154, daß das Signal Qe hoch wird. Dieses Signal wird
als ein Rückstellsignal an den medizinischen Alarmspeicher 146
angelegt, der bewirkt, daß das Alarmspeichersignal ALA niedrig
wird. Als Folge davon wird das Startsignal ST der Sekundärstartstufe
137 niedrig, und der Programmzeitgeber 132 bleibt stehen.
Das führt auch zu einem Stoppen des Signals S, und die
Notsignalsendung wird gestoppt. Die Zeitgeber 114 und 116 laufen
weiter, und nach einer Zeitdauer von etwa 4 Sekunden läuft der
Auf/Ab-Zähler 112 über und erzeugt das Überlaufsignal OF mit
einem logischen Hoch. Dieses Überlaufsignal OF wird an die
Sekundärstartstufe 137 angelegt, und das Startsignal ST wird
logisch hoch und startet den Programmzeitgeber 132 erneut, der
seinerseits bewirkt, daß das Signal S von der Verschiebestufe
135 erzeugt wird. Der Auf/Ab-Zähler 112 wird beim Überlauf
geleert und ist für den Beginn des Zählens bereit. Er ist immer
noch zum Hochzählen eingestellt und erhält das Niederfrequenzzeitgebersignal
CLL. Die Vergleichseinrichtung 124 legt das medizinische
Alarmsignal AL an den medizinischen Alarmspeicher 146, der das
Alarmsignal ALA hoch gehen läßt. Das Alarmsignal ALA bewirkt nun, daß die
Sekundärstartstufe 137 das Startsignal ST logisch hoch hält und
daß der Programmzeitgeber 132 weiterläuft. Während des gesamten
Zyklus der Erzeugung wird also die Kennung aus 16 Kennungscodewörtern
und die 4 Sekunden dauernde Verzögerung
wiederholt. Der gleiche gesamte Zyklus wird immer wieder wiederholt,
bis der Alarm beantwortet wird und die Einzelüberwachungsstation 10
von Hand entaktiviert wird oder bis die Batterie 44 der
Einzelüberwachungsstation 10 leer ist.
Die Arbeitsweise im Falle eines Funktionsalarms ist in vieler
Hinsicht ähnlich derjenigen, die gerade für einen medizinischen
Alarm beschrieben worden ist. Für den Fall, daß die Armbandeinheit
30 vom Patienten abgenommen wird, erzeugt der
Sensor 152 ein Signal , das an den Funktionsalarmgenerator 156
angelegt wird. Wenn die Batterie 44′ der Einzelüberwachungsstation 10 leer
läuft, erzeugt der Sensor 153 für die Batterie 44′
ein Signal BL, das an den Eingang des Funktionsalarmgenerators
156 angelegt wird. Das Signal oder das Signal BL bewirken, daß
der Funktionsalarmgenerator 156 ein Funktionsalarmsignal AL′ erzeugt, das an
den Eingang des Funktionsalarmspeichers 158 angelegt wird. Das
bewirkt, daß der Funktionsalarmspeicher 158 ein Funktionsalarmsignal ALC erzeugt,
das an einen Eingang der Sekundärstartstufe 137 angelegt wird.
Diese Stufe erzeugt das Startsignal ST, das an dem Programmzeitgeber
132 angelegt wird, und dadurch wird der Programmzeitgeber
132 für den anschließenden Programmzyklus wieder in Gang gesetzt.
Der Alarmzähler 154 wird durch das Signal Q 3 um einen
Schritt weitergeschaltet, so daß die erste Stufe des Alarmzählers 154
das Signal Qa mit einem logischen Hoch erzeugt. Dieses Signal Qa
wird an die Verschiebecodestufe 148 angelegt, um das Verschiebecodesignal
SC entstehen zu lassen. Das Verschiebecodesignal SC wird an das
Register 122 angelegt, und dadurch entsteht das in eine Folge
gesetzte Kennungssignal IDS. Dieses wird an die Senderstufe
150 angelegt, und das Notsignal T wird erzeugt. Nach Senden von vier
Kennungscodewörtern ID+Y bewirkt die vierte Stufe des
Alarmzählers 154, daß das Signal Qd hoch wird. Dieses Signal Qd
wird an den Rückstelleingang des Funktionsalarmspeichers 158
angelegt, und das Alarmsignal ALC wird niedrig. Das
bewirkt, daß das Startsignal ST von der Sekundärstartstufe
137 niedrig wird, und der Programmzeitgeber 132 bleibt stehen.
Das beendet das Senden des Notsignals T. Wenn der Funktionsalarm
durch den Sensor 152 bewirkt wird, kann der
Programmzeitgeber 132 nicht wieder gestartet werden, weil der
Sensor 152 nicht in der Lage ist, das Herzschlagsignal zu erzeugen,
und folglich ist kein logischer Impuls DS als Eingang
für die Startstufe 130 vorhanden. Das Funktionsalarmsignal
ALC bleibt niedrig, nachdem es durch das Signal Qc
zurückgestellt worden ist, weil ein vollständiger Auf/Ab-Zyklus
von C benötigt wird, um das Funktionsalarmsignal ALC
auf eine binäre 1 zu bringen. Im Falle der Entfernung der
Einzelüberwachungsstation 10 vom Patienten sendet der Sender also eine
Gruppe von 8 Kennungscodewörtern, und dann hört das
Senden endgültig auf. Wenn der Funktionsalarm durch den
Sensor 153 für die Batterie 44′ hervorgerufen wird, ist der Ablauf identisch
mit dem, der für den Funktionsalarm beschrieben worden ist.
Er entsteht z. B., wenn die Armbandeinheit 30 sich nicht mehr am
Handgelenk des Patienten befindet.
Claims (18)
1. Patientenüberwachungseinrichtung für einen oder
mehrere Patienten mit jedem von diesen zugeordneten
Einzelüberwachungsstationen, deren jede
einen an dem zugeordneten Patienten zu befestigenden
Sensor für eine ausgewählte Lebensfunktion,
wobei der Sensor den Meßwerten entsprechende
elektrische Signale liefert, eine Einrichtung
zur Verarbeitung dieser Signale und einen
Sender umfaßt, wobei die Einrichtung zur Verarbeitung
dieser Signale eine Grenzwertüberwachungsvorrichtung
zur Erzeugung eines Alarmsignals
bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes
aufweist, und mit einer Zentralstation mit
einer Empfangsvorrichtung und einer damit
verbundenen Anzeigevorrichtung, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Sender (20) der Einzelüberwachungsstationen (10) eine gemeinsame Frequenz benutzen,
daß die Grenzwertüberwachungsvorrichtung das Alarmsignal wiederholt abgibt,
daß jedes Alarmsignal den Sender (20) einschaltet und ihn eine der betreffenden Einzelüberwachungsstation (10) zugeordnete Kennung ausstrahlen läßt, wobei die Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kennungen ein Vielfaches der Zeitdauer einer Kennung beträgt, und
daß die Zentralstation (12) eine Entschlüsselungsvorrichtung (26) für die Kennungen aufweist.
daß die Sender (20) der Einzelüberwachungsstationen (10) eine gemeinsame Frequenz benutzen,
daß die Grenzwertüberwachungsvorrichtung das Alarmsignal wiederholt abgibt,
daß jedes Alarmsignal den Sender (20) einschaltet und ihn eine der betreffenden Einzelüberwachungsstation (10) zugeordnete Kennung ausstrahlen läßt, wobei die Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kennungen ein Vielfaches der Zeitdauer einer Kennung beträgt, und
daß die Zentralstation (12) eine Entschlüsselungsvorrichtung (26) für die Kennungen aufweist.
2. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die von jedem Sensor (14) gelieferten Signale
analoge Signale sind und daß die Einrichtung zur
Verarbeitung dieser Signale ein digitales
Datenverarbeitungssystem (18) mit einem Rechner (104),
der die Grenzwertüberwachungsvorrichtung einschließt,
und einen Analog-Digital-Umwandler (16)
aufweist, der zwischen den Sensor (14) und den
Rechner (104) zur Erzeugung einer Kette von
logischen Impulsen mit einer Frequenz, die dem
Meßwert der ausgewählten Lebensfunktion entspricht,
geschaltet ist.
3. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Grenzwertüberwachungsvorrichtung eine Speichereinrichtung
(126, 120) zum Speichern eines Datensignals,
das dem vorbestimmten Grenzwert für die
Körperfunktionssignale entspricht, und eine
Vergleichseinrichtung (124) mit Eingängen aufweist,
die mit dem Analog-Digital-Umwandler (16) und der
Speichereinrichtung (126, 120) zum Vergleichen der Werte der Signale
mit dem vorbestimmten Grenzwert verbunden sind.
4. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch eine
Schwellenwerteinrichtung (60), die zwischen den
Sensor (14) und den Analog-Digital-Umwandler (16) geschaltet
ist.
5. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Verarbeitung der Signale
einen ersten Zeitgeber (116, 138) mit einer Frequenz, die
höher als die Frequenz der logischen Impulse
ist, und eine Zähleinrichtung (112) aufweist, die mit
dem Analog-Digital-Umwandler (16) und dem ersten Zeitgeber (116, 138) zur
Zählung der Zeitgeberimpulse zwischen den logischen
Impulsen verbunden ist.
6. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
5, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung (121, 112) zur Bildung des Mittelwertes für die
Anzahl der Zeitgeberimpulse pro Periode logischer
Impulse bei einer vorbestimmten Anzahl von
Perioden logischer Impulse, die mit der
Zähleinrichtung (112) und mit der Vergleichseinrichtung (124)
verbunden ist.
7. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zähleinrichtung ein Auf/Ab-Zähler (112) ist
und daß eine Einrichtung (113) zur Verringerung der
Zählung nach jeder Periode um einen Betrag, der
etwa gleich der Zählung für die erste
Periode der logischen Impulse ist, mit der
Zähleinrichtung verbunden ist.
8. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Speichereinrichtung (126, 120) ein erstes Register (120)
aufweist und daß die Einrichtung (121, 112) zur Bildung des
Mittelwertes für die Anzahl der Zeitgeberimpulse
pro Periode eine Vorrichtung (a₁-a₇) zur Übertragung von
Bits von dem Auf/Ab-Zähler (112) zu dem ersten
Register (120) aufweist, die mit dem Auf/Ab-Zähler (112)
verbunden ist, wobei die Bitpositionen zur Vornahme
einer Binärteilung durch einen Teiler, der
gleich der vorbestimmten Anzahl der Perioden
ist, verschiebbar sind.
9. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung (113) zur Verringerung der Zählrate
nach jeder Periode mit dem ersten Register (120) so
verbunden ist, daß der Auf/Ab-Zähler (112) um den
Mittelwert für die Anzahl der Zeitgeberimpulse
pro Periode bei der vorbestimmten Anzahl von
Perioden herunterschaltbar ist.
10. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
8, gekennzeichnet durch eine
mit dem ersten Zeitgeber (116, 138), der Einrichtung (121, 112) zur
Bildung eines Mittelwertes für die Anzahl der
Zeitgeberimpulse pro Periode und der Vergleichseinrichtung
(124) verbundene Steuerung (134, 135, 136) zum
Betrieb derselben in einer Berechnungsperiode
unmittelbar im Anschluß an jeden logischen Impuls.
11. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
10, gekennzeichnet durch einen
zweiten Zeitgeber (114, 138) mit einer Frequenz, die
höher als die des ersten Zeitgebers (116, 138) ist, wobei
der zweite Zeitgeber (114, 138) mit der Einrichtung (113) zur
Verringerung der Zählung nach jeder Periode zur
Steuerung der Verringerung der Zählung verbunden
ist.
12. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Speichereinrichtung (126, 120) zum Speichern des
Datensignals ein zweites Register (126) aufweist, daß das
erste und zweite Register zum Speichern von Binärdaten
eingerichtet sind, daß die Vergleichseinrichtung
(124) in einer 1-Bit-Ausführung ausgebildet
ist, die Steuerung (134, 135,136) eine Verschiebungseinrichtung
(135) umfaßt, die mit den Registern (120, 126) zur
bitweisen Übertragung der Zählungen in den Registern
(120, 126) zu den betreffenden Eingängen der
Vergleichseinrichtung (124) in fallender Ordnung der
Bitsignifikanz verbunden sind, so daß das Alarmsignal
durch einen Bitvergleich auslösbar ist.
13. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
12, gekennzeichnet durch einen
ersten Alarmspeicher (146), der mit dem Ausgang der
Vergleichseinrichtung (124) verbunden ist und auf
ein Alarmsignal zur Erzeugung eines ersten
Alarmspeichersignals ansprechbar ist, ein drittes
Register (122) zum Speichern der Kennung der
Einzelüberwachungsstation (10), wobei der erste
Alarmspeicher (146) zum Bewirken einer Ausstrahlung der
Kennung durch den Sender (20) mit dem dritten
Register (122) verbunden ist, und eine erste
Alarmzähleinrichtung (154) zum Bewirken einer Ausstrahlung der
Kennung in einer Anzahl von Malen, die eine vorbestimmte
Anzahl überschreitet.
14. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
12, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Register (126) der Speichereinrichtung (126, 120)
einen ersten und einen zweiten Bereich zum Speichern
von ersten und zweiten Datensignalen umfaßt,
die dem unteren bzw. oberen Grenzwert für
das Körperfunktionssignal entsprechen.
15. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentralstation (12) einen Zeitgeber (88) zur
Erzeugung von sukzessiven Zeitgabeimpulsen mit
einstellbaren Zeitintervallen, einen Eichzähler (90),
einen Schaltkreis (CLL) zur Verbindung des ersten
Zeitgeberausgangs und der Einzelüberwachungsstationen
(10) mit dem Eichzähler (90) und eine Vorrichtung (84)
zum Einstellen des Zeitgebers (88) gemäß einem
gewünschten Grenzwert für die Körperfunktionsmeßwerte
aufweist, wobei der Schaltkreis (CLL) zum Stoppen
und Starten des Eichzählers (90) bei Auftreten von
sukzessiven Impulsen von dem Zeitgeber (88) eingerichtet
ist.
16. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
13, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung (152) zur Feststellung eines Defektes, die
mit der Einzelüberwachungsstation (10) verbunden ist,
einem zweiten Alarmspeicher (158), der mit der
Einrichtung (152) zur Feststellung eines Defektes und mit dem
dritten Register (122) zum Bewirken einer Ausstrahlung
der Kennung durch den Sender (20) verbunden ist,
und eine zweite Alarmzähleinrichtung (154) zum Bewirken
einer Ausstrahlung der Kennung in einer vorbestimmten Anzahl.
17. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (14) einen Wandler (44, 46) zur Erzeugung eines
elektrischen Signals als Anzeige von Herzschlägen
aufweist.
18. Patientenüberwachungseinrichtung nach Anspruch
17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wandler zwei oder mehr Elektroden (44,
46) aufweist, die elektrisch mit dem Körper des
Patienten verbindbar sind.
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