DE2449586A1 - Patientenueberwachungs- und datenverarbeitungssystem - Google Patents
Patientenueberwachungs- und datenverarbeitungssystemInfo
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- DE2449586A1 DE2449586A1 DE19742449586 DE2449586A DE2449586A1 DE 2449586 A1 DE2449586 A1 DE 2449586A1 DE 19742449586 DE19742449586 DE 19742449586 DE 2449586 A DE2449586 A DE 2449586A DE 2449586 A1 DE2449586 A1 DE 2449586A1
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Description
Dr. Horst Schüler
Patentanwalt
6 Frankfurt/Main 1 2449586
Niddastr. 52
GENERAL ELECTRIC COMPANY 1 River Road, Schenectady, N.Y./U.S.A.
Patientenüberwachungs- und Datenverarbeitungssystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Gewinnen, Verarbeiten,
Speichern, Übertragen und Anzeigen von Daten bezüglich des physiologischen
Zustandes eines Subjektes, wie beispielsweise eines Patienten in einem Krankenhaus.
Die erste Entwicklung einer Patientenüberwachungsvorrichtung enthielt
am Patienten anzubringende Fühler zur Bildung von Analogsignalen, wie beim Elektrokardiogramm (EKG) sowie hinsichtlich des Blutdrucks,
der Temperatur und anderer Größen. Anfänglich befand sich diese Vorrichtung an der Bettseite des Patienten. Bei fortgeschritteneren
Anlagen war eine Anzahl von bettseitigen Einheiten mit einer zentralen Station verbunden, die analoge Anzeigevorrichtungen
enthielt. Demnach bestand die erste Entwicklung einer Patientenüberwachungsvorrichtung
hauptsächlich aus einer Zusammenfassung von Analogeinheiten, die jeweils eine einzige Funktion hatten. Zusätzlich
wurden alle Daten vom Bett zur Zentralstation in analoger Form übertragen.
Bei einer zweiten Entwicklung einer Patientenüberwachungsvorrichtung
sollten einige dieser Nachteile iri der Datenverarbeitung, -speicherung und -anzeige der ersten Entwicklung überwunden werden. Bei diesem
zweiten System war eine Zentralverarbeitungseinheit den vorher
bestehenden bettseitigen und zentralen Stationseinheiten zugeordnet.
Daher hatte das System die Fähigkeit, komplexere physiologische Pa*- rameter mittels Computerprogrammen abzuleiten, diese abgeleiteten
Parameter für eine spätere Untersuchung durch eine medizinische Person zu speichern und graphische Darstellungen und/oder Kopien der
gespeicherten Daten zu erzeugen. - 2 -
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Patientenüberwachungs-
und Datenverarbeitungssystem zu schaffen, bei dem die Nachteile und Beschränkungen hinsichtlich der Datenübertragung,
der Datenanzeige, der Systemerweiterbarkeit und der Rechnerkompatabilität
der beschriebenen früheren Systeme überwunden sind, während gleichzeitig die Fähigkeit besteht, die in der zweiten Systemgeneration
erhaltenen Daten zu verarbeiten und zu speichern.
Erfindungsgemäß besteht das System aus Betteinheiten, Zentralstationseinheiten
und einer Zentralverarbeitungseinheit. Hierbei wird eine Patienteninformation, wie dynamische Kurvenformen, abgeleitete
physiologische Parameter, physiologische Alarmsignale, Neigungsbzw. Tendenzkurven und Vielparameterdiagramme, zusätzlich zu der
Systeminformation zugefügt, die beispielsweise Alarmgrenzen und Systemalarmsignale
umfaßt. Der Systemaufbau basiert auf der Verwendung von Digitaldaten-Vielfachleitungen, die die am Bett angeordneten
Einheiten, die Zentralstation und die Zentralverarbeitungseinheit verbinden. Die Vielfachleitungen stellen eine Zweiwegverbindung
zwischen den Systemeinheiten dar und umfassen dennoch relativ wenige Leiter im Vergleich zu der zwischen den Einheiten ausgetauschten
Informationsmenge. Die Vielfachleitungen für die Digitaldaten werden in synchroner Art betrieben, wobei die Datenwörter an
den Vielfachleitungen in einer vorbestimmten Zeitbeziehung zu sich wiederholenden Synchronisierimpulsen erscheinen. Der ein vorgegebenes
Datenwort auf einer vorgegebenen Datenvielfachleitung erzeugende Transmitter oder Sender und alle beabsichtigten Empfänger der
Daten haben gleichzeitig zu dem Datenwort Zugang, nachdem jeder dieselbe Anzahl von Intervallen vom Synchronisierimpuls bis zu einer
vorbestimmten Zeitlücke ausgezählt hat.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zeichnerisch dargestellter
Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Figur 1 - ein Blöckdiagramm eines neuen Patientenüberwachungs- und Datenverarbeitung^systems,
Figur 1 - ein Blöckdiagramm eines neuen Patientenüberwachungs- und Datenverarbeitung^systems,
Figur 2 *· ein Diagramm eines im System verwendeten Clock- bzw.
Takt- und Synchronisationsimpulskodierers,
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Figur 3 - ein Diagramm eines im System verwendeten Clock- bzw.
Takt- und Synchronisationsimpulsdekodierers,
Figur 4 - Kurvenverläufe entsprechend dem Betrieb des Dekodierers
aus Figur 3/
Figur 5 - ein Format bzw. eine Tabelle, wonach entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung eine Information an der
Daten-Sammelleitung erscheint.
Figur 6 - einige Kurvenverläufe zur Erläuterung, auf welche Weise die sequentiell dargestellten und in der vorherigen Figur erwähnten Datenworte gleichzeitig durch den Sender
und den Empfänger der Daten identifiziert werden,
Figur 7 - eine Darstellung zur Erläuterung der Bitverteilung in den verschiedenen Datenworten der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung,
Figur 8 - ein Blockdiagramm einer typischen Interface- bzw. Kopplungseinheit
zum Empfangen der Digitaldaten von einer Vielfachleitung,
Figur 9 - ein Blockdiagramm von einem typischen Datenübertragungsinterface , '
Figur Io - ein Diagramm von Logikelementen zum Zählen von Clock-
bzw. Taktimpulsen und zum Dekodieren der Datenwörter in Übereinstimmung mit ihren Zeitspalten,
Figur 11 - ein Diagramm einer typischen Datenverriegelungsanordnung
und
Figur 12 - ein Diagramm einer typischen Treiberanordnung zum übertragen
der Daten zu einer Vielfachleitung.
Figur 1 zeigt die allgemeine Anordnung eines Patientenüberwachungs-
und Datenhandhabungssystems. Das System enthält drei Stationsarten,
nämlich eine mit Io bezeichnete und als gestrichelter Block begrenzte
Bettstation, ferner eine als Block 11 bezeichnete Zentralstation
und eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 12. Diese Stationen können in einem Krankenhaus beträchtlich weit voneinander entfernt sein.
Es können zahlreiche Bettstationen Io vorhanden sein, wobei sich jede
in unmittelbarer Nähe eines Patienten befindet, der einer strengen medizinischen überwachung durch das System bedarf* Jede Bettstation kann physiologische Informationen eines Patienten ableiten,
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eine Information zu anderen Bestimmungsorten übertragen sowie von anderen Quellen empfangen und anzeigen. Zahlreiche Systemfunktionen
können von der Bettstation Io und von der Zentralstation 11 in der
nachfolgend näher erläuterten Weise gesteuert werden.
Wie bereits erwähnt wurde, hat jede Bettstation den Zweck, physiologische
Daten vom Patienten zu entwickeln. Beispiele derartiger Daten sind die Herzrate bzw. der Puls des Patienten, das Elektrokardiogramm
(EKG), der Blutdruck, die Temperatur, die Partialdrucke von Kohlendioxid und Sauerstoff im Blut des Patienten, der pH-Wert
des Blutes und ähnliches. Einige dieser Daten werden in einer Form erhalten, die eine direkte Anzeige an der Bettstation ermöglichen.
Andere Daten werden in der CPU 12 verarbeitet und zur Bettstation Io und/oder Zentralstation 11 zwecks Anzeige oder anderer Verwendung
zurückgeführt. Die CPU 12 kann die physiologischen Parameterdaten des Patienten benutzen, um Parameter in anderer Form zu errechnen
bzw. abzuleiten, welche an der Bettstation oder der Zentralstation angezeigt werden können. In typischer Weise sind bis
zu vier Bettstationen Io einer jeden Zentralstation 11 zugeordnet.
Die Zentralverarbeitungseinheit bzw. CPU ist wahlweise verwendbar. Sie kann abgeschaltet bzw. abgetrennt oder überhaupt nicht installiert
sein, wobei das System dennoch eine gute Eigenschaft zum Messen, Übertragen und Anzeigen der Daten hat. Aus wirtschaftlichen
oder anderen Gründen kann eine Zentralstation 11 in kleinen Krankenhäusern unerwünscht sein. Auch können die Zentralstation und die
CPU ausgeschaltet werden. Stets sind jedoch selbstverständlich eine oder mehrere Betteinheiten erforderlich. Ein wesentlicher Vorteil
des Systems besteht in der Flexibilität, die ein Weglassen oder Zufügen von Stationen oder Vorrichtungen innerhalb der Stationen ermöglicht.
Dies gilt in erheblichem Maße hinsichtlich der Verwendung separater Datenvielfachleitungen in den Stationen und der Art und
Weise, in der die Daten nach der Erfindung übertragen werden.
Jede Bettstation hat eine Datensammel leitung 13, auf der alle Informationen
zu und von der Station in digitaler Form übertragen werden. Andere zugeordnete Bettstationen haben entsprechende Sammelleitungen
14, 15 und 16, die zur bloßen Anzeige ihrer Existenz bruchstückartig dargestellt sind. - 5 -
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Die Vielfachleitungen der Bettstation sind mit einer gemeinsamen
Zentralstationsvielfachleitung 17 über geeignete Interface-Einheiten
18-21 verbunden, die später noch genauer beschrieben werden. Die Zentralstation enthält eine Anzeigeeinheit 22, welche hauptsächlich
ein Paar von Oszilloskopen bzw. Kathodenstrahlröhren aufweist. Während auf einem Oszilloskop alphanumerische (A-N) Patienteninformationen
auf Befehl der Bedienungsperson angezeigt werden können, ermöglicht das andere Oszilloskop eine dynamische Echtzeitanzeige
bestimmter Kurveηformeη, beispielsweise des EKG und des
Blutdrucks. Die Zentralstation hat eine Tastatur 23 spezieller Art zum Ausgeben von Systemkommandobefehlen durch die Bedienungsperson.
Auch weist die Zentralstation einen zentralen Hilfsmodul (CAM) 24 mit einem Blattschreiber auf, der zum Aufzeichnen der laufenden
physiologischen Information automatisch oder auf Befehl aktiviert werden kann. Der CAM 24 enthält ferner visuelle oder akustische
Alarmvorrichtungen, die betätigt werden, wenn bestimmte physiologische Parameter des Patienten vorgegebene Grenzen überschreiten.
Die verschiedenen Vorrichtungen 22-24 in der Zentralstation sind mit der Vielfachleitung 17 über geeignete Interface-Einheiten 26-29
verbunden, um in der dargestellten Weise einen digitalen Datenaustausch zwischen der Vielfachleitung und den Vorrichtungen zuzulassen.
Die Zentralstationsvielfachleitung 17 ist mit einer Vielfachleitung
in der CPU-Station 12 über ein geeignetes Interface 32 verbunden.
Eine Interface-Einheit 34 koppelt die CPU-33 an die Vielfachleitung
31 an. Die CPU-Station 12 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit 33 auf, die einen kleinen Digitalcomputer darstellt. Die CPU empfängt
vorverarbeitete Daten, bildet komplexere, abgeleitete Parameter und speichert einschlägige Patienteninformationen. Der Computer
empfängt abgeleitete Parameterdaten, Tastaturbefehle und ausgewählte dynamische Kurvenformen, wobei er Ausgangsdaten bildet,
die repräsentativ für komplexere, abgeleitete Parameter sind und beispielsweise Herζausgangs-, Hub- bzw. Pumpvolumen- und geschichtliche
Kurvendarstellungen bilden. Der Rechner kann derartige medizinische Daten wie einen Fluideintritt sowie -austritt zusammen
mit der Patientenbehandlungsinformation speichern, wenn das System
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auf einen medizinischen Datenbetrieb eingestellt ist. In der CPU-Station
befindet sich eine Eingabe-Ausgabe (I/O) Vorrichtung 35 zum Einführen medizinischer Angaben, Patientenzulassxgkeitsdaten,
Laborberichten, Programmvariablen und dergleichen. Die Vorrichtung 35 ist mit der Vielfachleitung 31 über eine Interface-Einheit 36
gekoppelt. Diese Vorrichtung oder Endstation 35 bildet auch ausgewählte sowie computergespeicherte oder -erzeugte Daten in Kopieform.
Die CPU-Station 12 kann auch geeignet sein, andere Zentralstationen, ähnlich der Station 11, durch bloßes Verbinden ihrer
Datenvielfachleitung 31 mit der anderen Zentralstation über ein
geeignetes Interface, wie das in Figur 1 mit 37 bezeichnete, zu bedienen. Im System können alle Interface-Vielfachleitung-Verbindungen
mit Verbindungsgliedern oder Kabeln gebildet werden, die dieselbe Anzahl von Leitern wie die Vielfachleitungen haben. Diese
Verbindungen sind in Figur 1 mit Pfeillinien angedeutet.
Vor einer detaillierten Erläuterung der Art und Weise, in der die Daten im System mitgeteilt und benutzt werden, werden zusätzliche
allgemeine Eigenschaften der Bettstation Io in Figur 1 untersucht.
Jede Bettstation hat eine Anzahl von Funktionsblöcken, von denen einer durch die Bezeichnung 4o markiert ist. Es können so viele
Funktionsblöcke vorgesehen sein, wie bestimmte Arten von physiologischen Parametern oder anderen Daten zu behandeln sind. Beispielsweise
sind separate Funktionsblöcke für das EKG, den Blutdruck, die Körpertemperatur, die Blutgase wie CO2 und O2 und dergleichen
vorhanden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß diese Funktionsblöcke einfach eingestöpselt und von der bettseitigen
Datenvielfachleitung 13 abgenommen werden können, so daß ein System die Funktionsblöcke zum Ausmessen physiologischer Parameter
enthalten kann, welche im Hinblick auf die bestimmten Patientenerfordernisse am meisten für die jeweilige Versorgungsart geeignet
sind.· Das Merkmal des Einstöpseins erleichtert die Systemerweiterung
bei zunehmender Patientenanzahl. Es ermöglicht auch das Hinzufügen von Funktionsblöcken für Parameter, die in Zukunft von
medizinischem Interesse sein könnten oder für die entsprechende Fühler noch nicht entwickelt worden sind.
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Ein typischer Funktionsblock 4o enthält einen Fühler 5o zum Ableiten
physiologischer Informationen von einem Patienten P und zum Erzeugen elektrischer Signale oder einer Kurvenform entsprechend
einem physiologischen Parameter. Beispielsweise kann der Fühler ein Blutdruckwandler sein, der die Druckveränderungen in ein Kurvenformsignal
umwandelt. Unabhängig von der Art des abgeleiteten Signals wird dieses gewöhnlich verstärkt oder in anderer Weise verarbeitet,
und zwar in einer Vorrichtung, die als Signalbearbeitungsmodul 51 bezeichnet ist. So liegt ein analoges EKG-Signal im unteren
Millivoltbereich, und es ist erforderlich, dieses Signal zu verstärken und zum Ausschalten einer 6o-Hz-Interferenz oder eines
Rauscheinflusses zu filtern, wobei ferner die Grundfrequenz von etwa 28 Hz angehoben wird, bevor dieses analoge Signal in ein digitales
Signal umgewandelt wird. Die erforderlichen Verstärkungsund Filterkreise sind herkömmlich und dem Fachmann auf dem Gebiet
der biomedizinischen Elektronik bekannt. Das bearbeitete Parametersignal wird dann von seiner Analogform in eine binäre Digitalform
umgewandelt, und zwar in einem Analog-Digital-Wandler (A/D) 52, da
alle Informationen im neuen Patientendatensystem in Digitalform gesendet
und empfangen werden. Ein erwünschter A/D Konverter ist vom Sägezahntyp und im US-Patent 3 o51 939 beschrieben. In einer kommerziellen
Ausführungsform wurde ein ZD 461-Konverter bzw. Wandler
erfolgreich benutzt, der vom aufeinanderfolgenden Annäherungstyp ist und durch die Firma 'Zeltex, Inc., looo Chalomar Road, Concord,
California1 hergestellt wird. Weitere Informationen über die A/D-Wandlung
können aus dem Buch 'Computers in Biomedical Research1,
Academic Press, 1965, Band 2, Herausgeber R.W. Stacy und B.D. Waxman, insbesondere.unter Abschnitt A-I von Josiah Macy,Jr., entnommen
werden. Die Digitalsignale werden dann in einem Register oder in einer mit 53 bezeichneten Speichervorrichtung gespeichert.
Das Register kann zwei 4-Bit-Verriegelungen, wie beispielsweise den von zahlreichen Herstellern erhältlichen Typ 74175, enthalten.
In diesem System wird die Information gewöhnlich während eines kurzen'Zeitintervalls
gespeichert, und zwar zumindest an den Sende- und Empfangspunkten, da sie nicht blindlings auf die Datenvielfachleitungen
gegeben werden kann, sondern in einem richtigen Zeitspalt oder in synchroner Art aufgegeben und abgenommen werden muß.
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Die hierbei verwendete synchrone Datenübertragung ermöglicht das Entfernen und Hinzufügen von Stationen sowie Funktionsblöcken ohne
eine Neuverdrahtung bzw. Umdrahtung, was noch nachfolgend näher beschrieben wird. Die Funktionseinheit 4o ist über eine Interface-Einheit
54, die die Datenübertragung in der noch zu erläuternden Weise steuert, an die bettseitige Datenvielfachleitung 13 angekoppelt.
Die mit den Funktionsblöcken abgeleiteten Daten können in verschiedenen
Formen mittels einer Anzeigeeinheit 43 dargestellt werden, die einer jeden Bettstation zugeordnet ist. Die Anzeige 43 ähnelt
der Anzeige 22 in der Zentralstation 11 und enthält einen geeigneten Elektronikkreis zum Erhalten von Daten im geeigneten Format und
zum Anzeigen derselben auf einem Paar bettseitiger Oszilloskope bzw. Kathodenstrahlröhren 44 und 45. Das linke Oszilloskop 44 wird bei
einer Ausführungsform zum Anzeigen von alphanumerischen Daten und Alarminformationen benutzt, während das Oszilloskop 45 zum Anzeigen
einiger physiologischer Daten zusammen mit hinsichtlich physiologischen Parametern repräsentativen Kurvenformen verwendet wird. Die
Anzeigeeinheit 43 ist mit geeigneten Interface-Einheiten 47 und 48
an die Datenvielfachleitung 13 angekoppelt. Jede Bettstation hat
ferner eine Tastatur 46 zum Eingeben von Befehlssignalen für das System, wie zum Auswählen bestimmter Daten zwecks Anzeige und Mitteilung
an die Zentralstation 11. Die Tastatur 46 ist über eine Interface-Einheit 49 an die Vielfachleitung 13 angekoppelt, und sie
weist nicht dargestellte Steuerungen bzw. Überwachungen zum Überprüfen
der verschiedenen Systemverarbeitungsvorrichtungen für physiologische Daten auf. rienn beispielsweise geeignete Eichschalter
betätigt werden, werden die Funktionsblöcke auf Standardreferenzgrößen bezogen, und es wird eine vorbestimmte Anzahl bzw. Größe für
jeden abgeleiteten Parameter angezeigt, wenn die physiologische Verarbeitungseinrichtung und ihr zugeordneter Kreis richtig geeicht
sind.
In dem neuen System werden alle Daten in Digitalform unter Verwendung
von Vielfachleitungen 13 und 17 mitgeteilt, wobei die Vielfachleitungen
wenige Leiter entsprechend der Informationsmenge und
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der Übertragungsgeschwindigkeit enthalten. Die Vielfachleitung 31
in der CPU kann mehr Leiter als die Vielfachleitungen 13 und 17 haben.
Die Vielfachleitungen sind mit Vielfachleitungen ähnlicher Anzahl von Leitungen verbunden, die durch Pfeillinien in Figur 1 dargestellt
sind. Die Datenmitteilung erfolgt synchron, so daß keine digitalen Adreßsignale zum Übertragen oder Empfangen von Daten gesendet
werden müssen. Jedes Datenwort hat seinen eigenen, einmaligen Zeitspalt bzw. eine entsprechende Zeitlücke. Da'eine gewöhnliche
Adreßinformation vermieden wird, ergibt sich eine geringere Bit-Rate
und eine größere Unempfänglichkeit für Rausch- bzw. Störsignale. Da eine große Anzahl unbenutzter Zeitlücken erhältlich ist, ergibt
sich eine Systemerweiterbarkeit. Durch Entfernen irgendeiner
datenerzeugenden oder -empfangenden Einheit werden lediglich einige
Zeitlücken freigelegt. Die meisten Daten werden auf den Datenvielfachleitungen wiederholt, so daß sich ein großer Redundanzgrad ergibt
und Einzelbitstörungen oder übertragungsfehler ohne Folge sind. Das System ist somit einmalig, da es eine Verbindung von Untersystemen
miteinander ermöglicht.
Nachfolgend werden die Systemmerkmale des Datenverkehrs näher betrachtet.
Die Funktionen bzw. Aufgaben des Datenmitteilungssystems bestehen darin, Systembefehlssignale von den Tastaturen und von der
CPU zu allen anderen Teilen des Systems zu leiten, Daten von den Funktionsblöcken zu den Anzeigeformaterzeugern sowie zur CPU und
von der CPU zu den Formaterzeugern zu übertragen, ferner Systemalarmnachrichten
von den verschiedenen Systemkomponenten zu den Anzeigen und zur CPU zu führen und den Betrieb der verschiedenen Untersysteme
zu synchronisieren.
Ein grundsätzliches Systemmerkmal besteht darin, daß die die Daten
aussendenden Einheiten Digitalsignale in vorbestimmter Folge auf die Vielfachleitungen aufbringen und daß irgendeine Empfangseinheit,
die die bestimmten Datenwörter oder Bits empfangen soll, so gesteuert
wird, daß sie nur die bestimmten Daten gleichzeitig mit der Übertragung aufnimmt bzw. durchläßt. Somit ist jede Datenquellenoder -sendeeinheit der Steuerung durch einen Clock- bzw. Taktimpulszug
unterworfen. Jede Sende- und Empfangseinheit weist eine Zähl-
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Vorrichtung auf. Ein gemeinsames Synchronisiersignal wird erzeugt und allen Zählern zugeleitet, so daß sie gleichzeitig vom Zeitpunkt
Null zu zählen beginnen. Die Zähler sind Dekodiersteuerungen zugeordnet, die eine Datentastung von einer bestimmten Sendeeinheit auf
den Vielfachleitungen ermöglichen, und zwar in vorbezeichneten Zeitlücken für die verschiedenen Datenworte, die von den Sendeeinheiten
erzeugt werden. Die genannten Datenempfänger sind in ähnlicher Weise mit Zählern und Dekodiersteuerungen versehen, die für eine Echtzeitspeicherung
oder nachfolgende Verwendung synchronisiert werden, indem eine entsprechende Anzahl von Zählungen zum Tasten der dann auf
der Vielfachleitung erscheinenden Daten durchgeführt wird. In einer praktischen Ausführungsform beträgt die Clock- bzw. Taktfrequenz
65 536 Hz. Der Synchronisierkode ist auf dem Clocksignal als zwei Clockperioden überdeckender einmaliger Kode phasenmoduliert. Dieser
Kode wird zum Erzeugen eines Synchronisierimpulses pro 16 384 Clockperioden oder jeweils 25o Millisekunden wiederholt. Jedem synchronisierten
Impuls folgt ein Datenwortzug mit 2 o48 Digitalworten
oder Zeitlücken der Worte,die natürlich viermal pro Sekunde wiederholt
werden. Nur ein extrem großes System würde tatsächlich etwa die Wortkapazität ausnutzen, so daß im allgemeinen zahlreiche Zeitlücken
offen und für zusätzliche Vorrichtungen verwendbar sind, die ein Benutzer zum Vergrößern der Systemkapazität einsetzen möchte.
Jede Datenübertragung über die Systemdatenvielfachleitung erfolgt zu vorbestimmter Zeit, die durch Abzählen einer bestimmten Anzahl
von einem Systemsynchronisierimpuls folgenden Clockperioden erhalten wird. Da jedes Datenvielfachleitung-Interface denselben Synchronisierkode
empfängt und da jedes Interface an dieselbe Clockleitung angeschlossen ist, verwendet jedes Interface dieselbe Zeitgröße zum
Zählen, um jeden auf einen Datenempfang von der Vielfachleitung programmierten Empfänger zu weitgehend genau derselben Zeit zum Anschalten
zu veranlassen, wie die Daten von der Quellen- bzw. Ausgabeeinheit übertragen werden. In diesem typischen System können auf
den Vielfachleitungen während 12o Mikrosekunden Datenwörter erscheinen, und den programmierten Empfängern steht zur Abnahme dieser Daten
derartig viel Zeit zur Verfügung.
Die Leitungsaufbauten 13-17 und 31 sind nur zehn Leitungen breit
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oder enthalten mit anderen Worten in einer praktischen Ausführungsform zehn Leiter. Es sind acht Leitungen für das grundsätzliche Datenformat
vorhanden, das sich aus acht einzelnen Bitworten oder Bits zusammensetzt. Eine neunte Leitung ist für ein Paritätsbit vorgesehen,
und die zehnte Leitung dient zum Übertragen der Clockimpulse und des periodisch erscheinenden Synchronisierimpulskodes. Jede Dateneingabe
besteht aus ein oder mehreren Worten in gerader binärer, oktaler oder binärkodierter Dezimalform, und zwar je nach dem Bedarfsfall.
Der Datenaufbau und.das Format sowie die synchrone Weise, in der die Daten mitgeteilt werden, werden nachfolgend näher erläutert.
Zunächst wird ein typischer und als Funktionsblock 4o an der Bettstation Io aus Figur 1 bezeichneter Datensender und -empfänger
erläutert, um aufzuzeigen, wie typische Datenworte zusammengesetzt
sind, übertragen und empfangen werden.
Der typische Funktionsblock 4o besteht aus einer Anzahl von mit 5o-53
bezeichneten Unterblöcken. Der Funktionsblock weist einen Fühler 5o auf, der auf irgendeinen physiologischen Parameter anspricht, wie
auf den Blutdruck, das EKG, die Temperatur oder ähnliches. Dem Fachmann ist eine Vielzahl von Fühlern bekannt, so daß diese nicht erarbeitet
bzw. beschrieben werden müssen. Ein Fühler erzeugt gewöhnlich eine Analogspannung oder einen Analogstrom, die oder der in
FunktionsZusammenhang mit den Parameterveränderungen steht. Die Analogsignale
werden gewöhnlich in einem Signalbearbeitungsglied 51 verarbeitet, das einfach einen Impedanzanpassungsverstärker darstellen
kann. Nach der vorliegenden Erfindung werden die Analogsignale in einem im wesentlichen herkömmlichen Analog-Digital-Wandler 52 in
Digitalform umgesetzt. Die Digitaldaten werden gewöhnlich in einem
geeigneten Speicher gespeichert, der eine durch einen Block 53 symbolisierte
Verriegelung oder ein Register darstellen kann, so daß diese Daten je nach dem Bedarfsfall für eine Übertragung zu einer
anderen Stelle im System zur Verfügung stehen. Die gespeicherten Digitaldaten können ein Digitalwort enthalten, das den vom Fühler 5o
abgeleiteten Parameterwert repräsentiert. Die Dateninformation wird
zur bettseitigen Vielfachleitung 13 über eine Interface-Einheit 54
übertragen, die die Daten in der geeigneten Zeitlücke auf die Vielfachleitung
aufbringt. Es werden auch Interface-Einheiten benutzt,
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um die Digitaldaten zu geeigneter Zeit von einer Vielfachleitung
abzunehmen.
Das Interface 54 kann einen Paritätsbitgenerator und Kontrollkreis
(in Figur 1 nicht dargestellt) aufweisen, um dem binären Wort eine Null oder eine 1 zuzufügen und hierdurch die Gesamtzahl der Ziffern
ungerade zu machen. Die Funktionseinheiten in den Empfängern haben
natürlich übliche Paritätsbitprüfer, die bestimmen, ob ein Fehler in der Datenübertragung aufgetreten ist. Dieses geschieht durch
Feststellung, ob die Ziffern beim Empfang gerade sind.
Die Datenworte, die von einem Funktionsblock, wie dem Block 4o in Figur 1, oder irgendeiner der datenerzeugenden Einheiten gebildet
wurden, wie den Tastaturen 46 sowie 23 und der CPU 33, werden zu den verschiedenen Vielfachleitungen getastet, und zwar in der richtigen Zeitlücke relativ zu den Systemsynchronisationsimpulsen von
einem Haupttaktimpuls- und Synchronisationsimpulsgenerator 61. Dieser befindet sich an der Zentralstation, doch kann er auch an irgendeiner
Station angeordnet sein, die das Zeitverhalten für das gesamte System einschließlich der Komponenten in der Bettstation Io,
der Zentralstation 11 und der CPU-Station 12 bildet bzw. bestimmt. Jede Bettstation kann ferner ihren eigenen Clock- bzw. Takt- und
Synchronimpulsgenerator (nicht dargestellt) aufweisen, so daß bei einem Lösen oder einem Fehlverhalten des Generators an der Zentralstation
jede Bettstation weiterhin ihren eigenen Takt bildet, ohne daß ein Verlust der überwachungsfunktion an der Bettseite des Patienten
auftritt. Dies ist ein anderes Beispiel für ein leichtes Fehlschlagen. Auch werden irgendein Interface und seine zugeordnete
digitale Datenverarbeitungsvorrichtung durch Clock- und Synchronimpulse gesteuert, um die Daten von den Vielfachleitungen zu tasten.
Einige der Interface-Einheiten sind geeignet, die Digitaldaten zu und von den Vielfachleitungen zu takten bzw. zu tasten, was noch
näher erläutert wird. Im vorliegenden System werden die Synchroni sationsimpulse im Zuge der Clock- bzw. Taktimpulse kodiert und
durch das System geführt.
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dung mit dem schematischen Diagramm aus Figur 2 und unter Bezug auf
die Kurvenformen in Figur 4 beschrieben. Danach erfolgt eine Beschreibung
des in Figur 3 dargestellten Takt- und Synchronimpulsdekodierers.
Gemäß Figur 2 wird ein Kristalloszillator 7o zum Erzeugen einer stabilen Clock- bzw. Taktfrequenz benutzt, die durch zwei 4-Bit-Binärzähler
71 und 72 zur Erzeugung einer Clock- bzw. Taktfrequenz heruntergeteilt wird, welche in einer praktischen Ausführungsform
zu 65 536 Hz gewählt wurde. Diese Clockfrequenz erscheint am Stift
bzw. Punkt 9 des Zählers 72, und die hiervon ausgehende Leitung ist
mit A bezeichnet. Die Kurvenform der Clockfrequenz ist entsprechend in Figur 4 mit A belegt. Diese Clockfrequenz wird durch eine Gruppe
von Zählern 75, 76 und 77 um 14 mehr Pegel heruntergeteilt. Die
Ausgänge der Zähler 75-77 bilden Eingänge eines Paares von NAND-Gattern 78. und 79. Die letzteren sind mit in Reihe zu ihren Ausgängen
geschalteten. Inverterη 8o und 82 versehen. Die Ausgänge der
Inverter sind mit einem Paar von Eingangsanschlüssen eines anderen
NAND-Gatters 81 verbunden, dessen dritter Eingang an den Stift oder Punkt 11 des Zählers 72 angekoppelt ist. Die Zählpegel der Zähler
72 und 75-77 sind so gewählt, daß dann, wenn ihre Ausgänge gleichzeitig den Zustand einer logischen 1I1 annehmen, die Eingänge zum
NAND-Gatter 81 alle auf einer logischen Ί1 liegen und der Ausgang
dieses NAND-Gatters auf der Leitung C eine logische 'o'beinhaltet.
In diesem bestimmten Beispiel tritt das alle 25o Millisekunden oder
während jeder 16 384 Clock- bzw. Taktperioden auf. Die Phasenrelation des Signals auf der Leitung C relativ zur Clockfrequenz auf
der Leitung A ist in Figur 4 dargestellt. Die Taktfrequenz auf der Leitung A wird durch einen Inverter 83 umgekehrt, dessen Ausgang
als Leitung B bezeichnet ist und dessen Kurvenform in Figur 4 ähnlich
angegeben ist. Die Ausgänge der Inverter 83 sowie 84 führen zu den doppelten Eingängen eines NAND-Gatters 85. Die Leitung A und
die Leitung C sind entsprechend mit den Eingängen eines anderen NAND-Gatters 86 verbunden. Die Leitung C wirkt als Steuerleitung
für die Gatter 85 und 86, wobei zu jeder Zeit nur eines der Gatter
befähigt bzw. durchschaltbar ist. Wenn die Leitung C ein logisches
1I1 Signal annimmt, ist das Gatter 86 durchschaltbar, wodurch das
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Signal auf der Leitung A an der Leitung D erscheinen kann. Wenn jedoch die Leitung C einen logischen Ό1 Zustand annimmt, ist das
Gatter 85 durchschaltbar, wodurch das invertierte Signal der Leitung
A (Leitung B) auf der Leitung D erscheinen kann und wodurch eine Phasenumkehrung immer im logischen Ό1 Zustand der Leitung C
begründet wird, was alle 25o Millisekunden während zwei Clockimpulsen
der Fall ist. Das phasenmodulierte Signal ist in ähnlicher Weise in Figur 4 bezeichnet. Die Leitung D macht den Synchronkode
aus. Das auf der Leitung D entstehende Takt/Synchronsignal wird auf alle Datenvielfachleitung-Interface-Einheiten im System verteilt,
wo es durch den nachfolgend beschriebenen sowie in Figur 3 dargestellten Takt/Synchron-Dekodierkreis dekodiert wird.
Das Grundkonzept des in Figur 3 dargestellten Dekodierkreises besteht
in der Verwendung eines phasenstarren Schleifenkreises zum Erzeugen eines stabilen Phasenreferenzsignals. Dieses wird mit dem
phasenmodulierten Takt/Synchronsignal zum Dekodieren des periodischen
Synchronkode verglichen.
In Figur 3 wird das phasenmodulierte Signal auf der Leitung D als ein Eingang einem exklusiven GR- bzw. ODER-Gatter 9o eingegeben,
das als nicht invertierende Pufferstufe wirkt. Daher erscheint dasselbe
Signal wie auf der Leitung D auch auf der Leitung 91 und als Ausgang des Gatters 9o. Das Signal auf der Leitung 92 wird
einer phasenstarrenSchleife 93 über einen Filterkreis 94 zugeführt,
der in erster Linie einen Spannungsteiler darstellt, um bei dieser Ausführungsform die Spannung auf der Leitung 92 von 5 Volt auf 1
Volt abzusenken. Der Kreis 95 enthält ein Potentiometer und einen in Reihe geschalteten Widerstand, der in Verbindung mit dem Kondensator
96 die Freilauffrequenz der phasenstarren Schleife 93 bestimmt. Die beiden Kondensatoren Io5 und Io6 im Kreis 95 beziehen
sich auf die Stabilität und den Fangbereich des phasenstarren Gliedes.
Sein Phasenvergleichskreis erfordert ein Referenzsignal, das zur Erzielung eines stabilen Ausgangssignals eine Phasenverschiebung
von 9o in bezug auf sein Eingangssignal hat. Der Ausgang der phasenstarren Schleife ist über einen Transistor 98 und ein als
Inverter arbeitendes exklusives OR- bzw. ODER-Gatter an einen Pha-
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senschieber 97 angekoppelt, der als integrierter Kreis ein Flip-Flop
vom Typ 7474 darstellt. Die Stifte bzw. Anschlüsse 12 und 5
des Phasenschiebers 97 sind mit der phasenstarren Schleife 93 über
eine Leitung E verbunden, auf der das Referenzsignal in bezug auf
die Takt/Synchronphase eine 9o -Phasenverschiebung hat, was zum Steuern des phasenstarren Schleifenkreises benutzt wird. Die Signalform
der Leitung E und ihre Phasenbeziehung sind in Figur 4
dargestellt. Der Phasenschieber 97 erzeugt ein anderes Ausgangssignal, das die auf der. Leitung F erscheinende Clock- bzw. Taktfrequenz
darstellt und eine Phasenbeziehung entsprechend der Kurvenformdarstellung in Figur 4 hat. Das Signal auf der Leitung F,
das sich in Phase mit der Takt/Synchronleitung befindet, wird zum Demodulieren des Synchronsignals benutzt.
Eine entsprechende Information bezüglich phasenstarrer Schleifen
(PLL) ergibt sich aus dem Buch 'Analog Integrated Circuit Design1
von A.B. Grebene, Van Nostrand Rheinhold Co., 1972, Library of Congress Catalog Card No. 72-3869, Seiten 298-326. Siehe insbesondere
Seite 3o7, Fig. 9.2o und die entsprechende Beschreibung. Für die PLL 93 in Figur 3 wurde ein Signetics Typ NE 565 benutzt. Entsprechend
der obigen Angabe stellt der in der PLL benutzte Phasenschieber 97 ein Flip-Flop vom Typ 7474 dar, das als Zähler zum .Teilen
durch N mit N = 2 dient und beim Kreis aus Fig. 9.2o erforderlich ist. Weitere Informationen hinsichtlich der PLL-Glieder ergeben
sich aus dem Grundbuch 'Phase Lock Techniques' von F.M.Gardner, Wiley, New York, 1966.
Die Demodulation des Synchronkode wird vom integrierten exklusiven
OR-Gatter 99 vorgenommen. An diesem entsteht ein Ausgangssignal mit
hochliegendem Pegel immer dann, wenn die Signale auf den Leitungen D und F außer Phase sind. Sein Ausgangssignal erscheint auf der Leitung
G, die einen Eingang eines integrierten Schieberegister loo darstellt, welches im Fall einer tatsächlichen Ausführungsform vom
Typ "74195 ist. Die Ausgänge des Registers loo erscheinen auf den Leitungen H, I, J und K/ wobei ihre Phasenbeziehungen in Figur 4
ähnlich bezeichnet sind. Die Leitungen H-K sind als Eingänge an ein NAND-Gatter lol angeschlossen. Wenn sich alle vier Ausgangsleitun-
. - 16 -
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gen des Schieberegisters auf einem hochliegenden Pegel befinden, erzeugt das NAND-Gatter lol einen auf der Leitung L erscheinenden
Synchronimpuls, wobei die Kurvenform und Phasenbeziehung in bezug auf das Clock- bzw. Taktsignal an der Leitung F in Figur 4 dargestellt
sind. Die Clock- und Synchronimpulse werden laufend auf einen der für diesen Zweck in jeder der Vielfachleitungen zusätzlich
vorhandenen Leiter übertragen. Daher wird das kodierte und vom Clockimpuls- sowie Synchronkodegenerator aus Figur 2 erzeugte
Signal mittels der Vielfachleitungen durch das System geführt, und dieses Signal wird am Verwendungspunkt durch ein geeignetes Interface
unter Verwendung des Takt/Synchrondekodierers aus Figur 3 dekodiert. Wie bereits früher erläutert wurde, wird der Synchronkode
in einer kommerziellen Ausführungsform wiederholt, um alle 16 384 Clockperioden oder alle 25o Millisekunden einen Synchronimpuls zu
erzeugen, so daß sich vier Synchronimpulse pro Sekunde ergeben. Jedem Synchronimpuls folgt ein Datenwortzug von 2 o48 Digitalworten,
wobei der Zug viermal pro Sekunde oder alle 25o Millisekunden wiederholt wird. Ein Digitalwort kann so viele Bits haben, wie Leiter
vorhanden sind, um die Bits gleichzeitig in den Vielfachleitungen zu übertragen. Im vorliegenden Fall sind acht solche Bitleitungen
in den Vielfachleitungen vorgesehen, und es sind, wie bereits erwähnt wurde, neunte und zehnte Leitungen für die Paritätsbits und
Takt/Synchronimpulse vorhanden. In der dargestellten Ausführungsform
werden die Datenworte von den verschiedenen Sendevorrichtungen in vorbestimmter, sich wiederholender Folge auf die Vielfachleitungen
aufgebracht. Irgendein identifiziertes Datenwort befindet sich stets in derselben Zeitlücke in bezug auf den Synchronimpuls. Die Worte
werden in aufeinanderfolgenden Blöcken übertragen, von denen in einer Ausführungsform 128 vorhanden sind. Dies vereinfacht das Dekodieren.
Jeder Block enthält 16 Digitalworte. Nunmehr werden die Art und Weise, in der die Interface-Einheiten die Worte dekodieren,
sowie Blöcke zum Senden oder Empfangen mittels ihrer zugeordneten Vorrichtungen erklärt.
Der soeben beschriebene Takt/Synchrondekodierer in Figur 3 wird in
jedem Interface verwendet, das Vorrichtungen zugeordnet ist, welche Digitaldaten empfangen, senden oder empfangen und senden. Ein typi-
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sches Empfänger-Interface ist in Blockform in Figur 8 dargestellt.
Dieses Interface kann ähnlich dem Interface 47 aus Figur 1 sein, dem eine dynamische Anzeige 45 zugeordnet ist. Ein Takt/Synchrondekodierer
wie der in Figur 3 detailliert dargestellte ergibt sich in Blockform aus Figur 8 und ist mit Ho bezeichnet. Das kodierte
Clock- bzw. Taktsignal kommt in Figur 8 auf der Leitung 111 an, die von der Leitung D, dem Ausgang des Takt/Synchrongenerators in Figur
2, gespeist wird. Das Ausgangssignal vom Takt/Synchrondekodierer Ho besteht aus einer durchgehenden Reihe von auf der Leitung 113
erscheinenden Clockimpulsen. Die abgetrennten Synchronimpulse erscheinen auf der Leitung 112. Diese Clock- bzw. Takt- und Synchronimpulse
werden zu einer allgemein mit der Hinweiszahl 114 belegten Binärzählerreihe geleitet. Die Binärzähler in diesen und allen anderen
Interface-Einheiten werden getriggert, um mit dem Zählen der Clockimpulse zu beginnen, wenn sie den gleichzeitig im gesamten System
entstehenden Synchronimpuls empfangen. Ein Wort- und Blockbestimmungsdekodierer
wird zum Zählen der einzelnen Digitaldatenworte entsprechend der von den Binärzählern erzeugten Zählungen und
zum Zählen der Blöcke benutzt. Wenn der Dekodierer feststellt, daß
ein bestimmtes oder einzelnes Datenwort in einem bestimmten, gezählten Block aufgetreten ist, erzeugt der Dekodierer 115 einen Ausgangsimpuls.
Ankommende Digitaldatenworte bestehen in diesem Fall aus acht das Wort bildenden Binärziffern und einem Paritätsbit, wobei
dieser Informationsgehalt auf einer Datenvielfachleitung 116 mit zehn Leitern ankommt. Wie bereits zuvor erwähnt wurde, gelangt
das kodierte Clocksignal über den Leiter 111, der den zehnten Leiter der Datenvielfachleitung darstellt.
Jedes Empfänger-Interface wie dasjenige in Figur 8 hat einen Eingangspuffer
und Verriegelungen bzw. Verklinkungen, was durch die
Hinweiszahl 117 in Blockform angezeigt ist. Die Digitalworte auf der Datenvielfachleitung werden in die Eingangspuffer und Verriegelungen
eingetastet, wenn der Bestimmungsdekodierer einen Abtastim puls erzeugt, und zwar gleichzeitig mit dem Auftreten eines beetimmten Datenwortes auf den Datenleitungen, das durch das jeweilige Interface angenommen werden soll. Beispielsweise können die
Datenworte von den Datenvielfachleitungen zu den Verriegelungen in
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etwa 12o Mikrosekunden übertragen werden. Der als Eingangspuffer
und Verriegelung in Figur 8 dargestellte Block 117 hat natürlich auch Mittel zum Durchführen einer Paritätsbitüberprüfung. Wenn die
Parität falsch ist, wird der Abtastimpuls vom Dekodierer 115 nicht die Verriegelungen 117 zur Annahme der Daten von der Datenvielfachleitung
veranlassen. Ein Übertragungsfehler in einem Datenwort führt gewöhnlich nicht zu einer negativen Beeinflussung der Empfangsvorrichtung.
In Abhängigkeit von der Kategorie des Datenwortes kann dasselbe Wort in weniger als 2 Millisekunden im Fall eines
Wortes von der CPU wieder erscheinen oder auch niemals wieder erscheinen, wenn es sich um vorübergehende Wellenformwerte oder physiologische
Parameterworte handelt, wobei in den letzten beiden Fällen die letzten korrekten Daten in der Verriegelung verbleiben,
bis die neuen korrekten Daten ankommen. Im Fall von Systembefehlen, die einen konstanten bzw. durchgehenden Zug von Worten darstellen,
leitet die Bedienungsperson den Befehl ein, so daß ein Datenwortausfall unerheblich ist.
In Figur 8 begrenzt ein mit gestrichelten Linien dargestelltes
Rechteck 118 einen Block, der Speicherverarbeitungs- und Konvertervorrichtungen bildet. Solche Vorrichtungen zum Speichern von Digitaldatenworten
oder Bits und zum Umsetzen derselben in Analogform oder zum Verwenden derselben zwecks Bildung einer bestimmten Funktion
sind dem Fachmann geläufig und müssen nicht genau beschrieben werden. Die Daten, in welcher Form sie auch verarbeitet werden,
können zum Betreiben einer Anzeige benutzt werden, wie diejenige im gestrichelten Block 119 in Figur 8. Die alphanumerische Anzeige
44 in Figur 1 ist eine typische Vorrichtung, die mit einer von einer entfernten Quelle über eine Datenvielfachleitung 116 empfangenen
Digitalinformation betrieben werden kann.
Ein typisches Transmitter-Interface, wie das dem Funktionsblock 4o
in Figur 1 zugeordnete Interface 54, ist in Figur 9 in Blockform dargestellt und wird nunmehr kurz beschrieben. Diese Art von Interface benutzt ebenfalls einen Takt/Synchrondekodierer 125, der das
kodierte Takt/Synchronsignal von einer Datenvielfachleitung 123 empfängt. Der Dekodierer trennt die Synchronimpulse von den Taktimpul-
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sen und benutzt die an der Leitung 126 erscheinenden Synchronimpulse
zum Starten der. Binärzähler 127, welche die vom Dekodierer
über eine Leitung 124 freigegebenen Clockimpulse zählen. Ein Wort-
und Blockbestimmungsdekodierer 128 zählt die Clock- bzw. Taktimpulse
und erzeugt ein Ausgangssignal zu einer Zeit entsprechend der Zelt, zu der die einzelnen Datenworte vom einzelnen Transmitter
auf die Datenübertragungsvielfachleitung 12? gebracht werden sollen. Wenn mit anderen Worten der Dekodierer einen Abtastimpuls erzeugt,
befähigt dieser einen Datenvielfachleitungstreiber 13o zum Übertragen
der erhältlichen Digitaldaten auf die Datenvielfachleitung 129 innerhalb der passenden Zeitlücke. In Figur 9 können die Daten
von irgendeiner Funktionseinheit, wie die der Einheit 4o in Figur 1, abgeleitet werden. Wie im Fall der vorhergehenden Figur werden
die Daten von einem Patienten 131 mittels eines Fühlers 132 für physiologische Parameter abgeleitet. Die Fühlersignale liegen gewöhnlich
in Analogform vor und werden in der erwähnten Weise bearbeitet sowie in einer geeigneten Vorrichtung 133 (Zentralverstärker
und Konverter) in Digitalform umgesetzt, wobei die so erzeugten Digitaldatenworte
für die Datenvielfachleitungstreiber 13o zwecks übertragung auf die Datenvielfachleitung 129 in der geeigneten
Zeitlücke verfügbar gemacht werden.
Das System verwendet auch Interface-Einheiten, die zum übertragen
von Daten zu den Vielfachleitungen und zum Empfangen von Daten von
den Vielfachleitungen geeignet sind. Solche Sende-Empfangs-Interface-Einheiten
müssen nicht detailliert beschrieben Werden, da sie vom Fachmann unter Berücksichtigung der vorstehenden Beschreibung
der einzelnen Transmitter- und Empfangs-Interface-Einheiten leicht
entworfen werden können.
Eine typische Kombination von Binärzählern und einem Wort- sowie
Blockbestimmungsdekodierer ist in Figur Io dargestellt. Diese Kombination
entspricht den Zählern 114 sowie dem Dekodierer 115 in Figur 8 und dem Zähler 127 sowie dem Dekodierer 128 in Figur 9. Wie
allgemein bereits erläutert wurde, umfaßt der Wort- und Blockdeko-
dierer die verschiedenen Zählerstufen der Binärzähler und erzeugt
die Zeitintervalle, bei denen die zugeordnete Vorrichtung Daten
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überträgt oder empfängt. In dieser bestimmten Ausführungsform befinden
sich 2 o48 Zeitintervalle in einer Reihe von 128 Blöcken, von denen jeder 16 Digitalworte in vorbeschriebenen Zeitlücken hat.
In Figur Io sind vier Teilerzähler mit dem Teilerverhältnis N mit
14O-143 bezeichnet. Der Stift bzw. Anschluß 14 des Zählers 14o empfängt die Clock- bzw. Taktimpulse, von denen der Synchronimpuls'
abgetrennt wurde. Die Zähler sind alle auf Null zurückgestellt, und sie können beim Empfang eines über die Leitung 144 gelangenden Synchronimpulses
an ihren Anschlüssen bzw. Stiften 2 und 3 mit dem Zählvorgang beginnen. Bestimmte Ausgänge vom Zähler I4o sind mit
TO bis T3 bezeichnet, welche zu einem NAND-Gatter 145 führen. Dem Anschluß T2 ist ein Inverter 144 in Reihe geschaltet. Der Ausgang
des NAND-Gatters 145 erzeugt in der Mitte einer einem Datenwort zugeordneten
Zeitlücke einen Impuls. Mit anderen Worten bildet das NAND-Gatter 145 einen Ausgangstastimpuls in der Mitte eines Intervalls
bei niedrig liegendem WO-Impuls, und es erzeugt einen anderen Tastimpuls in der Mitte des nächsten Intervalls bei hochliegendem
WO-Impuls. WO ist die die Anzahl der Worte in dem Zug bestimmende 'Basisfrequenz. Eine Hälfte einer WO-Periode enthält ein Datenwort.
Der Tastimpuls wird einem NOR-Gatter 147 eingegeben, dessen Ausgang den Zeittastimpuls darstellt, wie es in Figur Io angegeben ist. Der
Grund für einen erwünschten Tastimpuls besteht darin, daß die Verriegelungen kanten- bzw. flankengetriggert sind, und es ist erwünscht,
die Datenworte in der Mitte des Zeitintervalls, während dessen das Wort auf den Datenvielfachleitungen auftritt, in die
Verriegelungen einzugeben. Dadurch wird sichergestellt, daß die Worte zu oder von den Datenvielfachleitungen ohne Überlappung mit
der nächsten Zeitlücke übertragen werden.
Die Zähler I4o und 141 in Figur Io weisen mit W0-W3 bezeichnete Ausgänge
auf. Diese sind mit den Eingängen eines NOR-Gatters 149 verbunden, wobei WO-W3 die 16 Datenworte ausmachen. Das NOR-Gatter
überwacht die Zähler I4o und 141, um die Position des Wortes in
einem Block von 16 aufeinanderfolgenden Datenworten zu bestimmen. Ein Umschalten von zwei Eingangsleitungen WO-W3 zum NOR-Gatter 149
führt zu einem Schalten seines Ausganges zu einer anderen Zeit, so
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daß ein anderes Wort in einer anderen Zeitlücke in dem bestimmten Block ausgewählt wird.
Die Zähler 141, 142 und 143 haben ferner mit A0-A6 bezeichnete Ausgangsklemmen.
Eine Gruppe dieser Ausgänge ist mit den Eingängen eines NOR-Gatters 15o verbunden, während eine andere Gruppe zu
einem NOR-Gatter 151 führt. Die NOR-Gatter I5o und 151 dienen zum Auswählen des Blocks, in dem ein interessierendes Datenwort erscheint.
Wie bereits erwähnt wurde, befinden sich im vorliegenden System 128 mal 16 Wortblöcke bzw. 2 o48 Worte in einem Zug. Die
Eingangsverbindungen zu den NOR-Gattern 15o und 151 können zum Auswählen unterschiedlicher Blöcke verändert werden. Die Kombination
der Ausgänge von den NOR-Gattern 149-151 wird einem NAND-Gatter 152 eingegeben. Das Ausgangssignal dieses NAND-Gatters tritt auf, wenn
die richtige Kombination von Wortzeit und Blockzeit vorliegt. Auf diese Weise kann die Zeit zum Übertragen oder Empfangen eines bestimmten
Wortes in dieser Zeitlücke bestimmt werden. Der Ausgang des NAND-Gatters 152 führt zu einem Inverter 153, dessen Ausgangssignal
den Wortzeitsteuerimpuls zum Steuern der Gatter darstellt, die die Daten in bezug auf eine Datenvielfachleitung übertragen.
Ein Transmitterdekodierer benutzt alle in Figur Io dargestellten Gatter mit Ausnahme der Glieder 145-147. Ein Empfänger würde alle
anderen Vorrichtungen verdoppeln und die Glieder 145-147 enthalten.
Der Ausgang des Gatters 147 würde die Verriegelungen zum Empfangen
des Datenwortes betätigen.
Figur 11 zeigt die Verriegelungen in Blockform, die in den verschiedenen
Interface-Einheiten zum Halten bzw. Speichern eines Datenwortes benutzt werden, um dieses nach der Abnahme von der Vielfachleitung
zu verwenden oder in der für das jeweilige Wort richtigen Zeitlücke auf eine Vielfachleitung zu übertragen. In Figur 11 sind
zwei 4-Bit-Verriegelungen 16o und 161 dargestellt. Die ankommenden-Digitalwortbits
von der Datenvielfachleitung befinden sich auf einer Anzahl von Leitungen, die der Anzahl der Datenvielfachleitun-
gen entsprechen und mit B0-B7 bezeichnet sind. Zusätzlich zu diesen
acht Datenbits ist ein von der neunten Leitung der Datenvielfach
leitung ankommendes Paritätsbit vorhanden. Alle ankommenden Leitun-
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gen haben einen Inverter, wie den Inverter 162. Ein Paritätsbitprüfer
163 dient zum Überprüfen, ob das ankommende Datenwort eine ungerade oder gerade Anzahl von Bits hat. Wenn im vorliegenden Beispiel
eine ungerade Parität benutzt wird, würde eine gerade Bitanzahl in einem Digitalwort einen Fehler anzeigen, und das Wort würde
an einem Einlesen in die Verriegelungen gehindert werden. Ein Leiter eines achtadrigen Kabels 164 ist mit jeder der Bitleitungen und
dem Paritätsprüfer verbunden. Angenommene Binärworte werden von den Verriegelungen auf den Leitungen bO-b7 ausgegeben, und zwar entsprechend
den Eingangsleitungen. Die Verriegelungen werden durch ein Tor bzw. eine Torschaltung 165 zum Aufnehmen eines Wortes veranlaßt.
Das Tor erhält als Eingangssignale das Ausgangssignal des Paritätsprüfers und die Abtast- sowie Steuerimpulse vom Dekodierer.
Wenn bei richtiger Parität ein Abtastimpuls auftritt und das Tor vom Dekodierer angesteuert wird, erfolgt ein Abtasten bzw. Ansteuern
der Verriegelungen durch das Tor zwecks Annahme der Daten von der Vielfachleitung.
Figur 12 zeigt ein Blockdiagramm eines typischen Datenvielfachleitungstreibers.
Diese Vorrichtung wird dazu benutzt, die erzeugten Daten von ihrer Quelle zu einer Datenvielfachleitung zu übertragen.
Der Treiber enthält neun NAND-Gatter 17O-178, und die erzeugten Datenbits
erscheinen an den entsprechenden Eingangsanschlüssen bO-b7. Diese Bits können nicht durch die Gatter bzw. Tor schaltungen zu den
Ausgängen BO-B7 gelangen, bevor die Torschaltungen durchgesteuert
werden. Ein Steuerimpuls von einem Steuer- bzw. Zeitgeberdekodierer 179 aus Figur 12 wird einem Satz von entsprechenden Eingängen der
NAND-Gatter 17o-178 zugeleitet, wenn das Datenwort in der richtigen
Zeitlücke getastet werden soll. Die Treiberanordnung der Datenvielfachleitung
hat ebenfalls einen Paritätsbitgenerator 18o mit einem abführenden mehradrigen Kabel 181. Einer seiner Leiter führt zu
entsprechenden Eingangsanschlüssen der verschiedenen Gatter. Auf diese Weise bestimmt der Paritätsgenerator, ob das von den NAND-Gattern
zu den Bits BO-B7 verarbeitete Datenwort eine ungerade oder
gerade Bitanzahl hat. Wenn die Anzahl ungerade ist, steuert der Pa ritätsgenerator das Paritätsbittor 178 an, so daß dieses ein Bit
erzeugt, das in Verbindung mit den Ausgangsbits BO-B7 ungerade ist.
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Wenn irgendein ankommendes Bit vorhanden ist und ein Eingangsanschluß
eines NAND-Gatters I7o-178 hochliegt, nimmt der Ausgang dieses NAND-Gatters einen niedrigen Pegel an, was bedeutet, daß die
Datenbits durch Erden der Leitung für das jeweilige Bit in der Datenvielfachleitung
übertragen werden .Alle die Funktionseinheiten in einer Bettstation, wie eine typische Station lo, mit einer bettseitigen
Datenvielfachleitung 13 koppelnden Interface-Einheiten, wie die Einheiten 48, 49 und 54, sollten vom gleichen grundsätzlichen
Interface-Typ sein. Die die Funktionseinheiten in der Zentralstation 11 mit der Zentralstationsvielfachleitung 17 koppelnden Interface-Einheiten
26-29 sind ebenfalls einander gleichartig und entsprechend den Interface-Einheiten 48, 49 und 54 aufgebaut. Alle
diese Interface-Einheiten haben einen Clock- bzw. Takt- und Synchronimpulsdekodierer
wie denjenigen aus Figur 3 zum Erzeugen getrennter Clock- und Synchronimpulse. Sie haben ferner Datenblock-
und Wortdekodierer wie den im Zusammenhang mit Figur Io beschriebenen
und dargestellten zur Erzielung von Zeittast- und Wortzeitsteuerimpulsen
zu einer Zeit, die einer Zeitlücke oder der Übertragungszeit eines Digitalwortes entspricht, welches der bestimmte Dekodierer
einsetzen soll. Der Wort- und Blocksteuerungsdekodierer 115 in einem typischen Empfänger-Interface ist in bezug auf die anderen
Komponenten in Figur 8 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Binärzähler 114 in Figur 8 zusammengefaßt dieselben wie die Zähler
14O-143 im Dekodierer aus Figur Io sind.
Das in Figur 9 gezeigte typische Transmitter-Interface hat auch einen Takt/Synchrondekodierer 125, wie er detailliert in Figur 3
dargestellt ist. Ferner weist dieses Interface in Figur 9 den Binärzählerblock 127 auf, der die Gruppe der Zähler I4o-143 in Figur
10 repräsentiert, während der Wort- und Blockzeit- bzw. -steuerungsdekodierer
128 die anderen Logikkreiselemente und den Kreis aus Figur Io repräsentiert.
Der ■Tastimpulseingangspuffer- und Verriegelungsblock 117 im Empfänger-Interface
in Figur 8 setzt sich aus den Komponenten aus Figur
11 zusammen, wo die Inverter 162 die Eingangspuffer darstellen. Es
werden Inverter vom Typ 74o4 benutzt, doch können auch andere kom-
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merziell erhältliche Typen verwendet werden. Die Verriegelung im
Block 117 aus Figur 8 entspricht dem Äquivalent des Paares von 4-Bit-Verriegelungen
16o und 161 in Figur 11. Die Verriegelungen werden benutzt, um 8-Bit-Datenworte verarbeiten zu können. Es werden
Verriegelungen vom Typ 74175 verwendet, der für jede Verriegelung im System benutzt werden kann. Die Verriegelungen stellen im
wesentlichen parallel zugängliche Schieberegister dar, die gleichzeitig eine Eingangsansteuerung einer jeden Stufe zulassen. Die
Verriegelungen speichern ein Datenwort, das bis zu 8 Bits enthält.
Der Transmitterteil der Interface-Einheiten enthält auch die in Figur 12 dargestellten und sonst detailliert beschriebenen Datenvielfachleitungstreiber.
Der Empfängerteil der Interface-Einheiten enthält Paritätsbitprüfer, wie das Glied 163 in Figur 11, und der
Transmitter verwendet Paritätsbitgeneratoren, wie das Glied I8o aus Figur 12. Die benutzten Paritätsbitvorrichtungen sind vom Typ
74l8o. Der Fachmann ist auf dem Gebiet der Paritätsbitfehlerprüfung bewandert oder kann leicht entsprechende Informationen aus dem Buch
"Logic Design of Digital Systems', D.L. Dietmeyer, 1971, veröffentlicht
von Allyn und Bacon, Library of Congress No. 72-134847, insbesondere
Kapitel 1.9, Seite 49 ff., und aus der dort zitierten Bibliographie entnehmen. Weitere Informationen ergeben sich aus
dem klassischen bzw. grundsätzlichen Buch 'Error Detecting and Error Correcting Codes', R.W. Hamming, Bell Systems Technical Journal,
Band 29, Nr. 2, April 195o, Seiten 147-I6o.
Interface-Einheiten 18-21 zwischen den entsprechenden bettseitigen
Datenvielfachleitungen 13-16 und der Zentralstationsdatenvielfachleitung 17 können jeweils einen Satz von doppelseitig synchronbetriebenen
Schaltern enthalten, nämlich einen für jedes Datenbit und einen für die Paritätsbits und die synchronimpulskodierten Clockimpulse.
Daher könnte der Schaltersatz im Interface 18 geschlossen werden, wenn es erwünscht ist, Daten von der bettseitigen Vielfachleitung
13 zur Zentralstationsvielfachleitung 17 oder umgekehrt zu übertragen. Die anderen Interface-Einheiten 19, 2o und 21 könnten
folglich geschlossen werden, um Daten zwischen den bettseitigen Stationsvielfachleitungen 14, 15 und 16 und der Zentralstationsviel-
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fachleitung 17 zu übertragen. Da jedoch ein beträchlichter Abstand
zwischen einer Zentralstationsvielfachleitung 17 und den einzelnen
bettseitigen Vielfachleitungen 13-16 vorliegen kann, ist es bevorzugt,
die einzelnen Bitströme zu verstärken, um den durch die Leitungsimpedanz
begründeten Abfall zu überwinden und das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Die Interface-Einheiten zwischen
den Vielfachleitungen sorgen auch für eine Isolation gegen eine
Hochspannung, die zufällig auf die Vorrichtungen im System gelangen könnte. -
Obwohl die Komponenten nicht dargestellt sind, kann ein Interface
zwischen den Vielfachleitungen eine Treiber- und Empfängerkombination aufweisen, wobei ihre Ausgänge und Eingänge an jedem Ende entsprechend
mit Primärwindungen von isolierenden bzw. trennenden Impulstransformatoren verbunden sind. Für jedes Datenbit und für die
Takt/Synchronimpulse ist eine solche Anordnung vorhanden. Die Sekundärseiten des Transformators sind mit den langen Leitungen zwi sehen
entfernten Vielfachleitungen verbunden. Wenn der Treiber
einer Vielfachleitung durch einen synchronisierenden Clockimpuls angesteuert wird, wird gleichzeitig der Empfänger an der anderen
Vielfachleitung erregt. Das System kann auch umgekehrt betrieben werden, so daß die Daten in beiden Richtungen übertragbar sind.
Digitalslgnaltrennungstechniken sind in der Zeitschrift 'Instrumentation
Technology1, Juli,1973, Seiten 6o ff., beschrieben.
Die die Zentralstationsvielfachleitung 17 an die Vielfachleitung
31 der CPth-Station ankoppelnden Interface-Einheiten 32 und 37 entsprechen bis auf ihre Zeitsteuerung im wesentlichen den Interface-Einheiten
18-21.
Die Vielfachleitungen in diesem System führen fünf verschiedene Informationskategorien. Die erste Kategorie stellt Systembefehle
dar, die-: an drei unterschiedlichen Stellen erzeugt werden können,
nämlich an der bettseitigen Tastatur 46, den zentralen Tastaturen
23 oder der CPU. Diese Befehle können neue Alarmgrenzen setzen, das
Anzeigeformat ändern, Test- oder Eichvorgänge einleiten und äußere
Anlageteile steuern, um einige Beispiele zu nennen. Der grundsätz-
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liehe Systembefehl besteht aus einem Befehlswort mit acht Bits und
einem Paritätsbit. Jeder Befehl besteht aus speziellen Kodebits, die die Art und Bestimmung anzeigen. Die Kodebits werden von den
Systemkomponenten dazu verwendet, die an sie adressierten Kommandos
bzw. Befehle zu identifizieren. Im Fall eines Befehlswortes mit acht Bits können die vier am wenigsten bedeutungsvollen Bits den
Befehl bilden, während zwei der bedeutensten Bits die Art des Befehls
angeben können, das heißt, ob er aufeinanderfolgend für eine allgemeine Steuerung oder numerisch ist. Und zwei bedeutende Bits
werden zur Anzeige des Bestimmungsortes benutzt, das heißt, ob der
Befehl zur bettseitigen Anzeige, zur Zentralstation, zum Rechner oder an eine sonstige Stelle im System gelangen soll. In dem in Figur
5 gezeigten und später detailliert beschriebenen Format der Datenvielfachleitung
sind die Systembefehlsworte durch die Buchstaben KA bis KD bezeichnet. Die Systembefehle haben den Zweck, ein auf
die Bedienungsperson ansprechendes Untersystem zu erhalten, um beispielsweise von der Bettstation Io aus einen Streifenblattschreiber
an der Zentralstation 11 anzuschalten oder eine Information von der CPU 33 zu erhalten. Systembefehle werden nur einmal erzeugt.
Zur Kategorie der Kommandos gehört auch ein anderer Befehlstyp, der
aus Bequemlichkeitsgründen als Direktleitungsbefehl (DLC) bezeichnet
wird. Während die Systembefehle gewöhnlich als dreiziffriges Oktalkodewort ausgedrückt werden, werden die Direktleitungsbefehle
allgemein durch Ändern eines einzelnen Bits in einem Wort erzeugt. DLC-Befehle werden bis zum Aufheben durch die Bedienungsperson kontinuierlich
gebildet. Die Verwendung bzw. Funktion wird durch einen Systemtest beim Niederdrücken eines geeigneten und nicht dargestellten
Druckknopfes auf einer der Tastaturen 23, 46 versinnbildlicht, hierdurch werden die Funktionsblöcke, wie der Block 4o, dazu veranlaßt,
gespeicherte Testdaten für Eichzwecke zu erzeugen. Jedes Bit dieser Befehlskategorie wird mit einer festen Wiederholungsrate als
kontinuierlicher Bitstrom solange erzeugt, wie die Eingangsvorrichtung
aktiviert bleibt. Die Empfangseinheit wandelt diesen Bitstrom in einen gleichbleibenden Logikpegel um, der solange wie der Verlauf
des Bitstromes gehalten wird. Direktleitungsworte sind im Datenvielfachleitungsformat
aus Figur 5 durch die Buchstaben DL be-
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zeichnet, denen ein Paar weiterer und den individuellen Befehl anzeigender
Buchstaben folgt. Der Ausdruck 'Direktleitung· wird benutzt, um anzuzeigen, daß der auf die Vielfachleitung aufgebrachte
kontinuierliche Bitzug die betriebliche Wirkung eines die Sendeeinheit und Empfangseinheit des Befehls direkt verbindenden Drahtes
hat.
Eine andere Informationskategorie umfaßt die gemessenen Werte der physiologischen Parameter. Eine Aufgabe des Systems besteht im Messen
sowie Ableiten von Parameterwerten und im Anzeigen derselben für eine medizinische Verwendung. Das Datenübertragungssystem führt
diese durch Digitalworte dargestellten Parameter von ihrem Ableitungsort dorthin, wo sie benutzt oder angezeigt werden. Das System
weist auch Indikatoren für Systemalarme, Trendwerte und Trendalarme auf. Die den Trend eines Parameters anzeigenden Daten werden in der
CPU gespeichert, und die hiermit verbundene Information ist so umfangreich, daß die meisten Parameter in drei aufeinanderfolgenden
Worten ausgedrückt werden müssen, wie es durch die aufeinanderfolgenden Bezeichnungen PAO, PBO und PCO im 16-Wort-Satz oder Block
Null (BKO) in Figur 5 angezeigt ist. Die nächste in der Reihe von 128 erhältlichen Parameterlücken ist im Block BKl mit PAl, PBl und
PCI bezeichnet, was entsprechend über die Blöcke O-127 fortgesetzt
wird. Es ist ersichtlich, daß diese Parameterwerte jeweils viermal pro Sekunde wiederholt werden, da der gesamte und aus 2o48 Worten
bestehende Datenzug viermal pro Sekunde wiederholt wird. PA und PB kommen von einem Funktionsblock, während PC von der CPU herrührt.
In Figur 7 ist die Bitzuordnung des Datenaufbaus dargestellt. PO-P9
ist eine einen absoluten Parameterwert ergebende binäre Zahl; PB hat ein Vorzeichenbit 0 im positiven und 1 im negativen Fall;
T0-T5 ist eine Binärzahl, die den errechneten Trendwert von der
CPU ergibt; PC stellt ein Vorzeichenbit des Trendwertes dar, 0 im positiven und 1 im negativen Fall; der Trendgrenzalarm ist ein von
der -CPU erzeugtes Kennzeichenbit, das den Wert 1 annimmt, wenn ein
Trendalarmzustand auftritt; die Parameterauswahl hängt von Anzeigeeteuerbits ab, wobei der Wert 1 bei ausgewähltem Parameter gilt;
und schließlich sind vier individuelle Systemalarme vorhanden, B6
und B7 in beiden PA und PB. ; .. . - 28 -
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Der Parameterwert, der Systemalarmkode und das Parameterauswahlbit
werden in einem Funktionsblock erzeugt. Der Trendwert und das Trendalarmbit werden von der CPU gebildet. Jede Datenformatsteile im Parameterkanal
wird durch den Systemaufbau einem spezifischen Parameter zugeschrieben. Wenn sich ein zum Erzeugen eines vorgegebenen
Parameters bestimmter Funktionsblock nicht im System befindet, bleiben PA und PB für diese Parameterzahl unbenutzt. Wenn sich keine
CPU im System befindet, bleibt PC unbenutzt. Selbstverständlich kann kein PC vorhanden sein, wenn PA und PB für einen gegebenen
Parameter fehlen.
Eine andere von den Vielfachleitungen übertragene Informationskategorie
wird von den vom Rechner erzeugten Daten gebildet. Diese Daten sind mit CA, CB, CC und CD in jedem Wortblock gemäß Figur 5
bezeichnet. Die Computerdatenkategorie ist mit einer Übertragung von Anzeigeformatdaten von der CPU zu einer der Anzeigen verbunden.
Beispielsweise kann es erwünscht sein, den Rechner zum Anzeigen einer graphischen Kurve eines abgeleiteten Parameters zu veranlassen.
Es wird daran erinnert, daß eine Anzeige gewöhnlich einen Stromwert eines physiologischen Parameters zeigt, doch speichert
der Rechner diese Information, um später Digitaldaten auszusenden, die zum Zusammensetzen einer graphischen Anzeige die richtigen Reihen-
und Spaltenwerte bilden. Daher sind die vom Rechner benutzten Anzeigeformate unstrukturiert, wodurch er die spezifische Reihen-
und Spaltenstelle für jedes zur Anzeige gesendete Zeichen bestimmen kann. Jede Datenübertragung besteht aus einem 36-Bit-Datenfeld,
das aus 9-Bit-Worten einschließlich der Parität zusammengesetzt ist. Die Bitzuordnung in den Worten kann aus Figur 7 entnommen werden.
Die Reihe CA bildet die Adresse der Zeichenstelle im Anzeigeformat. Die Reiheninformationsziffern RO-R4 in Figur 7 bilden das erste
Wort CA in jedem der Blöcke 0-127 in Figur 5. CB bezeichnet die Spaltenadresse der Zeichenstelle im Anzeigeformat. CB besteht gemäß
Figur 7 aus sechs Bits und stellt das zweite Wort in jedem der Blöcke in Figur 5 dar. Die Art des Zeichenkodes, sei es nun ein
ASCII-Kode oder ein graphischer Kode, ist durch CC in der Bitzuordnung bezeichnet, und es ist aus Figur 7 ersichtlich, daß sechs
Bits benutzt werden, um diese Information für die Anzeige zu bilden.
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Eine zusätzliche Information hinsichtlich der Zeichenform sowie -art und eine andere Information sind, wie es am besten aus der
Bitzuordnungskarte aus Figur 7 ersichtlich ist, mit CD bezeichnet, was als zehntes Wort in jedem Block in Figur 5 erscheint. Es wird
darauf hingewiesen, daß einzelne Bits BO-B4 diese Computerdatenworte
umfassen, daß jedoch die Bits in jedem Wort eine spezifische Zuordnung ergeben. Mit anderen Worten übermitteln die individuellen
Bits die Betriebsinformation eher als das Wort selbst.
Die fünfte im System benutzte Informationskategorie enthält Kennzeichenworte,
die benutzt werden, um ein schnelles Ansprechen auf einen irgendwo im System auftretenden Zustand zu bilden. Die Kennzeichenworte
sind mit FA und FB bezeichnet. Aus Figur 5 ergibt sich, daß sich FA 512- und FB Io24-mal pro Sekunde wiederholen.
Die Kennzeichenbitworte haben acht Bits, wobei jedoch keine Zuordnung zwischen den Bits besteht. Jedes Bit repräsentiert eine spezielle
Information. Beispielsweise wird jedesmal dann ein Kennzeichenwortbit gesetzt, wenn eine R-Welle im EKG auftaucht. Der Computer
verwendet diese Information für irgendeine andere Aktivität. Spezifische Kennzeichenbitzuweisungen sind beispielsweise die folgenden:
Ein hohes Grenzalarmbit zeigt einen Alarmzustand für den diesem Kennzeichen unmittelbar vorhergehenden Parameter an; ein
niedriges Grenzalarmbit zeigt dasselbe für den diesem Kennzeichen unmittelbar vorhergehenden Parameter an; eine Leerseite bzw. -stelle
bestätigt, daß die in der vorhergehenden Computerdatenkategorie CA,
CB, CC und CD gesendeten Computerdaten richtig von der Anzeige
empfangen wurden; WA und WB zeigen an, wenn der folgende Wellenformkanal zum Senden aktiver Daten benutzt wird; SUS zeigt oder
signalisiert einen systolischen Aufwärtstrend (upslope) von einem
Funktionsblock für den Arteriendruck; und das R-Wellen-Kennzeichen
zeigt an, daß der EKG-Funktionsblock eine R-Welle erfaßt hat.
Was noch als andere Informationskategorie angesehen werden könnte,
ist das, was die Digitalisierung der Wellenformen zum Senden zu den verschiedenen Anzeigen- und zum Computer ausdrückt. Es sind Mittel
zum Bilden von Wellenformproben WA großer Auflösung und Wellenformproben
WB mittlerer Auflösung vorhanden. WA hat zwei Kanäle,
■ - 3o -
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- 3ο -
WAO und WAl/ wobei jeder 512 dynamische Wellenformproben pro Sekunde
mit acht Bits bildet/ mit der Parität. Dies ergibt ein Frequenzverhalten von mehr als loo Hz. Die dynamischen Wellenformproben
WB0-WB7 mittlerer Auflösung bilden jeweils mit der Parität Bits pro Sekunde. Dies führt zu einem Frequenzverhalten von mehr
als 25 Hz.
Aus dem Datenvielfachleitungsformat in Figur 5 ist ersichtlich, daß
die Wellenformworte WAO und WAl hoher Auflösung in jedem Block erscheinen. Da 128 Blöcke viermal pro Sekunde auftreten, ergeben sich
insgesamt 512 Wellenformproben pro Sekunde. Figur 5 zeigt ferner, wie WB0-WB7 in jedem vierten Block erscheint, so daß hierbei 128
Proben pro Sekunde erscheinen.
Das Umsetzen von analogen zu digitalen Wellen- bzw. Kurvenformwerten
stellt einen dem Fachmann geläufigen Vorgang dar, so daß eine Erläuterung desselben sowie der Anlage zur Durchführung dieses Vorgangs
nicht erforderlich ist. Es genügt darauf hinzuweisen, daß die die dynamischen Wellenformen in den Funktionsblöcken empfangenden
Analog-Digital-Konverter unter Bezug auf einen unabhängigen Takt laufen oder arbeiten, so daß die Intervalle zwischen den Proben
fest und gleichförmig sind. Die auf die Vielfachleitungen aufgebrachte
Information entspricht der Wellenformamplitude an jedem Taktimpulszyklus. Beispielsweise leitet an jeder Bettstation eine
Funktionseinheit eine analoge Wellenforminformation ab, um sie in
eine Digitalinformation umzusetzen. Am Empfangsende, wie an der
Anzeige 43 in Figur 1, wird die Digitalinformation in die analoge Form zurückgewandelt. Um Stufen in der Wellenform zu vermeiden, wenn
sie zur Anzeige zusammengesetzt wird, muß die ursprüngliche Kurve bzw. Welle mit einer Frequenz abgetastet werden, die größer als die
höchste Frequenzkomponente in der Wellenform ist. Gewöhnlich ist eine Abtastung mit einer Rate entsprechend dem 4- bis 5-fachen der
höchsten Frequenz erwünscht. Daher kann im vorliegenden System, bei dem die höchste Frequenzkomponente der EKG-Welle etwa 4o Hz beträgt,
eine Abtastrate von 256 pro Sekunde benutzt werden, wobei jedoch eine Rate von 512 pro Sekunde tatsächlich verwendet wird, um eine
Anpassung an zukünftige Vorrichtungen zu ermöglichen, deren Wellenformen eine Grundfrequenz von lpo Hz oder etwas mehr haben. - 31 -
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Um aus Digitaldatien wieder eine glatte Analogkurve zusammenzusetzen,
muß man sich mit dem Inkrement zwischen zwei aufeinanderfolgenden Digitalwerten oder Proben befassen. Wenn jede Analogprobe
umgesetzt und in acht Binärbits ausgedrückt wird, ist eine Auflösung von 256 Bits mit eindeutigen Kode möglich, die eindeutige
Amplituden setzen. So ist eine gute vertikale Auflösung leicht erzielbar.
Da nun die Datenwortfolge, die im wesentlichen wiederholend und synchron auf dem Vielfachleitungssystem erfolgte, unter Bezug auf
Figur 5 beschrieben wurde, werden die Zeit- bzw. Steuerfunktionen der Zähler und Dekodierer in den Interface-Einheiten unter Bezug
auf Figur 6 erneut überprüft. Dabei ist auch Figur Io zu beachten.
In Verbindung mit Figur Io wurde erklärt, wie die NOR-Gatter 149-151
mit den Zählern 141-143 zusammenarbeiten, um einen Steuerimpuls zu erzeugen und beispielsweise Digitaldaten zu einer Vielfachleitung
oder von dieser zu tasten. Auch wurde erwähnt, daß die Gatter 149-151 mit ihren Eingängen verschieden angeschlossen sein
können, um einen Steuerimpuls zu erzeugen und hiermit ein jedes Wort in der Reihe von Worten in Figur 5 in der richtigen Zeitlücke
zu übertragen.
In Figur 6 tragen die 16 Datenwortzeitlücken die Spaltenzahlen 0-15.
Die erste Reihe ist mit CO bezeichnet, und ihre Frequenz beträgt 1/16 der Clock- bzw. Taktfrequenz. Die Wellenform CO erscheint wiederholend
an einem Zählerausgang, während die Wellenformen C1-C3 gemäß Figur 6 an den anderen W- oder Wortzähleranschlüssen der Zähler
erscheinen. So ergibt sich bei einer ersten Kombination Von W-Eingängen zum Gatter 149 der Wellenformzustand in Spalte Null,
der einem Zusammentreffen von vier binären Nullen und somit dem Kode für das Wort 0 entspricht. Wenn die Eingänge zum Gate 149 anders
angeschlossen sind, erzeugen sie einen Ausgangssteuerimpuls beim Auftreten der Zeitbeziehung aus Spalte 1, was dem binären
Wert 1000 entspricht. In ähnlicher Weise entspricht die Spalte 2 einer Verbindung des Gatters 149 zum Erzeugen eines Wortsteuerungsimpulses
bei dem binären Wert 0100, was entsprechend für die anderen Worte in der 16-Wort-Reihe in jedem Block fortgesetzt werden
kann. · - 32 -
5098 18/107 2
Die Blöcke, in denen die Worte auftreten, werden in ähnlicher Weise
bestimmt: In Figur 6 sind die Wellenformen für die Blockbestimmung
mit BO bis B127 für die 128 Blöcke bezeichnet. Die sieben Eingänge
AO bis A6 der NOR-Gatter 15o und 151 können verschieden angeschlossen werden, um einen Ausgangsimpuls zum Verbinden mit den Wortimpulsen zu erzeugen und das richtige Wort in Übereinstimmung mit
dem zugehörigen Block auszuwählen. Im vorliegenden Fall würde der Block BO mit dem binären Wert 0000000 bezeichnet, während der Block
B127, nämlich der 128. Block, mit dem binären Wert 1111111 belegt
wäre. Auf diese Weise können die Interface-Einheiten irgendein Datenwort oder Worte auswählen, worauf sie gesetzt sind.
In der vorstehenden Beschreibung wurden numerische Werte benutzt, um die Prinzipien des neuen Patientendatensystems im Zusammenhang
mit konkreten und nicht so sehr abstrakten Beispielen zu erläutern. Die numerischen Werte und auch die spezielle detalliert beschriebene
Ausführungsform des Systems stellen jedoch nur Ausführungsformen
dar und können im Rahmen der Erfindung weitgehend variiert werden.
- Patentansprüche - 33 -
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Claims (33)
- Patentansprüche/ 1.) Patientenüberwachungs- und Datenverarbeitungssystem zur Verwendung in Krankenhäusern, gekennzeichnet durcha) eine Anzahl von Datensendeeinheiten mit Mitteln zum Erzeugen von Digitaldatenworten und eine Anzahl von Datenempfangseinheiten mit Mitteln zum Empfangen von Digitalworten, wobei jedes Digitalwort einer bestimmten Zeitlücke in einer Zeitlükkenfolge zugeordnet ist,b) eine erste Datenvielfachleitung (13) mit einer Vielzahl von Leitern,c) Mittel zum Verbinden der Sende- und Empfangseinheiten mit der Datenvielfachleitung, wobei diese Mittel jeweils Torschaltungen und Torsteuerungseinrichtungen aufweisen, die jeder Sende- und Empfangseinheit zugeordnet sind, um selektiv Datenworte zwischen einer zugeordneten Sendeeinheit sowie der Datenvielfachleitung und zwischen dieser sowie einer zugeordneten Empfangseinheit zu übertragen, wenn die einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit zugeordneten Torschaltungen gleichzeitig während des Auftretens einer Zeitlücke, der das zu übertragende Wort zugeordnet ist, angesteuert werden,d) eine Quelle (61) gleichbleibender und der Zeitlückenfolge entsprechender Clock- bzw. Taktimpulse,e) eine Einrichtung (61) zum Erzeugen eines Synchronimpulssignals in Abhängigkeit vom Auftreten einer wiederholbaren Clockimpulsanzahl,f) Impulszähleinrichtungen, die jeder Sende- sowie Empfangseinheit zugeordnet sind und jeweils bei Auftreten eines jeden Synchronimpulssignales ansprechen, um gleichzeitig mit dem Zählen der Clockimpulse zu beginnen und die zählung vorbe-"Stimmter Anzahlen von folgenden Clockimpulsen fortzusetzen, so daß eine zumindest einer Empfangseinheit zugeordnete Zähleinreichtung ihre vorbestimmte Anzahl von Zählungen in Übereinstimmung mit einer zumindest einer Sendeeinheit zugeordneten und ihre vorbestimmte Anzahl von Zählungen erzielenden Sendeeinheit erreicht, wobei zwischen diesen Einheiten die einer Zeitlücke entsprechend dem Auftreten eines Zusammenfal-- 34 509818/1072lens zugeordneten Daten ausgetauscht werden können, g) wobei die den Sende- und Empfangseinheiten zugeordneten Torschaltungen in Abhängigkeit von dem Zusammenfallen hinsichtlich der zu übertragenden Datenworte gesteuert werden, während andere Torschaltungen für anderen Zeitlücken zugeordnete Worte nachfolgend gesteuert bzw. durchgeschaltet werden, und zwar in Abhängigkeit von einem anderen Zusammentreffen zu vorbestimmten Zeiten, wodurch entsprechende Sendeeinheiten synchron mit Empfangseinheiten arbeiten, die zum Empfangen der Daten von den Sendeeinheiten bestimmt sind.
- 2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine bettseitige Station bzw. Bettstation (lo) mit zumindest jeweils einer der Sendeeinheiten und Empfangseinheiten, wobei die Sendestation eine Einrichtung (5o) zum Erfassen eines physiologischen Parameters und zum Erzeugen eines entsprechenden ursprünglichen Analogsignals aufweist, ferner durch eine auf das Analogsignal ansprechende Analog-Digital-viandlereinrichtung (52) , die entsprechend den Größen des Analogsignals aufeinanderfolgende Digitalwortsignale erzeugt, und durch eine mit der Torschaltung (54) verbundene Verriegelungseinrichtung (53) zum Speichern eines der Digitalwortsignale.
- 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Empfangseinheiten der Bettstation (lo) eine Oszilloskopanzeigeeinrichtung (45) zum Darstellen des Parameters in Übereinstimmung mit seiner ursprünglichen Analogform enthält und daß der Anzeigeeinrichtung eine Digital-Analog-Wandlereinrichtung zugeordnet ist, um die den Parameter angebenden Digitalworte in ein entsprechendes Analogsignal zum Antreiben der Oszilloskopanzeigeeinrichtung umzusetzen.
- 4. System nach Anspruch 2e dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Empfangseinheiten der Bettstation (lo) eine Oszilloskopanzeigeeinrichtung (44) zum Anzeigen des Parameters in alphanumerischer Form aufweist und daß eine Einrichtung zum Umsetzen der den Parameter repräsentierenden Digitalwortsignale in Sig-- 35 509818/1072nale zum Antreiben der alphanumerischen Anzeigeeinrichtung vorhanden ist.
- 5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßa) eine Bettstation (lo) zumindest jeweils eine der Sende- und Empfangseinheiten enthält,b) die Sendestation der Betteinheit eine Funktionseinheit (4o) mit einer Eingabeeinrichtung zum Ankoppeln an eine Fühlervorrichtung (5o) aufweist, um von dieser einem Patientenparameter entsprechende Analogsignale abzuleiten, undc) jede der Funktionseinheiten Signalbearbeitungsmittel (51) aufweist, ferner Analog-Digital-Wortumsetzungsmittel (52), die auf die Analogsignale ansprechen, außerdem Digitalwortspeichermittel (53) und Interface-Einheiten (54) sowie Mittel zum An- und Abkoppeln jeder der Funktionseinheiten an die bzw. von der Datenvielfachleitung (13), und zwar unabhängig von irgendwelchen anderen mit der Datenvielfachleitung verbundenen Einheiten.
- 6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bettstation (lo) zumindest eine der Sendeeinheiten mit einer Tastatureinrichtung (46) enthält, mittels derer vorbestimmte, einmalige sowie auswählbare Systembefehls-Digitalworte erzeugt werden können, um über die Datenvielfachleitung (13) zu einer Empfangseinheit zwecks Steuerung derselben übertragen zu werden.
- 7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der Datenvielfachleitung (13) jeweils einen einzelnen Leiter für die Clopkimpuls- sowie die Synchronimpulssignale und einen Leiter für jede ein Digitalwort bildende Binärziffer umfassen.
- 8. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einer jeden Sendeeinheit zugeordnete Einrichtung (178, 18o) zum Erzeugen eines Paritätsbits für jedes zur Datenvielfachleitung (13) gesendetes Digitalwort und durch eine Einrichtung (163) an jeder Empfangseinheit zum Überprüfen der Parität eines jeden empfangenen Wortes, wobei die Leiter der Datenvielfachleitung einen■ - 36 -509818/1072einzelnen Leiter für die Clockimpuls- sowie Synchronimpulssignale, ferner einen Leiter für die Paritätsbits und einen Leiter für jede das Wort bildende Binärziffer umfassen.
- 9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenvielfachleitung (13) maximal zehn Leiter aufweist.
- 10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenvielfachleitung (13) maximal zehn Leiter aufweist.
- 11. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durcha) eine Zentralstation (11) zum überwachen des Zustandes eines oder mehrerer Patienten an der Bettstation (lo) und zum Anzeigen sowie Erzeugen von Daten,b) eine Empfangseinheit in der Zentralstation mit einer Oszilloskopeinrichtung (22) zum Anzeigen von Daten in alphanumerischer Form," die den durch die Digitalworte von den ausgewählten Sendeeinrichtungen repräsentierten Daten entsprechen,c) eine Zentralstation mit Empfangseinheiten, die Oszilloskopeinrichtungen zum Anzeigen dynamischer und durch die Digitaldatenworte von den Sendeeinheiten im System repräsentierten Wellenformen darstellen, und mit Empfangseinheiten, die Mittel zum Umsetzen der Digitaldaten von den Sendeeinrichtungen zu einem entsprechenden Analogsignal und Blattstreifenschreiber aufweisen, welche auf dieses Analogsignal ansprechen und eine Kopie der von den Digitaldatenworten der Sendeeinheiten im System repräsentierten physiologischen Weilenformen erzeugen,d) eine der Zentralstation (11) zugeordnete Steuerdatenvielfachleitung (17) mit einer Anzahl von Leitern,e) eine Anzahl von die Empfangseinheiten an die Datenvielfachleitung (17) der Zentralstation (11) ankoppelnden Interface-Einheiten (26-29) undf) eine Einrichtung mit Interface-Einheiten (18-21) zum gegenseitigen Ankoppeln der Zentralstations-Datenvielfachleitung (17) und der ersten Datenvielfachleitung (13).- 37 -509818/1072
- 12. System nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch in der Zentralstation (11) angeordnete Sendeeinheiten mit Tastatureinrichtungen (23) zum Erzeugen von Befehlen und Daten entsprechenden Digitaldatenworten zwecks Verwendung durch ausgewählte Empfangseinheiten in der Zentralstation (11) und der Bettstation (Ιο), und durch die Tastatureinrichtungen an die Zentralstations-Datenvielfachleitung (17) ankoppelnde Interface-Einheiten (29).
- 13. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zentralstation(lo) zum Überwachen des Zustandes einer oder mehrerer entfernt angeordneter Patienten (P) und zum Anzeigen sowie Erzeugen von Daten, durch zumindest eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit in der Zentralstation, durch eine Zentralstations-Datenvielfachleitung (17), durch eine Anzahl von Interface-Einheiten (26-29) zum Ankoppeln der Einheiten in der Zentralstation an die Zentralstations-Datenvielfachleitung und durch eine Einrichtung (18-21) zum Ankoppeln der Zentralstations-Datenvielfachleitung(17) an die erste Datenvielfachleitung (13).
- 14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die bettseitige bzw. erste Datenvielfachleitung (13) und die Zentralstations-Datenvielfachleitung (17) dieselbe Leiteranzahl haben.
- 15. System nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine von der Zentralstation (11) und der Bettstation (lo) entfernte Station (12, CPU) einer Datenverarbeitungseinheit, durch eine Rechnereinrichtung und eine Datenvielfachleitung (31) an dieser Station, ferner durch die Rechnereinrichtung (33) an die Datenvielfachleitung (31) ankoppelnde Interface-Einheit (34) , um einen Zweiwegaustausch von Datenworten zwischen der Rechnereinheit und der Datenvielfachleitung der Datenverarbeitungsstation zuzulassen, und durch eine die Datenvielfachleitung (31) der Datenverarbeitungsstation an die Datenvielfachleitung (17) der Zentralstation ankoppelnde Einrichtung (32).
- 16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenvielf achleitungen (31, 17) der Datenverarbeitungsstation und der Zentralstation die gleiche Leiteranzahl haben, - 38 -509818/1072
- 17. System zum Handhaben bzw. Verarbeiten von Daten zumindest eines Krankenhauspatienten, gekennzeichnet durch zumindest eine Bettstation (lo) mit ein oder mehreren Digitaldaten-Sendeeinheiten sowie ein oder mehreren Digitaldaten-Empfangseinheiten, die die Daten während des Auftretens einer den Einheiten zugeschriebenen Zeitlücke aus einer Folge von Zeitlücken senden und empfangen, wobei ein Datenformat verwendet wird, bei dem diskrete im System verwendete Digitaldatenworte den Zeitlücken zugeordnet sind, ferner durcha) eine Bettstation (lo), in deren Nähe zumindest ein Krankenhauspatient (P) stationiert werden kann,b) eine der Bettstation zugeordnete Datenvielfachleitung (13) mit zumindest so vielen Leitern, wie Bits in dem in einer Zeitlücke im System zu sendenden Datenwort mit der größten Bitanzahl vorhanden sind,c) eine Bettstation mit den Datensende- und -empfangseinheiten,d) eine Einrichtung (54) zum Steuern der Sendeeinheiten zwecks Übertragung ihrer Digitaldatenworte auf die Datenvielfachleitung (13) während des Auftretens von Zeitlücken, denen die Worte zugeordnet sind, und eine Einrichtung (47, 48) zum Steuern der Empfangseinheiten zum Empfangen nur derjenigen Digitalworte von der Datenvielfachleitung, die.sich in den den zugeschriebenen Zeitlücken entsprechenden Zeitlücken befinden, um hierdurch eine wahlweise Wortübertragung nur von einer bestimmten Sendeeinheit zu einer oder mehreren Empfangseinheiten zu begründen,e) eine Quelle einer Clock- bzw. Taktimpulsfolge und eine Einrichtung zum Aufkodieren einer periodischen Synchronimpulsinformation auf die Impulsfolge,f) eine Einrichtung zum Ankoppeln der Synchronimpulsfolge an einen Leiter der Datenvielfachleitung;g) eine jeder der Sende- und Empfangseinheiten zugeordnete Dekodiereinrichtung, die zum Erzeugen eines Steuerimpulses entsprechend der Zeit einer vorbestimmten Zeitlücke einstellbar ist, undh) die Sende- und Empfangseinheiten an die Datenvielfachleitung ankoppelnde Torschaltungen, die auf zusammenfallende Steuer-- 39 509818/1072impulse an den Sende- und Empfangseinheiten ansprechen, um das einer vorbestimmten Zeitlücke zugeordnete Wort von der Sendeeinheit zur Datenvielfachleitung und von dieser zu einer oder mehreren Empfangseinheiten innerhalb derselben Zeitlükken zu tasten.
- 18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Sendeeinheiten an der Bettstation (lo) eine Funktionseinheit (4o) mit einer Eingabeeinrichtung (51) enthält, ferner eine an einen Patienten (P) ankoppelbare Fühlereinrichtung (5o) zum Erzeugen eines Analogsignals als Funktion eines physiologischen Parameters, wobei das Analogsignal zur Eingabeeinrichtung(51) geleitet wird, und eine Analog-Digital-Umsetzungseinrichtung(52) zum Umsetzen von Proben des Analogsignals zu entsprechenden aus Binärsignalen bestehenden Digitalworten sowie eine Einrichtung zum Ankoppeln der Digitalworte an die Torschaltungen (54), wodurch diese beim Ansprechen auf vorbestimmte Steuersignale die Worte während ihrer zugeordneten Zeitlücken auf die Datenvielfachleitung (13) leiten.
- 19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Empfangseinheiten an der Bettstation (lo) Analogsignalanzeigemittel mit einer Oszilloskopeinrichtung (44, 45) enthält und daß die Empfangseinheit Mittel zum Umsetzen der Digitalwortsignale, die während vorbestimmter Zeitlücken von der Datenvielfachleitung (13) genommen wurden, zu Signalen zum Antreiben der Oszilloskopeinrichtungen aufweist, um das Analogsignal wieder zusammenzusetzen.
- 20. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Sendeeinheiten an der Bettstation (lo) eine Einrichtung zum Empfangen einer dem physiologischen Zustand eines Patienten (P) entsprechenden Wellenform aufweist, ferner eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Abtasten der Amplitude der Wellenform sowie eine Einrichtung (52) zum Umsetzen der Wellen-. formamplituden zu Digitalwerten, wobei die der Sendeeinrichtung zugeordnete Dekodiereinrichtung entsprechende Torschaltungen be-. ' : 5 098 18/1072- 4ο -treibt, um an die Datenvielfachleitung (13) in schneller Folge Digitalworte anzukoppeln, die der bestehenden Amplitude der Wellenform entsprechen.
- 21. System nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiereinrichtung Mittel enthält, welche zum Dekodieren aufeinanderfolgender Blöcke aus gleichen Anzahlen von Digitalworten eingestellt sind, wobei die Anzahl der Blöcke multipliziert mit der Anzahl der Worte in einem Block die Anzahl der Worte pro Folge bzw. Zug darstellt, was der Anzahl der Zeitlücken entspricht, und daß die Dekodiereinrichtungen ein Steuersignal für die Torschaltungen sowie für entsprechende Zeitlücken in jedem Block erzeugen, wobei die digitalisierten Wellenformproben in jedem Block zumindest einmal auftreten, um eine hohe Auflösung der Wellenform zu erzielen.
- 22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich 128 Blöcke in einem Wortzug befinden und daß die Clockimpulsfrequenz dergestalt ist, daß die Blöcke zumindest viermal pro Sekunde wiederholt werden, um eine Wellenformauflösung von 512 Proben pro Sekunde zu erzielen.
- 23. System nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiereinrichtungen Mittel enthalten, die zum Dekodieren aufeinanderfolgender Blöcke gleicher Anzahlen von Digitalwojften eingestellt sind, wobei die Anzahl der Blöcke multipliziert mit der Anzahl der Worte in einem Block die Anzahl der Worte in einem Zug wiedergibt, daß die Dekodiereinrichtungen ein Steuersignal für die Torschaltungen sowie für entsprechende Zeitlükken in jedem vierten Block erzeugen und daß 128 Blöcke viermal pro Sekunde auftreten, wodurch die Zeitlücken für die digitalisierten Wellenformproben mit derselben mittleren Auflösungerate von 128 Proben pro Sekunde entstehen.
- 24. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronimpulse viermal pro Sekunde auftreten und daß die Clockimpulsfrequenz dergestalt ist, daß 2o48 die Zeitlücken bildende- 41 -509818/107 2Impulsintervalle einen Zug von gleicher Anzahl von Datenworten zwischen jedem der Synchronimpulse bestimmen.
- 25. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Sendeeinheiten Direktleitungsbefehle zu einer vorbestimmten Empfangseinheit im System zur Betriebsbeeinflussung der Empfangseinheit . senden kann, daß in der Sendeeinheit eine Einrichtung zum Erzeugen ausgewählter, ein kodiertes Kommando bzw. Befehlssignal bildender Digitalworte vorhanden ist, und daß die Befehlssignale Zeitlücken zugeschrieben sind, welche mit gleichen Zeitintervallen von Zeitlücken wiederholt werden, wodurch ein aufeinanderfolgender Zug derselben Befehlssignale gebildet wird.
- 26. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitlückenzug bzw. die Zeitlückenfolge in Zeitlückenblöcke aufgeteilt wird, von denen jede aus einer vorbestimmten gleichen Zeitlückenanzahl für Digitalworte besteht, daß dieser Block eine vorbestimmte Wortzeitlücke für ein oder mehrere Systembe- · fehlsworte hat, wobei die Position der Wortzeitlücke derjenigen den entsprechenden Worten im nächsten folgenden Block entspricht, und daß die Dekodiereinrichtungen für die Sende- und Empfangseinheiten jeden Zeitblock bestimmen und den Steuerimpuls beim Auftreten der Befehlsworte erzeugen, wodurch ein bestimmtes Befehlswort ein oder mehrere Male in jedem Wort auftreten kann, um so im wesentlichen kontinuierliche, ausgewählte Befehle von der Sendeeinheit zur Empfangseinheit zu übermitteln.
- 27. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten-Vielfachleitung maximal Io Leiter aufweist, und zwar 8 für die Wortbits, einen für die mit dem Synchronsignal kodierten Clockimpulse und einen für die Paritätbits.
- 28. System nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine von der Bettstation (lo) entfernte Zentralstation (11) mit zumindest einer der Sendeeinheiten und einer der Empfangseinheiten, durch eine Zentralstations-Datenvielfachleitung (17) , durch die Sende- und- 42 -509818/1072Empfangseinheiten der Zentralstation an die Zentralstations-Datenvielfachleitung ankoppelnde Mittel (26-29) und durch die Zentralstations-Datenvielfachleitung an die Bettstations-Datenvielfachleitung (13) ankoppelnde Mittel (18-21).
- 29. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Empfangseinheiten der Zentralstation eine Datenanzeigeeinrichtung (22) mit einer Oszilloskopeinrichtung aufweist und daß Mittel zum Umsetzen der von dieser Einheit empfangenen Digitalworte zu Signalen zum Steuern der Oszilloskopeinrichtung vorhanden sind.
- 30. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Zentralstation (11) entfernte Station einer zentralen Verarbeitungseinheit (12, 33) vorhanden ist, wobei diese Station eine Rechnereinrichtung (33) zum Speichern der von den Sendeeinheiten erzeugten Daten und zum Erzeugen neuer Daten aus den gespeicherten Daten aufweist, wobei diese neuen Daten zu zumindest einer der Empfangseinheiten übertragen werden können, daß ferner die zentrale Verarbeitungsstation eine Datenvielfachleitung (31) aufweist und daß Mittel (32) zum Ankoppeln der Zentralstations-Datenvielfachleitung (31) an die Datenvielfachleitung (17) der zentralen Verarbeitungsstation vorhanden sind.
- 31. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenvielf achleitung (13) der Bettstation und die Datenvielfachleitung (17) der Zentralstation eine gleiche Leiteranzahl haben.
- 32. System nach Anspruch 3o, dadurch gekennzeichnet, daß alle Datenvielfachleitungen (13, 17, 31.) eine gleiche Leiteranzahl haben.
- 33. System nach Anspruch 3o, dadurch gekennzeichnet, daß alle Sende- und Empfangseinheiten parallel an ihre zugeordnete Datenvielfachleitung (13, 14, 15, 16) angeschlossen sind, um ein Zufügen oder Abnehmen von Sende- und Empfangseinheiten ohne Beeinflussung des Datenwortaustausches zwischen vorbestimmten/ bestehenden oder verbleibenden Einheiten zu ermöglichen.509818/1072• ta*Leerseite
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