DE2457854A1

DE2457854A1 - DEVICE AND METHOD FOR MEASURING AND DISPLAYING ELECTROMYOGRAPHIC SIGNALS

Info

Publication number: DE2457854A1
Application number: DE19742457854
Authority: DE
Inventors: Joseph Brudny
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1975-06-12
Also published as: US3905355A; FR2253489B3; FR2253489A1

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Anzeige von elektromyographischen SignalenApparatus and method for measuring and displaying electromyographic signals

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Elektronenrechner zum Umsetzen biologischer Signale von Menschen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein/ in verschiedene sensorische Anzeigearten, einschließlich visuelle und akustische Anzeigen.The invention relates generally to electronic computers for converting biological signals from People, but not limited to, various sensory display types including visual and acoustic indications.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zum Erzeugen einer kombinierten diagnostischen, sensorischen Anzeige muskulärer propriozeptiver Signale und einer therapeutischen, vergleichenden co-sensorischen Anzeige kontinuierlicher und willkürlicher muskulärer, exterozeptiver Signale zur Unterscheidung dieser Signale durch den Patienten. Die Erfindung besteht aus zwei Schritten: Umsetzen der proprio-The invention relates in particular to a device for generating a combined diagnostic, sensory display of muscular proprioceptive signals and a therapeutic, comparative co-sensory Display of continuous and arbitrary muscular, exteroceptive signals for differentiation these signals by the patient. The invention consists of two steps: Implementation of the proprio-

67-(2815O)-DWF67- (2815O) -DWF

509824/0858509824/0858

zeptiven Signale in eine kontinuierliche sensorisch erkennbare Form derart, daß exterozeptive Signale hervorgerufen werden, und Umsetzung der exterozeptiven Signale zum Abändern dieser kontinuierlichen sensorisch erkennbaren Form derart, daß der Patient den Unterschied in den entsprechenden Signalen als ein Maß für den therapeutischen Erfolg bewerten kann.ceptive signals in a continuous sensorially recognizable form such that exteroceptive signals evoked, and implementation of the exteroceptive signals to modify these continuous sensory form such that the patient can see the difference in the corresponding signals as can evaluate a measure of the therapeutic success.

Es gibt bereits verschiedene Diagnosegeräte, die als Elektromyograph bekannt sind, zum Erfassen elektrischer Signale von Muskeln. Diese Geräte werden normalerweise nur im Labor benutzt und dienen ausschließlich Diagnosezwecken und werden in der Therapie nur wenig oder gar nicht verwendet.Various diagnostic devices known as electromyographs already exist for sensing electrical signals from muscles. These devices are normally only used in the laboratory and are for exclusive use Diagnostic purposes and are used in therapy little or no use.

Außerdem wurden bereits verschiedene Arten von Vorrichtungen entwickelt, die eine EMG-Aktivität auf Probanden rückkoppeln. Diese Vorrichtungen werden verwendet, um die· Probanden in der Relaxation der Muskelaktivität zu unterrichten. Alle diese Geräte weisen folgende Nachteile auf: Unzureichende Genauigkeit der Zeitintegrationsvarr-iablen, keine gleichzeitige Anzeige von mehr als einem untersuchten Muskel, keine Vorkehrungen .zum Gerätelernen, z. B. nach dem Bezugs-Signalkonzept, keine o^zillographischen Anzeigen der integrierten muskelelektrischen Aktivität.In addition, various types of devices that exhibit EMG activity have been developed Feed back test subjects. These devices are used to help the subjects relax in muscle activity to teach. All of these devices have the following disadvantages: Insufficient accuracy the time integration variable, no simultaneous display of more than one examined muscle, no provisions for device learning, e.g. B. according to the reference signal concept, no o ^ zillographic indications of integrated muscle-electrical activity.

Zusammengefaßt gestatten derzeit verfügbare Vorrichtungen weder eine Mehrfacherfassung noch Anzeige noch eine Vielzahl therapeutischer Anwendungen, wie sie durch die Erfindung .ermöglicht werden.In summary, currently available devices do not allow multiple sensing, nor display, nor a variety of therapeutic applications, as made possible by the invention.

Beim Menschen wird eine mechanische Ausgangsgröße (Arbeit) durch einen willkürlichen,selbst erzeugtenIn humans it becomes a mechanical output variable (Work) by an arbitrary, self-generated

509824/0858509824/0858

Reiz bewirkt, der von propriozeptiven Signalen aus Muskeln in die sensomotorische Kortex geliefert wird. In diesem Fall wird der Reiz bzw. Stimulus zum Erzeugen einer Bewegungsarbeit in ein elektroehemisches Signal umgesetzt, das die Kontraktion bzw. Zusammenziehung bzw. Verkürzung bestimmter zugehöriger Muskelfasern und die Relaxation bzw. . Entspannung anderer zugehöriger Muskeln derart bewirkt, daß eine Bewegung entsteht. Die Intensität einer derartigen Muskelaktivität wird (über elektrochemische Mittel) an das Gehirn oder an das Zentralnervensystem zurückgeleitet, wo diese Intensitätssignale mit dem ursprünglichen Reiz verglichen werden. Die Abweichungen werden zum Modulieren oder Ändern der Kontraktion und Relaxation der Muskeln derart verwendet, daß der ursprüngliche Reiz und die resultierende Bewegung in Übereinstimmung gebracht werden. Dieser kontinuierliche Vorgang ergibt e'ihe gleichmäßige bzw. glatte Bewegung. Bei Menschen mit Krankheiten oder körperlichen Mängeln kann diese Intensität oder das Vorhandensein der Muskelaktivitätssignale, die mit dem Reiz verglichen werden (auch propriozeptive Rückkopplung genannt), derart geändert werden, daß eine Eigeribewegung verhindert wird.Stimulus is caused by proprioceptive signals delivered from muscles into the sensorimotor cortex will. In this case, the stimulus or stimulus to generate a movement work in an electrochemical Signal implemented that the contraction or contraction or shortening of certain associated muscle fibers and relaxation or. Relaxation of other related muscles in this way causes movement to occur. The intensity such muscle activity is (over electrochemical means) to the brain or to the central nervous system, where these intensity signals can be compared with the original stimulus. The deviations become modulating or changing the contraction and relaxation of the muscles used so that the original Stimulus and the resulting movement in accordance to be brought. This continuous process results in an even or smooth movement. In people with illnesses or physical deficiencies, this may be the intensity or the presence the muscle activity signals compared to the stimulus (also called proprioceptive feedback) are changed in such a way that an eigeri movement is prevented.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen von in den Muskeln erzeugten Signalen und zum Umsetzen dieser Signale in eine Form, in der sie der Mensch erfassen kann, indem er andere Maßnahmen als die propriozeptive Rückkopplung ergreift, so daß ein genauer Vergleich der Muskelreaktion mit dem Bewegungsreiz möglich ist.The invention relates to a device and a method for detecting generated in the muscles Signals and to convert these signals into a form in which the person can grasp it by taking measures other than proprioceptive feedback, so that a precise comparison of the muscle reaction with the movement stimulus is possible.

509824/08 58-.509824/08 58-.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Erfassen und Anzeigen biologischer Signale aus mehreren bzw. vielen biologischen Quellen anzugeben, um eine exterozeptive Rückkopplung zum Organismus zu erzeugen, damit eine gleichmäßige Steuerung der Muskeltätigkeit möglich ist (ohne diese exterozeptive Rückkopplung kann die Muskeltätigkeit spastisch , paretisch oder anderweitig gestört sein), verbunden mit einer sofortigen Anzeige von Einheiten, die zu einer gegebenen Zeit die Muskelaktivität darstellen (diese Einheiten können zur Diagnose, zur Registrierung des Genesungsfortschritts, zur Prognose und zur Sammlung wissenschaftlicher Daten für die Forschung aufgezeichnet werden), mit:It is therefore the object of the invention to provide an improved device for detecting and displaying biological signals from several or many biological sources in order to generate an exteroceptive feedback to the organism so that a uniform control of the muscle activity is possible (without this exteroceptive feedback, the muscle activity can spastic , paretic or otherwise disturbed), combined with an instant display of units representing muscle activity at a given time (these units can be recorded for diagnosis, recording recovery progress, prognosis and collecting scientific data for research) , with:

Einrichtungen zum Codieren und Anzeigen mehrerer biologischer ,Signale direkt in Einheiten, die die Muskelaktivität darstellen, und nicht in willkürlichen Einheiten, die durch den Organismus interpretiert werden müssen;Facilities for coding and displaying multiple biological signals directly in units representing the Represent muscle activity, and not in arbitrary terms Units to be interpreted by the organism;

mehreren Sichtgeräten zum Anzeigen der vielenmultiple viewing devices to view the many

j? biologischen Quellen derart, daß eine biologische Quelle visuell und eine zweite Quelle akustisch angezeigt werden kann;j? biological sources such that a biological Source can be displayed visually and a second source can be displayed acoustically;

einem Signal (nachstehend Bezugssignal genannt), durch das ein willkürlicher biologischer Reiz auf mehrere Arten dargestellt werden kann (dieses Bezugssignal kann dazu verwendet werden, den Organismus mit exterozeptiver Information zu versorgen, die repräsentativ für den eigenen willkürlichen biologischen Reiz ist);a signal (hereinafter referred to as the reference signal) by which an arbitrary biological stimulus occurs several types can be represented (this reference signal can be used to describe the organism to provide exteroceptive information representative of one's own arbitrary biological Stimulus is);

509824/0858509824/0858

einer Darstellung eines willkürlichen Reizes (des Bezugssignals) des Organismus zum Verrichten von Arbeit, zusammen mit einer Anzeige der Signale aus jedem Muskel, um ein Mittel zu erzeugen, durch das der Organismus die Erzeugung einer gleichmäßigen Steuerung von Muskeln lernen kann, die irgendwie gestört sind; unda representation of an arbitrary stimulus (the reference signal) of the organism to do work, along with a display of the signals from each muscle to produce a means by which the organism can learn the production of an even control of muscles that are somehow disturbed are; and

einer Einrichtung zum vielseitigen Anzeigen des Unterschiedes zwischen der Darstellung eines willkürlichen . Organismus - Reizes und Signalen, die durch die Muskeln des Organismus erzeugt werden.means for versatile display of the difference between the representation of an arbitrary one . Organism - stimuli and signals generated by the muscles of the organism.

Diese Aufgabe wird für"eine Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch mehrere die Hautjberührende Elektrodengruppen, deren jede zwei oder mehrere Elektroden hat; Empfänger zum Empfangen von Signalen aus den .Elektrodengruppen; Verstärker zum Verstärken dieser Signale; Einweggleichrichter und Addierer für jedes eine Muskelaktivität darstellende Signal; Umsetzer zum Umsetzen der gleichgerichteten Signale in Impulssignale, deren Frequenz proportional zu den gleichgerichteten Signalen ist; Impuls-Licht-Wandler zum Umwandeln der Impulssignale in Lichtsignale; Detektoren zum Erfassen der Lichtsignale derart, daß die Lichtsignale proportional zur Wiederholfrequenz der Lichtsignale in elektrische Impulse umsetzbar sind; an die Detektoren angeschlossene Integratoren zum Integrieren von Muskelsignalen durch Summation der durch die Detektoren erzeugten Impulse; und an die Integratoren angeschlossene Rückkopplungsglieder zum Erzeugen von Signalen, die durch die normal funktionierenden menschlichen Sinne normal wahrnehmbar sind.. - . .This task is for "a device of the initially mentioned type solved according to the invention by several groups of electrodes that come into contact with the skin each has two or more electrodes; Receiver for receiving signals from the electrode groups; Amplifiers for amplifying these signals; Half-wave rectifiers and adders for each muscle activity performing signal; Converter for converting the rectified signals into pulse signals, whose Frequency is proportional to the rectified signals; Pulse-to-light converter for converting the pulse signals in light signals; Detectors for detecting the light signals in such a way that the light signals are proportional to The repetition frequency of the light signals can be converted into electrical pulses; connected to the detectors Integrators for integrating muscle signals by summing the pulses generated by the detectors; and feedback elements connected to the integrators for generating signals which are generated by the normal functioning human senses are normally perceptible .. -. .

509824/0858509824/0858

Ein vorteilhaftes Verfahren der Erfindung zur Erzeugung einer kombinierten diagnostischen, sensorisch erkennbaren Anzeige muskulärer, propriozeptiver Signale und einer therapeutischen, ao-sensorisch erkennbaren Anzeige kontinuierlicher und willkürlicher muskulärer, exterozeptiver Signale zur Unterscheidung dieser Signale durch ,einen Patienten enthält folgende Schritte: Umsetzung der propriozeptiven Signale in eine kontinuierliche, sensorisch erkennbare Form zur Erzeugung exterozeptiver Signale; und Umsetzung der exterozeptiven Signale zum-Abändern der kontinuierlichen, sensorisch erkennbaren Form derart, daß der Patient den Unterschied der entsprechenden Signale als Maß für den therapeutischen Erfolg bewerten kann.An advantageous method of the invention for generating a combined diagnostic, sensory recognizable display of muscular, proprioceptive signals and a therapeutic, ao-sensory recognizable display of continuous and arbitrary muscular, exteroceptive signals Differentiating these signals by giving a patient the following steps: Implementation of the proprioceptive Signals in a continuous, sensorially recognizable form to generate exteroceptive ones Signals; and implementation of the exteroceptive signals to modify the continuous, sensory recognizable signals Form such that the patient the difference in the corresponding signals as a measure of the can evaluate therapeutic success.

Bevor nun die strukturellen Merkmale der Erfindung näher erläutert werden, seien folgende Erklärungen vorausgeschickt:Before now the structural features of the invention are explained in more detail, the following explanations are sent in advance:

Eine elektrochemische Aktivität in einem biologischen Organismus, die in sensorischen Nerven entsteht, die mit Muskelgewebe verbunden sind, kann entweder durch'Einfügung von Nadelelektroden in die Muskeln oder durch Anbringung geeigneter Metallelektroden an der Schnittstelle: Gewebe-Elektroden erfaßt werden. Diese Signale besteher, aus einer zeitabhängigen elektrischen Intensität. Sie sind im allgemeinen größer und treten häufiger auf, wenn der Muskel kontrahiert wird, dagegen sind sie kleiner und treten seltener auf, wenn der Muskel entspannt wird. Um ein Maß für den Arbeitsumfang des Muskels zu erhalten, wird eine Berechnung der mit der Muskelaktivität verbundenen Arbeit durchgeführt. Dies geschieht durch Integration der zeitabhängigen Muskelsignal-Intensität. Da jedoch das Mus-An electrochemical activity in a biological organism that arises in sensory nerves, that are connected to muscle tissue can either be done by inserting needle electrodes into the muscles or by attaching suitable metal electrodes to the interface: tissue electrodes are detected. These signals consist of a time-dependent electrical signal Intensity. They are generally larger and more common when the muscle contracts however, they are smaller and less common when the muscle is relaxed. To be a measure of the Obtaining the workload of the muscle becomes a calculation the work associated with muscle activity carried out. This is done by integrating the time-dependent Muscle signal intensity. However, since the mus-

509824/0858509824/0858

kelsignal um einen Bezugswert herum schwanken kann, könnte die Berechnung des Integrals ein Ergebnis Null ergeben, obwohl eine beträchtliche Arbeit vollbracht wurde. Um also die effektive Arbeit zu messen, wird das zeitabhängige Muskelsignal zunächst gleichgerichtet, d. h. die zeitabhängigen Intensität en werden einseitig ausgerichtet. Das sich ergebende Signal wird anschließend integriert. Da dieses Integral die Fläche unter dem sich ändernden Intensitätssignal darstellt und die elektrische Darstellung der Intensität in der Spannungseinheit Volt gemessen '. wird, ist die Einheit der Muskelaktivität die Voltsekunde. Die im Muskelgewebe erfaßten Intensitäten sind in der Regel sehr viel kleiner als ein V. Im allgemeinen betragen diese Signale nur ,W (1O~ V). Somit ist die übliche Einheit für die Muskelaktivität die MikrovoltSekunde.If the signal can fluctuate around a reference value, the calculation of the integral could give a result of zero, although considerable work has been done. In order to measure the effective work, the time-dependent muscle signal is first rectified, ie the time-dependent intensities are aligned on one side. The resulting signal is then integrated. Since this integral represents the area under the changing intensity signal and the electrical representation of the intensity is measured in volts. the unit of muscle activity is the volt-second. The intensities recorded in the muscle tissue are usually very much smaller than a V. In general, these signals are only , W (10 ~ V). Thus, the usual unit for muscle activity is the microvolt second.

Die Integration des gleichgerichteten Muskelsignals kann durch Akkumulation der Wirkung der veränderlichen Intensität über eine Zeitdauer erfolgen. Dies kann durch Speichern einer Ladung in einem'Kondensator bewirkt werden. Der die Ladung erzeugende Strom kann proportional zur Muskelintensität gemacht werden. Ein anderes Integra t ionsverf ahr en zur Integration des Muskelsignals besteht darin, daß die Muske.lintensitat in eine Folge elektrischer Impulse umgewandelt wird. Die Frequenz dieser elektrischen Impulse ist proportional zur Intensität des Muskelsignals. Diese Impulse werden dann gespeichert oder in einem elektronischen (oder anderweitigen) Zähler akkumuliert bzw. aufaddiert. Die Anzahl der pro Zeitintervall gezählten Impulse entspricht . dem Integral des gleichgerichteten Muskelsignals.The integration of the rectified muscle signal can be achieved by accumulating the effect of the variable intensity take place over a period of time. This can be accomplished by storing a charge in a capacitor will. The current producing the charge can be made proportional to the muscle intensity. Another integra The process of integrating the muscle signal consists in converting the muscle intensity into a series of electrical Impulses is converted. The frequency of these electrical impulses is proportional to the intensity of the muscle signal. These pulses are then stored or in an electronic (or other) counter accumulated or added up. The number of pulses counted per time interval corresponds to. the integral of rectified muscle signal.

509 8 24/0858509 8 24/0858

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. IA, IB und IC schematische Schaltpläne der gesamten Vorrichtung;IA, IB and IC are schematic circuit diagrams the entire device;

Fig. 2 einen schematischen Schaltplan für einen Kanal eines Zweikanal-Meßsignalumformers;2 shows a schematic circuit diagram for one channel of a two-channel measuring signal converter;

Fig. 5 einen Schaltplan für einen programmierbaren Generator;5 shows a circuit diagram for a programmable generator;

.Fig. 4 einen Schaltplan für einen digitalen Integrator; .Fig. 4 is a circuit diagram for a digital integrator;

Fig. 5 einen Schaltplan für einen Anzeigetreiber, eine Bezugsquelle und einen Aufzeichnungstreiber; undFig. 5 is a circuit diagram for a display driver, source and record driver; and

Fig. 6 einen Schaltplan für einen Vergleiche!, einen Tongenerator und einen Proportionalverstärker. 6 shows a circuit diagram for a comparison! A tone generator and a proportional amplifier.

Die Fig. IA enthält folgende Komponenten: Elektroden 1; Meßsignalumformer 2; optoelektronische Wandler bzw. Impuls-Licht-Umsetzer 5; einen zentralen Rechner mit Anzeige 4.FIG. 1A contains the following components: electrodes 1; Measuring signal converter 2; optoelectronic converter or pulse-to-light converter 5; a central computer with Display 4.

Die genaue Arbeitsweise der Vorrichtung wird nun anhand der in den Fig. IB und IC gezeigten Bauelemente erläutert. Fig. IB (in der ein Meßsignalumformer gezeigt ist) werden die Muskelsignale durch Einspeisung in Elektroden 1 erfaßt. Diese Signale werden in einem Vorverstärker 5 verstärkt. Eine weitere Verstärkung erfolgt in einem Verstärker 6 mit einstellbarerjverstärkung. Dieser Verstärker 6 begrenzt auch den Frequenz-The exact mode of operation of the device will now be based on the components shown in FIGS. IB and IC explained. Fig. IB (in which a measuring signal converter is shown is) the muscle signals are recorded by feeding them into electrodes 1. These signals are in one Preamplifier 5 amplified. A further amplification takes place in an amplifier 6 with an adjustable amplification. This amplifier 6 also limits the frequency

509824/0 8-5509824/0 8-5

bereich des auftretenden Signals auf Werte, die in biologischen Organismen vorkommen. Ein Einweggleichrichter 7 setzt alle Signalteile einer Polarität in entsprechende Signalteile der entgegengesetzten Polarität um. Ein Addierer 8 addiert die einseitig gerichteten Signalteile des Einweggleichrichters 7 und die zweiseitig gerichteten Signalteile des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung derart, daß am Ausgang des Addierers 8 ein einseitig gerichtetes Signal entsteht. Ein Spannungs-Frequenz-Umsetzer 9 setzt die Intensität seines Eingangssignals in eine Impulsfolge um, deren Frequenz proportional zur Intensität des Signals aus dem Addierer 8 ist. Die Impulse des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 9 treiben einen Impuls-Licht-Wandler 3» der die elektrischen Impulse aus dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer 9 in Lichtimpulse umsetzt. Diese Lichtimpulse werden in einen zentralen Rechner mit Anzeige übertragen. Somit besteht also keine Drahtverbindung zwischen dem Meßsignalumformer 2 und dem zentralen Rechner mit. Anzeige 4. Dadurch werden Zufalls fehler bzw. Störspitzen vom biologischen Organismus verhindert, die von Strömen herrühren können, die in einer •derartigen Drahtverbindung fließen. Die Energie für den Meßsignalumformer wird von Batterien 10 geliefert. Die Spannung dieser Batterien wird in einem Stromversorgungsregler 11 derart eingestellt, daß sie sich für die Bauelemente des Meßsignalumformers 2 eignet.range of the occurring signal to values that occur in biological organisms. A half-wave rectifier 7 converts all signal parts of one polarity into corresponding signal parts of the opposite one Polarity around. An adder 8 adds the unidirectional signal parts of the half-wave rectifier 7 and the bidirectional signal parts of the amplifier 6 with adjustable gain in such a way that a unidirectional signal is produced at the output of the adder 8. A voltage-frequency converter 9 converts the intensity of its input signal into a pulse train, the frequency of which is proportional to the intensity of the signal from the adder 8. The pulses from the voltage-frequency converter 9 drive a pulse-to-light converter 3 »the the electrical impulses from the voltage-frequency converter 9 converts it into light pulses. These light pulses are transferred to a central computer with display. So there is no wire connection between the measuring signal converter 2 and the central Calculator with. Display 4. This will cause random errors or interference spikes from the biological organism, which can result from currents in a • such wire connection flow. The energy for the measuring signal converter is supplied by batteries 10. The voltage of these batteries is set in a power supply regulator 11 so that they are for the components of the measuring signal converter 2 are suitable.

Die Lichtsignale des Impuls-Licht-Wandlers J werden in einem Detektor 12 erfaßt (vgl. Fig. IC). Der Detektor 12 ist ein Bestandteil eines Integrators 13.The light signals of the pulse-to-light converter J are detected in a detector 12 (see. Fig. IC). The detector 12 is part of an integrator 13.

509824/0858509824/0858

Der Detektor 12 setzt die Lichtsignale des Impuls-Licht -Wandlers 3 in elektrische Impulse um. Das Ausgangssignal des Detektors 12 ist eine periodische Folge von Impulsen, deren Frequenz proportional zur Intensität des gleichgerichteten Muskelsignals ist. Wenn diese Impulse in Zählern 14, 15, 16, 17 und 18 unter Steuerung durch einen Vollbereichsschalter 19 und durch Signalelaus einem programmierbaren Generator 20 aufsummiert werden, entsteht das Integral des gleichgerichteten Muskelsignais.The detector 12 converts the light signals from the pulse-to-light converter 3 into electrical pulses. The output signal of the detector 12 is a periodic sequence of pulses whose frequency is proportional to Is the intensity of the rectified muscle signal. When these pulses in counters 14, 15, 16, 17 and 18 under control of full range switch 19 and signals from a programmable generator 20 are added up, the integral of the rectified muscle signal arises.

Um zu verstehen, wie der Integrator 13 gesteuert wird, sei die Arbeitsweise des programmierbaren Generators 20 betrachtet. Der programmierbare Generator 20 enthält einen Oszillator 21, der ein periodisches 4-Hz-Signal erzeugt. Diese Frequenz des Oszillatorsignals wird in einem Flipflop 22 durch zwei geteilt.' Das Ausgangssignal des Flipflops (FF) wird in einem" Flipflop 23 erneut durch zwei geteilt. Das Ausgangssignal von FF 23 wird in FF 24 durch zwei geteilt. Das Ausgangssignal von FF 24 schließlich wird mit Hilfejeines Zählers 25 durch fünf geteilt. Auch ein Zähler 26 teilt das Ausgangssignal von FF 23 durch fünf. Die Ausgangssignale des Oszillators 21, der Flipflop FF 22, FF 23, FF 24, der Zähler 25 und 26 haben Periodendauern, die aus Tabelle 1 hervorgehen.To understand how the integrator 13 is controlled consider the operation of the programmable generator 20. The programmable one Generator 20 contains an oscillator 21 which generates a periodic 4 Hz signal. This frequency of the oscillator signal is passed in a flip-flop 22 shared two. ' The output of the flip-flop (FF) is again divided by two in a "flip-flop 23". The output of FF 23 becomes FF 24 by two divided. The output of FF 24 eventually becomes divided by five using each counter 25. Also a Counter 26 divides the output of FF 23 by five. The output signals of the oscillator 21, the flip-flop FF 22, FF 23, FF 24, the counters 25 and 26 have Periods that emerge from Table 1.

Tabelle 1Table 1 Elementelement Periodeperiod Oszillator 21Oscillator 21 25 s25 s FF 22FF 22 0,5 s0.5 s FF 23FF 23 1 s1 s FF 24FF 24 2 s2 s Zähler 25Counter 25 10 s10 s Zähler 26Counter 26 5 s5 s

509824/0858509824/0858

Diese Frequenzen treten an einem Integrationszeitschalter 27 auf, der eines dieser Signale als dasjenige Zeitintervall auswählt, über das die Impulse akkumuliert werden, die die gleichgerichtete Muskelintensität darstellen. Dieses zeitsignal gelangt an ein Speicher-Monoflop 28, das für jede Wiederholung des durch den Integrationszeitschalter 27 ausgewählten Signals ein Momentansignal erzeugt. Wenn dieser Fall eintritt, wird der in den Zählern 16, I7 und des Integrators 13 gespeicherte Zählerstand in'· Speicher 29, 30 und 31 übertragen. Die Speicher 29, 30 und 31 können zusammen maximal 999 Impulse und minimal 000 Impulse speichern. Die tatsächliche Anzahl der aufsummierten Zählimpulse hängt von der gleichgerichteten Muskelintensität ab, die am Ausgang des Detektors 12 Impulse erzeugt, und vom Zusammenspiel des Volbereichsschalters I9 mit den Zählern 14 und Wenn das Speieher-Monoflop 28 ein Signal erzeugt, das die aufsummierten Zählerstände der Zähler 16, I7 und ■ 18 in die Speicher 29, 30 und 31 überträgt, wird auch ein Signal an ein Lösoh-Monoflop 32 übertragen. Dieses Monoflop erzeugt unmittelbar nach dem durch das Speieher-Monoflop 28 erzeugten MomentaIsignal ebenfalls ein Momentansignal. Somit erzeugen beide Monoflops, nämlich das Speieher-Monoflop 28 und das Lösch-Monoflop bei jeder Signalwiederholung ein Momentansignal bzw. ein dynamisches Signal, und zwar unter Steuerung durch den Integrätionsz'eitischalter 27. Das Signal des Speicher-Monof lops 28· eilt dem Signal des Lösch-Monoflops 32 voraus. Das durch das Lösch-Monoflop 32 erzeugte Momentansignal stellt den aufsummierten Zählerstand, der inThese frequencies appear at an integration timer 27, which one of these signals as that Selects the time interval over which the impulses are accumulated, which the rectified muscle intensity represent. This time signal arrives at a memory monostable flop 28, which is used for each repetition the one selected by the integration timer 27 Signal generates an instantaneous signal. When this occurs, that in counters 16, I7 and of the integrator 13 are transferred to the memory 29, 30 and 31. The memories 29, 30 and 31 together can have a maximum of 999 pulses and store a minimum of 000 pulses. The actual number of the accumulated counting impulses depends on the rectified muscle intensity at the output of the detector 12 generates pulses, and from the interaction of the full range switch I9 with the counters 14 and If the Speieher monoflop 28 generates a signal that the totalized counter readings of counters 16, I7 and ■ 18 transmits into the memories 29, 30 and 31, a signal is also transmitted to a Lösoh monoflop 32. This Monoflop also generates immediately after the instantaneous signal generated by Speieher monoflop 28 an instantaneous signal. Thus both produce monoflop, namely the storage monoflop 28 and the erasing monoflop with each signal repetition an instantaneous signal or a dynamic signal, under control by the integration time switch 27. The signal of the memory monof lops 28 · rushes to the signal of the deletion monoflop 32 in advance. The instantaneous signal generated by the delete monostable flop 32 represents the accumulated counter reading in

50982 A/085850982 A / 0858

den Zählern 14, 15, 16, 17 und 18 gespeichert ist, auf Null zurück. Dies erfolgt, nachdem der aufsummierte Zählerstand der Zähler 16, 17 und 18 in die Speicher 29, 30 und 31 übertragen worden ist. Die Speicher 29, 30 und 31 enthalten somit während der vorhergehenden Zeitdauer, die durch den Integrationszeitschalter ausgewählt ist, die Anzahl der durch die Zähler 16, und 18 aufsummierten Zählimpulse, jede Wiederholung der durch den Integrationszeitschalter 27 ausgewählten Zeitdauer bewirkt, daß die Speicher 29, 30 und 3I durch die Zähler 16, I7 und 18 auf den neuesten Stand gebracht werden, und daß die Zähler 14, 15* 16, I7 und 18 gelöscht werden.the counters 14, 15, 16, 17 and 18 is stored back to zero. This takes place after the totalized count of counters 16, 17 and 18 has been transferred to memories 29, 30 and 31. The memories 29, 30 and 31 thus contain, during the previous period selected by the integration timer, the number of counting pulses added up by the counters 16 and 18, each repetition of the period selected by the integration timer 27 causes the memories 29, 30 and 3I are brought up to date by counters 16, I7 and 18, and that counters 14, 15 * 16, I7 and 18 are cleared.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Anzahl der Zählimpulse, die in den Zählern 16, 17 und 18 während einer durch den Integrationszeitschalter 27 ausgewählten Zeitdauer aufsummiert werden, von der Anzahl der Zählimpulse abhängt, die durch den Detektor 12, den Vollbereichsschalter 19 und die Zähler 14 und 15 erzeugt werden. Zur näheren Erläuterung wird auf Tabelle 2 verwiesen. It has already been mentioned that the number of counting pulses which are added up in the counters 16, 17 and 18 during a period selected by the integration timer 27 depends on the number of counting pulses generated by the detector 12, the full-range switch 19 and the counters 14 and 15 are generated. Reference is made to Table 2 for a more detailed explanation.

Table 2

Vollbereichsschalter I9, Vom DetektorFull range switch I9, from the detector

Berelchse adjustment of controlled meters

.3 (0-999) 14.3 (0-999) 14

2 (0-99,9). 152 (0-99.9). 15th

1 (0-9,9) . 161 (0-9.9). 16

509824/0 8-5 8509824/0 8-5 8

Wenn der Vollbereichsschalter 19 in der Position 3 ist, entspricht dies einem Vollbereichs-Zählerstand von 999 /UV des integrierten, gleichgerichteten Muskelsignals. Gleichzeitig mit dem Ansteuern des Zählers 14 durch den Detektor 12 (Vollbereichsschalter 19 auf Bereichseinstellung 3) schließt der Vollbereichsschalter 19 auch den Zähler 14Wn den Zähler 15 und den Zähler 15 an den Zähler 16 an. Wenn z. B. das ursprüngliche Muskelsignal 100 /UV beträgt, erzeugt der Detektor 12 eine Impulswiederholfrequenz von 1000 Hz. Bei der Bereichseinstellung 3 des Vollbereichsschalters 19 zählen die Zähler 14, 15, 16, 17 und 18 zehn Impulse und erzeugen einen Übertrag zum nächsten Zähler, wenn sie auf 0. (nach 9) zurückkehren. Es sei nun angenommen, daß der Integrationszeitschalter 27 eine Integrationszeit von 1 s auswählt. In einer s erzeugt, der Detektor 12 10.000 Impulse. Diese Impulse werden in den"Zählern 14, 15, 16, 17 und 18 gezählt. Nach 1 s hat der Zähler 18 den Zählerstand 1, während die Zähler 17, 16, 15 -and 14 jeweils den Zählerstand 0 haben. Wenn nach 1 s die Zählerstände der Zähler 18, 17 und 16 in die Speicher Jl, 30 und 39 übertragen werden, speichert der Speicher 31 eine Eins ab, der Speicher 30 eine Null, und der Speicher 29 ebenfalls eine Null. Wenn der Speicher 31 als höchstwertige Ziffer des Integrals der gleichgerichteten Muskelsignale interpretiert wird, der Speicher 30 als die nächsthöhere Ziffer und der Speicher 29 als die niedrigstwertige Ziffer, tritt in diesen Speichern die Zahl 100 auf. Diese Zahl 100 ist die Anzeige dafür, daß 100 /uV für 1 s vorhanden waren. Bei einer durch den Integrationszeitschalter 27 ausgewählten Integrationszeit von 2 s liefert der Detektor 12 20.000 Im-When the full range switch 19 is in position 3 is, this corresponds to a full-range counter reading of 999 / UV of the integrated, rectified muscle signal. Simultaneously with the activation of the counter 14 through the detector 12 (full range switch 19 on range setting 3) closes the full range switch 19 also the counter 14Wn the counter 15 and the Counter 15 to counter 16. If z. B. the original muscle signal is 100 / UV generated by the Detector 12 has a pulse repetition frequency of 1000 Hz. With the range setting 3 of the full range switch 19 counters 14, 15, 16, 17 and 18 count ten pulses and generate a carry over to the next counter, when they return to 0. (after 9). It is now assumed that the integration timer 27 selects an integration time of 1 s. In one s, the detector 12 generates 10,000 pulses. These impulses are counted in the "counters 14, 15, 16, 17 and 18. After 1 s, the counter 18 has the count 1, while the counters 17, 16, 15 -and 14 each have the count 0 to have. If after 1 s the counter readings of the counters 18, 17 and 16 are transferred to the memories Jl, 30 and 39, the memory 31 stores a one, the memory 30 a zero, and the memory 29 also a zero. if the memory 31 as the most significant digit of the integral the rectified muscle signals is interpreted, the memory 30 as the next higher digit and the Memory 29, as the least significant digit, enters into this Save the number 100. This number 100 is the indication that 100 / uV was present for 1 s. at an integration time of 2 s selected by the integration time switch 27, the detector 12 delivers 20,000 im-

509824/085 8509824/085 8

pulse. Der Zählerstand in den Speichern 31> 30 undpulse. The count in memories 31 > 30 and

29 beträgt nach 2 s 200, was einem Integral von29 amounts to 200 after 2 s, which is an integral of

200 /uVs entspricht. Somit enthalten die Speicher J>\,200 / uVs. Thus, the stores contain J> \ ,

30 und 29 eine Zahl, die den Wert des integrierten, gleichgerichteten Muskelsignals direkt in Mikrovoltsekunden anzeigt. Andere Einstellungen des Vollbereichsschalters 19 und des Integrationszeitschalters 27 erzeugen in ähnlicher Weise den exakten Integralwert in den Speichern 31» 30 und 29, und zwar direkt in Mikrovoltsekunden, wenn eine Multiplikation mit der Stellung des Integrationszeitschalters 27 erfolgt. 30 and 29 a number representing the value of the integrated, rectified muscle signal directly in microvolt seconds. Other full range switch settings 19 and the integration timer 27 generate the exact integral value in a similar manner in the memories 31 »30 and 29, namely directly in microvolt seconds if a multiplication with the position of the integration timer 27 takes place.

Die Ausgangssignale der Speicher 3I> 30 und 29 treiben einen Digital-Analog-Umsetzer 33. Dieses Gerät erzeugt ein elektrisches A us gangssignal, das immer proportional ist zu der in den Speichern 31* 30 und 29 gespeicherten Zahl. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-<Umsetzers 33 ist somit ein elektrisches Signal (Spannung), das proportional zum integrierten, " gleichgerichteten Muskelsignal ist. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Umsetzers 33 treibt unter anderem einen Verstärker 34. Dieser Verstärker 34 stellt das A us gangs signal des Digital-Analog-Umsetzers 33 derart ein, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 34 zum Aufzeichnen auf einem Schreiber oder auf einem anderen Aufzeichnungsgerät verwendbar ist.The output signals of the memories 3I > 30 and 29 drive a digital-to-analog converter 33. This device generates an electrical output signal that is always proportional to the number stored in the memories 31 * 30 and 29. The output signal of the digital-to-analog converter 33 is thus an electrical signal (voltage) that is proportional to the integrated, "rectified muscle signal. The output signal of the digital-to-analog converter 33 drives, among other things, an amplifier 34. This amplifier 34 provides that The output signal of the digital-to-analog converter 33 is such that the output signal of the amplifier 34 can be used for recording on a recorder or on another recording device.

Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Umsetzers steuert· außerdem einen Verstärker 35, der an einen Sichtgerät-Wählschalter 36 angeschlossen ist. Zwei weitere Verstärker 37 und 38 sind ebenfalls an den Sichtgerät-Wählschalter 36 angeschlossen, der die SignaleThe output signal of the digital-to-analog converter also controls an amplifier 35 connected to a viewer selector switch 36. Two more Amplifiers 37 and 38 are also connected to the display device selector switch 36, which the signals

509824/085509824/085

steuert, die auf dem Sichtgerät 39 erscheinen. Der Sichtgerät-Wählschalter 36 gibt an, welche beiden Signale auf dem Sichtgerät 39 erscheinen. Das Sichtgerät 39 kann zwei zeitabhängige Signale anzeigen. Die Zeitbasis des Sichtgerätes 39 ist mit einem Ablenkgeschwindigkeitswähler 40 einstellbar. Die Steuerung der darzustellenden Signale erfolgt gemäß Tabelle J.Tabelle 3controls appearing on the display 39. The display device selector switch 36 indicates which two Signals appear on the display device 39. The display device 39 can display two time-dependent signals. The time base of the viewing device 39 can be set with a deflection speed selector 40. the The signals to be displayed are controlled in accordance with Table J.Table 3

Stellung des Sichtgerät-Wählschalters 36Position of the display device selector switch 36

Auf dem Sichtgerät dargestellte SignaleSignals displayed on the display device

Kanal 1Channel 1

Kanal 2Channel 2

A us gangs signal des Integrators I3 nach dem Digital-Analog-Umsetzer 33 und Verstärker 35Output signal of the integrator I3 after the digital-to-analog converter 33 and amplifier 35

Bezugssignal 41 nach VerstärkerReference signal 41 after amplifier

Ausgangssignal des Integrators 42 nach Verstärker 37Output signal from integrator 42 to amplifier 37

Bezugssignal 41 nach VerstärkerReference signal 41 after amplifier

Ausgangssignal des Integrators I3 nach dem Digital-Analog-Umsetzer 33 und Verstärker 35Output signal of the integrator I3 after the digital-to-analog converter 33 and amplifier 35

Ausgangssignal-Integrator nach Verstärker Output signal integrator after amplifier

609824/0858609824/0858

Das Sichtgerät 39 stellt entweder das Ausgangssignal des Kanals 1 (Integrator 13) und ein Bezugssignal dar, das durch.eine Bezugssteuerung 41 bestimmt ist, oder das Ausgangssignal von Kanal 2 (Integrator 42) und das Bezugssignal, das durch die Bezugs steuerung 41 bestimmt ist, oder das Ausgangssignal beider Integratoren (Integrator 15 ^auf Kanal 1 und Integrator 42 auf Kanal 2). Die Bauelemente des Kanal 2-Integrators 42 sind bezüglich der Konfiguration identisch zu den Bauelementen des Kanal 1-Integrators 13. Ein Operationsverstärker 42A hat identische Funktion zum Verstärker 34.The display device 39 represents either the output signal of channel 1 (integrator 13) and a reference signal which is determined by a reference control 41, or the output signal of channel 2 (integrator 42) and the reference signal which is determined by the reference control 41 or the output signal of both integrators (integrator 15 ^a uf channel 1 and integrator 42 on channel 2). The components of the channel 2 integrator 42 are identical in configuration to the components of the channel 1 integrator 13. An operational amplifier 42A has an identical function to the amplifier 34.

Die Ausgangssignale der Speicher 31, 30 und 29 (und die entsprechenden Bauelemente des Kanal 2-Integrators 42) steuern den Digital-Analog-Umsetzer 33 und sind außerdem an einen Anzeigewatflschalter 43 angeschlossen. Der Anzeigewahlschalterfo-3 steuert die auf einer Digitalanzeige 44 darzustellende Zahl. Wenn das integrierte · Ausgangssignal des Kanals 1 auf der Digitalanzeige 44 dar gestellt wird, werden die Ausgangssignale der Speicher J>\ 30 und 29 über den Anzeigewahlschalter 43 in die Digitalanzeige 44-übertragen. Wenn das integrierte Ausgangssignal des Kanals 2 auf der Digitalanzeige 44 dargestellt wird, werden die Ausgangssignale der Speicher im Integrator 42 (Kanal 2) über den Anzeigewahlschalter 43 in die Digitalanzeige 44 übertragen.The output signals of the memories 31, 30 and 29 (and the corresponding components of the channel 2 integrator 42) control the digital-to-analog converter 33 and are also connected to a display switch 43. The display selector switch fo-3 controls the number to be displayed on a digital display 44. When the integrated output signal of channel 1 is presented on the digital display 44, the output signals of the memories J> \ 30 and 29 are transferred to the digital display 44 via the display selector switch 43. When the integrated output signal of channel 2 is displayed on digital display 44, the output signals of the memory in integrator 42 (channel 2) are transmitted to digital display 44 via display selection switch 43.

Die übrigen Bauelemente in Fig. IC sind: Ein Kanalwahlschalter 45, ein Vergleicher 49> Verstärker 50 und 51, ein Betriebsartenschalter 46, ein Tongenerator 47 und ein Lautsprecher 48; diese Bauelemente erzeugen einen akustischen Ton, der eine andere Art der Anzeige des Zusammenhangs zwischen mehreren Muskelquellen und einem Signal darstellt, das einen willkürlichen, durch denThe remaining components in Fig. IC are: A channel selection switch 45, a comparator 49> Amplifiers 50 and 51, a mode switch 46, a tone generator 47 and a speaker 48; these components produce an acoustic tone, which is a different way of displaying the Relationship between several muscle sources and one Signal represents that an arbitrary, through the

S09824/08S8S09824 / 08S8

Mensehen erzeugten Reiz repräsentiert. Der Kanalwahlschalter 45 empfängt Signale aus dem Digital-Analog-Umsetzer j5j5, der-sich im Integrator Ij5 befindet, und aus dem entsprechenden Digital-Analog-Umsetzer des Integrators 42. Diese EingangsSignaIe sind Spannungen, die äquivalent sind zu den gleichgerichteten, integrierten Muskelsignalen. Der Kanalwahlschalter 45 bestimmt, welches dieser beiden Signale einen akustischen Ton erzeugt. Das durch den Kanalwahlschalter 45 ausgewählte Signal gelangt in .den Verstärker 50. Ein zweites Eingangssignal des Verstärkers 50 ist durch das Bezugssignal der Bezugssteuerung 41 gegeben. Der Verstärker 50 erzeugt ein Signal proportional zur Differenz zwischen dem integrierten, gleichgerichteten Muskelsignal aus dem Kanalwahlschalter 45 und dem Signal aus der Bezugss teuerung 41. Je größer der Unterschied zwischen dem integrierten, gleichgerichteten Muskelsignal und dem Bezugssignal ist, destokrößer ist das Ausgangssignal des Verstärkers 50. Der Vergleicher 49 erhält dieselben Eingangssignale wie der Verstärker 50. Der Vergleicher erzeugt jedoch entweder ein Null-Signal oder ein Höherintensitätssignal, und zwar abhängig von den relativen Zuständen seiner Eingangssignale. Wenn das integrierte, gleichgerichtete Muskelsignal kleiner als das Bezugssignal ist, erzeugt der Vergleicher 49 ein Ausgangssignal mit Maximalamplitude. Sein Ausgangssignal ist nicht proportional zur Differenz,'doch tritt es in voller Stärke.auf, solange das integrierte, gleichgerichtete, Muskelsignal kleiner als das Bezugssignal ist. Wenn das integrierte., gleichgerichtete MuskelsignalHuman beings represent the stimulus generated. The channel selector switch 45 receives signals from the digital-to-analog converter j5j5, which-is located in the integrator Ij5, and from the corresponding digital-to-analog converter of integrator 42. These input signals are Tensions that are equivalent to the rectified, integrated muscle signals. The channel selector switch 45 determines which of these two signals produces an acoustic tone. That through the channel selector switch 45 selected signal goes to the amplifier 50. A second input to amplifier 50 is through the reference control signal 41 given. The amplifier 50 generates a signal proportional to the difference between the integrated, rectified muscle signal from the channel selector switch 45 and the signal from the reference ss control 41. The greater the difference between the integrated, rectified muscle signal and the The reference signal, the greater the output signal of the amplifier 50. The comparator 49 receives the same input signals as the amplifier 50. The comparator however, generates either a zero signal or a higher intensity signal, depending on the relative States of its input signals. When the integrated, rectified muscle signal is less than that Is the reference signal, the comparator 49 generates an output signal with maximum amplitude. Its output signal is not proportional to the difference, but it occurs in full strength as long as the integrated, rectified, Muscle signal is smaller than the reference signal. When the integrated., Rectified muscle signal

SO-9 8 24 /D 8SlSO-9 8 24 / D 8Sl

gleich oder größer als das Bezugssignal ist, erzeugt der Vergleicher 49 ein Null-Signal. Der Verstärker 51 invertiert die Polarität des Signals des Vergleichers 49. Das Ausgangssignal des Verstärkers 5I ist also Null, wenn das integrierte, gleichgerichtete Muske!signal kleiner als das Bezugssignal ist, und es weist Maximalamplitude auf, wenn das integrierte, gleichgerichtete Muskelsignal gleich oder größer als das Bezugssignal ist. Der Betriebsartenschalter 46 bestimmt darüber, welches Signal an den Tongenerator gelangt. Das zum Tongenerator gelangende Signal wird gemäß Tabelle 4 ausgewählt.is equal to or greater than the reference signal, the comparator 49 generates a zero signal. The amplifier 51 inverts the polarity of the signal of the comparator 49. The output of the amplifier 5I is zero if the integrated, rectified muscle signal is less than the reference signal, and it has maximum amplitude when the integrated, rectified muscle signal is equal to or greater than is the reference signal. The mode switch 46 determines which signal to the tone generator got. The signal that goes to the tone generator is selected according to Table 4.

Table 4

Einstellung 'des Betriebs· artenschalters 46Setting the operating mode switch 46

Signal zum Tongenerator 47 Signal to tone generator 47

Austhe end

Proportional Abnahme Z unahmeProportional decrease increase

Nullzero

Ausgangssignal Verstärker 50 Ausgangssignal Vergleicher 49 Ausgangssignal Verstärker 5IOutput signal amplifier 50 Output signal comparator 49 Output signal amplifier 5I

Der Tongenerator 4? erzeugt ein Ausgangssignal, das proportional zu seinem Eingangssignal ist. Das Ausgangssignal des Tongenerators 47 treibt einen Lautsprecher 48. Abhängig von der Lage des Betriebsartenschalters 46 erzeugt der Lautsprecher 48 einen Ton in einem der folgenden Fälle: Einen starken Ton nur dann, wenn das integrierte, gleichgerichtete Muskelsignal gleich oder größer als das Bezugssignal ist; einen starken TonThe tone generator 4? produces an output signal that is proportional to its input signal. The output signal of the tone generator 47 drives a loudspeaker 48. Depending on the position of the mode switch 46, the loudspeaker 48 generates a sound in one of the following cases: A strong tone only if when the integrated, rectified muscle signal is the same or greater than the reference signal; a strong tone

nur dann, wenn das integrierte, gleichgerichtete Muskelsignal kleiner als das Bezugssignal istj einen Ton, dessen Stärke bzw. Intensität proportional zur Differenz zwischen dem integrierten, gleichgerichteten Muskelsignal ist; oder keinen Ton, wenn sich der Betriebsartenschalter 46 in der AUS-Lage befindet.only if the integrated, rectified muscle signal is less than the reference signalj a tone whose strength or intensity is proportional to the difference between the integrated, rectified muscle signal; or no sound when the Mode switch 46 is in the OFF position.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Kanals des Zweikanal-Meßsignalumformers. Ein menschlicher Proband liefert über Elektroden Signale, die an Widerständen 52 und 53 aufgenommen werden,. Diese Widerstände erzeugen zusammen mit den Elektrodenkapazitäten von Transistoren 54 und 55 eine Dämpfung der Nachrichtensignale, die in die Signalleitungen eingespeist werden. Die Transistoren 54 und 55 erfassen die Differenz zwischen den beiden Signalelektroden. Widerstände 60, 61 und 62 dienen als Vorspannungseinstellwiderstände für die Transistoren 54 und 55. Die A usgangsSignaIe der Transistoren 54 und 55 werden in . Transistoren 56 und 57 verstärkt. Widerstände 65 und dienen zusammen mit Widerständen 68 und 69 als Vorspannungseinstellwiderstände für Transistoren 58 und Diese Transistoren 58 und 59 entkoppeln die Transistoren 56 und 57 vom übrigen Netzwerk. Widerstände 70 und 71 sowie Kondensatoren 72 und 73 begrenzen die untere Wiederholfrequenz der EingangsSignaIe derart,daß Frequenzänderungen unterhalb 10 Hz nicht verstärkt werden. Ein Kondensator 63 und ein veränderlicher Kondensator 64 bewirken eine Kompensation für hochfrequente Signale, die auf beiden Eingangsleitungen auftreten können. Ein veränderlicher-Widerstand 67 kompensiert gemeinsame Signale,-die auf beiden Signalleitungen vorhanden sein können (auch "Gleichtaktsignal" genannt). Die SignaleFig. 2 shows a schematic circuit diagram of a channel of the two-channel measuring signal converter. A human one The test person delivers signals via electrodes, which are recorded at resistors 52 and 53. These Together with the electrode capacitances of transistors 54 and 55, resistors produce an attenuation of the Message signals fed into the signal lines will. The transistors 54 and 55 sense the difference between the two signal electrodes. Resistors 60, 61 and 62 serve as bias setting resistors for the transistors 54 and 55. The output signals of the transistors 54 and 55 are shown in. Transistors 56 and 57 reinforced. Resistors 65 and together with resistors 68 and 69 serve as bias setting resistors for transistors 58 and These transistors 58 and 59 decouple the transistors 56 and 57 from the rest of the network. Resistors 70 and 71 as well as capacitors 72 and 73 limit the lower Repetition frequency of the input signals such that Frequency changes below 10 Hz are not amplified. A capacitor 63 and a variable capacitor 64 compensate for high-frequency signals that can occur on both input lines. A variable resistor 67 compensates common Signals that are present on both signal lines can (also called "common mode signal"). The signals

509824/08B8509824 / 08B8

am Emitter des Transistors 58 (über einen Widerstand 74) und am Emitter des Transistors 59 (über einen Widerstand 80) werden Transistoren 77 und 78 zugeführt. Diese Transistoren erzeugen eine zusätzliche Verstärkung der Differenz zwischen den Eingangssignalen aus den Elektroden 1. Ein Transistor 76 entkoppelt die Transistoren 77 und 78 vom übrigen Netzwerk. Das Ausgangssignal am Emitter des Transistors 76 wird über Kondensatoren 82 und in den Verstärker 6 mit einstellbarer Verstärkung eingespeist. Die Komponenten bis zu einem Widerstand 84 im Signalweg bilden den Vorverstärker 5· Ein Operationsverstärker 86 mit veränderlichem Widerstand 90 und dem Widerstand 84 bilden eine Einrichtung, mit der Einstellungen im Signalweg durchführbar sind. Ein Kondensator 9I bewirkt zusammen mit den erwähnten Bauelementen eine Begrenzung der Hochfrequenzkomponenten des Signals. Ein Widerstand 87 dient zur Vorspannungseinstellung und ein Widerstand 88 zur Impedanzkompensation. Das Ausgangssignal des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung wird über einen Widerstand 92 in den Einweg^gleichrichter 7 und über einen Widerstand 101 in den Addierer 8 eingespeist. Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers mit einstellbarer Verstärkung negativ ist, erzeugt ein Operationsverstärker 94 zusammen mit Gleichrichtern 97 und 98, Widerständen 99 und 92 am Verbindungspunkt des Gleichrichters 98 mit dem Widerstand 99 eine Spannung mit Null Volt (das ,heißt am Ausgang des Einweg^gleichrichters7). Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers mit einstellbarer Verstärkung positiv ist, ist das Ausgangssignal des Einweg^gleichrichters 7 negativ und hat gleiche Amplitude. Die A us gangs Signa Ie des Ver-at the emitter of transistor 58 (via a resistor 74) and at the emitter of transistor 59 (via a resistor 80) there are transistors 77 and 78 supplied. These transistors create an additional amplification of the difference between the Input signals from the electrodes 1. A transistor 76 decouples the transistors 77 and 78 from the rest of the network. The output signal at the emitter of transistor 76 is via capacitors 82 and into amplifier 6 with adjustable gain fed in. The components up to a resistor 84 in the signal path form the preamplifier 5 An operational amplifier 86 with variable resistor 90 and resistor 84 constitute means with which settings can be made in the signal path. A capacitor 9I works together with those mentioned Components limit the high frequency components of the signal. A resistor 87 is used to Bias adjustment and a resistor 88 for impedance compensation. The output of the amplifier 6 with adjustable gain is rectified through a resistor 92 in the one-way ^ rectifier 7 and over a resistor 101 is fed to the adder 8. When the output signal of the amplifier with adjustable Gain is negative, an operational amplifier 94 generates together with rectifiers 97 and 98, Resistors 99 and 92 at the junction of the rectifier 98 with the resistor 99 a voltage with zero volts (that is, at the output of the one-way rectifier7). If the output of the adjustable gain amplifier is positive, that is The output signal of the half-wave rectifier 7 is negative and has the same amplitude. The output signals of the

509824/Ü8S8509824 / Ü8S8

stärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung und des Einweg^gleichrichters 7 werden über den Widerstand 101 und einen Widerstand 100 im Addierer 8 addiert. Dieser Addierer 8 erzeugt eine Zweiweg^gleichrichtung des AusgangssignaIs des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung in folgender V/eise: Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung negativ ist, tritt am Ausgang des Einweg^gleichrichters 7 eine Spannung von Null Volt auf. Somit speist der Widerstand 100 einen Strom Null in den Verbindungspunkt der Widerstände 101 und 100 ein. Der Widerstand 101 trägt einen Strom bei, der proportional ist zum negativen Signal des Ausgangssignals des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung. Am Ausgang des Addierers 8, das heißt am Verbindungspunkt eines Operationsverstärkers 103 mit einem Widerstand 104, entsteht eine Spannung, die positiv ist (der Operationsverstärker 103 invertiert die Polarität des in den Widerständen 1-01 und 100 addierten Stroms) und proportional zur Summe der Spannungen an den Ausgängen des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung und des Einweg^gleichrichters 7. In den Widerständen 101 und fließen zwei Ströme. Der Strom im Widerstand 101 ist proportional zur positiven Auslenkung des A us gangs signa Is des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung. Der Strom im Widerstand 100 ist negativ gerichtet, da der Einweg_wgleichrichter 7 das Signal des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung invertiert. Die Widerstandswerte der Widerstände 101 und lOCf/erhalten sich wie 2:1. Das^;Ausgangssignal des Operationsverstärkers 103 ist proportional zur Summe der Ströme, die in den Widerständen 101 und 100 fließen. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 103 ist also positiv wie für den Fall,The amplifier 6 with adjustable gain and the one-way rectifier 7 are added via the resistor 101 and a resistor 100 in the adder 8. This adder 8 generates a two-way rectification of the output signal of the amplifier 6 with adjustable gain in the following manner: If the output signal of the amplifier 6 with adjustable gain is negative, a voltage of zero volts occurs at the output of the one-way rectifier 7. Resistor 100 thus feeds a zero current into the junction of resistors 101 and 100. The resistor 101 contributes a current which is proportional to the negative signal of the output signal of the amplifier 6 with adjustable gain. At the output of the adder 8, i.e. at the connection point of an operational amplifier 103 with a resistor 104, a voltage is produced which is positive (the operational amplifier 103 inverts the polarity of the current added in the resistors 1-01 and 100) and proportional to the sum of the voltages at the outputs of the amplifier 6 with adjustable gain and the one-way rectifier 7. Two currents flow in the resistors 101 and. The current in the resistor 101 is proportional to the positive deflection of the output signal from the amplifier 6 with adjustable gain. The current in the resistor 100 is directed negatively, since the one-way rectifiers _w 7 inverts the signal from the amplifier 6 with adjustable gain. The resistance values of the resistors 101 and IOCf / are obtained as 2: 1. That ^; The output signal of the operational amplifier 103 is proportional to the sum of the currents that flow in the resistors 101 and 100. The output signal of the operational amplifier 103 is therefore positive as in the case

daß das Ausgangssignal des Verstärkers 6 mit einstellbarer Verstärkung negativ ist. Somit ist das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 105 ein zweiweggleichgerichtetes Signal,das proportional zum Ausgangssignal des Verstärkers β ist. Das Ausgangssignal des Addierers 8 wird über einen veränderlichen Widerstand 107 in einen Spannungs-Frequenz-Umsetzer 109 eingespeist. Der veränderliche Widerstand 107 stellt die Vollbereichsfrequenz des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 109 ein, während ein veränderlicher Widerstand 108 den Absolutwert für den Niederfrequenzbetrieb des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 109 bestimmt. Das Ausgangssignal des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 109 besteht aus Impulsen, deren Wiederholfrequenz proportional zum Ausgangssignal des Addierers 8 ist. Dieses Impulssignal wird über einen Widerstand 110 in einen Transistor 111 eingespeist. Der Transistor 111 gibt über einen Widerstand 112 einen Stromimpuls an eine Leuchtdiode 113 des Impuls-Licht-Umsetzern bzw. optoelektronischen Wandlers bzw. Optokopplers 3 ab. Das Licht aus der Leuchtdiode 113 wird drahtlos in einen Fototransistor 114 eingespeist·. Dieser Fototransistor 114 setzt die Lichtimpulse in einen elektrischen Strom um; gleichzeitig bildet er einen Teil des Detektors 12 des Integrators 13 (oder des Integrators 42 im anderen Meßsignalumformer-Kanal) .that the output signal of the amplifier 6 with adjustable Gain is negative. Thus, the output of the operational amplifier 105 is on full-wave rectified signal that is proportional to the output of the amplifier is β. The output of the adder 8 is variable via a Resistor 107 in a voltage-to-frequency converter 109 fed. The variable resistor 107 represents the full-range frequency of the Voltage-to-frequency converter 109, while a variable resistor 108 the absolute value for the low frequency operation of the voltage-frequency converter 109 determined. The output signal of the Voltage-frequency converter 109 consists of pulses whose repetition frequency is proportional to the output signal of the adder 8 is. This pulse signal is fed into a transistor 111 via a resistor 110. The transistor 111 sends a current pulse to a light-emitting diode 113 of the via a resistor 112 Pulse-to-light converters or optoelectronic converters or optocoupler 3. The light from the light-emitting diode 113 is transmitted wirelessly into a phototransistor 114 fed in ·. This phototransistor 114 converts the light pulses into an electrical current; simultaneously it forms part of the detector 12 of the integrator 13 (or of the integrator 42 in the other measuring signal converter channel) .

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines programmierbaren Generators. Ein Transistor 118 schwingt in Verbindung mit Widerständen 115 und 116 sowie einem Kondensator 117 bei einer Frequenz von 4 Hz. Die Ausgangs-3 shows a block diagram of a programmable generator. A transistor 118 swings in conjunction with resistors 115 and 116 and a capacitor 117 at a frequency of 4 Hz. The output

6G9824/Q8S86G9824 / Q8S8

-.23 --23 -

impulse werden über einen Widerstand 120 in einen Transistor 121 eingespeist, der die Impulse aus dem Transistor 121· verstärkt und die verstärkten Impulse über einen Widerstand 122 in einen integrierten Schaltkreis .122 A einspeist. Dieser integrierte Schaltkreis 122A enthält vier Flipflops und zugehörige Gatter derart, daß er als Dezimalzähler arbeitet. Der integrierte Schaltkreis 122A teilt die Impulswiederholfrequenz der Impulse aus dem Transistor 121 durch einen Faktor 10. Ein integrierter Schaltkreis 123 besteht aus zwei Flipflops, deren jedes sein Eingangssignal durch einen Faktor 2 teilt. Die Signale des integrierten Schaltkreises 122A steuern den integrierten Schaltkreis an. Der integrierte Schaltkreis 123 gibt zwei Ausgangssignale ab, bestehend aus Impulsen, deren Wiederholfrequenz das 0,5- bzw. 0,25-fache der Wiederholfrequenz des 'Ausgangssignals des integrierten Schaltkreises- 122A beträgt. Das A us gangs signal des' zweiten Flipflops des integrierten Schaltkreises wird in zwei integrierte Schaltkreise 124 und 125 eingespeist. Der integrierte Schaltkreis 125 bestfeht aus Flipflops und Gattern derart, daß die Eingangsfrequenz durch 5 geteilt wird, während der integrierte Schaltkreis 124 Flipflops und Gatter derart enthält, daß die Eingangsfrequonz durch 2 und durch 5 geteilt wird. Die Ausgangssignale der verschiedenen integrierten Schaltkreise werden gemäß Tabelle 5 in den Integrationszeitschalter. 27 eingespeist.pulses are fed through a resistor 120 into a transistor 121, which emits the pulses the transistor 121 · amplified and the amplified pulses through a resistor 122 in an integrated Circuit .122 A feeds. This integrated circuit 122A contains four flip-flops and associated gates such that it operates as a decimal counter. The integrated circuit 122A divides the pulse repetition frequency of the pulses from transistor 121 by a factor of 10. An integrated Circuit 123 consists of two flip-flops, each of which has its input signal through a Factor 2 divides. The signals from the integrated circuit 122A control the integrated circuit at. The integrated circuit 123 emits two output signals, consisting of pulses, their repetition frequency 0.5 or 0.25 times the repetition frequency of the 'output signal of the integrated Circuit - 122A. The output signal of the second Integrated circuit flip-flops are split into two integrated circuits 124 and 125 fed in. The integrated circuit 125 consists of flip-flops and gates such that the input frequency divided by 5 while integrated circuit 124 includes flip-flops and gates such that that the input frequency is divided by 2 and by 5. The output signals of the various integrated circuits are set according to Table 5 in the integration time switch. 27 fed in.

509824/0858509824/0858

Table 5

Integrierter Schaltkreis Impulsperiodendauer desIntegrated circuit pulse period of the

Ausgangssignals (s)Output signal (s)

122 0,25122 0.25

123 0,5; 1123 0.5; 1

124 2 JlO124 2 JlO

125 5125 5

Ein integrierter Schaltkreis 129 erhält über einen Kondensator 1°8 Impulssignale aus dem Integrationszeitr Schalter 27. Der Kondensator 128 differenziert das Signal, dessen positive Anteile über eine Diode 2*32 der Stromversorgung ,zugeleitet werden. Die negativen Anteile der Impulssignale nach dem Kondensator 128 bewirken, daß im integrierten Schaltkreis 129 Gatter vom normalen Ein-Zustand in einen normalen Aus-Zustand schalten. Dieses Signal wird an zwei Stellen eingekoppelt, nämlich in einen integrierten Schaltkreis 137* wo es verstärkt und von dort in Speicherelemente 31* 30 und 29 übertragen wird. Die negativen Signalanteile nach dem Kondensator 128 werden in einer durch den Kondensator und durch einen Widerstand. 126 und einen veränderlichen Widerstand 127 bestimmten Zeit auf ihren normalen Pegel gebracht. Der veränderliche Widerstand 127 bestimmt zusammen mit dem Widerstand 126 und dem Kondensator 128 die Zeitdauer, während der die Gatter des Integrierten Schaltkreises 129 ausgeschaltet bleiben. Dieses Momentansignal wird zusätzlich zur Einspeisung in den integrierten Schaltkreis 137 über einen Kondensator 136 in ein weiteresAn integrated circuit 129 receives 1 ° 8 pulse signals from the integration time via a capacitor Switch 27. The capacitor 128 differentiates the signal, its positive components via a diode 2 * 32 of the Power supply. The negative components of the pulse signals after the capacitor 128 cause that in the integrated circuit 129 gates switch from the normal on-state to a normal off-state. This signal is coupled in two places, namely in an integrated circuit 137 * where it amplified and from there into memory elements 31 * 30 and 29 is transmitted. The negative signal components after the Capacitor 128 are made in one by the capacitor and by a resistor. 126 and one changeable Resistor 127 brought to its normal level for a certain time. The variable resistance 127 determines together with the resistor 126 and the capacitor 128 the period of time during which the gates of the integrated circuit 129 stay switched off. This instantaneous signal is also fed into the integrated Circuit 137 through a capacitor 136 into another

509824/0858509824/0858

Gatter im integrierten Schaltkreis 129 eingespeist. Im Kondensator 1/56, in Widerständen 135, 133, 130 und in einer Diode 134 findet eine ähnliche Differentiation des Signals statt. Das resultierende Signal ist ein kurzes Signal, das nach dem Signal auftritt, das durch das Signal aus dem Integrationszeitwahlschalter 27 ausgelöst wird. Dieses kurze Signal wird in den integrierten Schaltkreis 137 eingespeist, verstärkt und in die Zählerelemente 14, 15* 16, 17 und 18 des Integrators 13 sowie in die entsprechenden Bauelemente des Integrators 42 übertragen. Gates in the integrated circuit 129 fed. In the capacitor 1/56, in resistors 135, 133, 130 and a similar differentiation takes place in a diode 134 of the signal. The resulting signal is a short signal that follows the signal occurs due to the signal from the integration time selector switch 27 is triggered. This short signal is fed into the integrated circuit 137, reinforced and in the counter elements 14, 15 * 16, 17 and 18 of the integrator 13 and into the corresponding Components of the integrator 42 transferred.

Fig.4 zeigt den Schaltplan eines digitalen Integrators, der im digitalen Integrator 13 (oder 42) enthalten ist. Eine Eingangsimpulsfolge, die die Intensität des gleichgerichteten Nervensignals darstellt, wird über den'Fototransistor 114 in einen Widerstand 138 eingespeist. Dioden 135 und l40 verhindern, daß Muskelsignale eiiien falschen Impuls bewirken. Ein Widerstand 141 dient zur Arbeitspunktseinstellung für einen Transistor 143. D'^%r> Transistor 143 verstärkt die Impulse, die in einen integrierten Schaltkreis 144 gelangen. Dieser Schaltkreis verstärkt die Impulssignale abermals und überträgt.sie zum Vollbereichsschalter 19· Integrierte Schaltkreise 145, 146, 147, 148 und 149 sind Verknüpfungen aua Flipflops und Gattern derart, daß zehn Zustände erzeugt werden, deren Binärcode die Dezimalziffern 0 bis 9 darstellt. Nach der Rückkehr vom Zustand 9 auf den Zustand 0 wird ein Übertrags signal erzeugt. Somit können die integrierten Schaltkreise 145, 146, 147, 148 und 149 in der Reihenfolge, die derFIG. 4 shows the circuit diagram of a digital integrator which is contained in the digital integrator 13 (or 42). An input pulse sequence, which represents the intensity of the rectified nerve signal, is fed into a resistor 138 via the phototransistor 114. Diodes 135 and 140 prevent muscle signals from causing a false impulse. A resistor 141 is used to set the operating point for a transistor 143. D ' ^% r> transistor 143 amplifies the pulses which reach an integrated circuit 144. This circuit amplifies the pulse signals again and transmits them to the full-range switch 19. Integrated circuits 145, 146, 147, 148 and 149 are combinations of flip-flops and gates in such a way that ten states are generated whose binary code represents the decimal digits 0 to 9. After returning from state 9 to state 0, a carry signal is generated. Thus, the integrated circuits 145, 146, 147, 148 and 149 can be arranged in the order that the

5098247085850982470858

. BAD ORIGINAL. BATH ORIGINAL

Stellung des Vollbereichssehalters I9 entspricht, zusammengeschaltet werden. Die Reihenfolge beim Zählen ist aus Tabelle 6 ersichtlich.Position of the full range holder I9 corresponds to be interconnected. The order at Counting is shown in Table 6.

Table 6

Stellung des Vollbereichsschalters I9Position of the full range switch I9

Reihenfolge der integrierten Schaltkreise 145, 146, 147, 148 und 149Order of integrated circuits 145, 146, 147, 148 and 149

1 (0-9.9)1 (0-9.9)

2 (O-99.9)2 (O-99.9)

3 (0-999)3 (0-999)

- 148 - 149 146 - 147 - 148 - 149 145 - 146 - 147 - 148 - 149- 148 - 149 146 - 147 - 148 - 149 145 - 146 - 147 - 148 - 149

Der erste Schaltkreis in jeder Zeile der Tabelle 6 ist derjenige Schaltkreis, der durch Impulse angesteuert wird, die im integrierten Schaltkreis 144 erzeugt werden. Integrierte Schaltkreise I50, I5I und 152 sind Anordnungen aus Flipflops, die einen 4-Bit-Binärcode auf Befehl speichern können. Diese Bauelemente speichern die binärfc.oclierte Dezimalzahl, die in den Schaltkreisen 147, 148 und 149 auftritt. Der Code wird nach dem Speicher-Monoflop 28 in I50, I5I und I52 gespeichert. Ein integrierter Schaltkreis 155 ist ein Digital-Analog-Umsetzer, der Signale aus den Speichern 152, 151 und 150 aufnimmt und eine analoge Darstellung dieses binärkodierten Dezimaleingangs an seinem Ausgang erzeugt. Veränderliche Widerstände 154 und 155 stellen die Ausgangsspannung ein, wenn das Eingangssignal eine binärkodierte Darstellung von 000 und von 999 ist.The first circuit in each row of Table 6 is the circuit that is driven by pulses generated in integrated circuit 144. Integrated circuits I50, I5I and 152 are arrays of flip-flops that contain a 4-bit binary code can save on command. These components store the binary cloned decimal number that is stored in the Circuits 147, 148 and 149 occurs. The code is after the memory monoflop 28 in I50, I5I and I52 saved. An integrated circuit 155 is a Digital-to-analog converter, which receives signals from memories 152, 151 and 150 and an analog representation of this binary coded decimal input at its output generated. Set variable resistors 154 and 155 the output voltage if the input signal is a binary-coded representation of 000 and 999.

509824/0858509824/0858

Fig. 5 zeigt den Schaltplan für einen Anzeigetreiber, eine Bezugsspannungsquelle und einen Aufzeichnungstreiber .Der Verstärker 34 nimmt Signale aus dem Digital-Analog-Umsetzer 33 auf. Diese Signale werden in einem Widerstand 154 und in einem veränderlichen Widerstand 155 derart gedämpft, daß sie sich zum Steuern entweder eines Schreibers oder eines Magnetbandaufzeichnungsgerätes eignen. Ein integrierter Schaltkreis 157 und ein Widerstand I56 dienen zum Erzeugen eines kompatiblen Treibers für die .verschiedenen Aufzeichnungsgeräte. Der Verstärker 42 ist in der Funktion identisch mit dem Verstärker 34. Widerstände I58, I59 und I60 sowie ein Operationsverstärker 161 üben identische Funktionen wie die entsprechenden Bauelemente 154, 155* !56 und 157 aus. Der Verstärker 35 erhält Signale aus dem Digital-Analog-Umsetzer 33. Widerstände I74 und 175 dämpfen das Signal in geeigneter Weise derart, daß bei maximaler Eingangs spannung aus dem Digital-Analog-Umsetaer 33 die Ablenkung des Elektronenstrahls auf der Kathodenstrahlröhre dos Sichtgeräts 39 bei einer Marke liegt, die den vollen Bereich oder Vollbereich kennzeichnet. Widerstände 172 und I73 dämpfen das Signal des Digital-Analog-Umsetzers 33 derart, daß bei einem Signal Null aus dem Digital-Anlog-Umsetzer 33 die Ablenkung des Elektronenstrahls auf der Kathodenstrahlröhre des Sichtgeräts 39 auf einer Marke liegt, die das Null-Signal kennzeichnet. Ein Operationsverstärker 177 und ein Widerstand 176 stellen ein Einspeiseglied für das Sichtgerät 39 dar. Der Verstärker enthält-Bauelemente· 178, 179,180, I8l, 182 und 183, deren Funktion analog zu den entsprechenden BauelementenFig. 5 shows the circuit diagram for a display driver, a reference voltage source and a recording driver The amplifier 34 receives signals from the digital-to-analog converter 33. These Signals are in a resistor 154 and in a variable resistor 155 damped so that they are suitable for controlling either a recorder or a magnetic tape recorder. An integrated circuit 157 and a resistor I56 are used to generate a compatible driver for the various recording devices. The amplifier 42 is identical in function to amplifier 34. Resistors I58, I59 and I60 as well as a Operational amplifiers 161 perform identical functions as the corresponding components 154, 155 * 56 and 157 off. The amplifier 35 receives signals from the Digital-to-analog converter 33. Resistors I74 and 175 attenuate the signal in a suitable manner such that at maximum input voltage from the digital-to-analog converter 33 the deflection of the electron beam on the cathode ray tube dos sighting device 39 at a mark which indicates the full range or full range. Resistors 172 and I73 attenuate the signal of the digital-to-analog converter 33 in such a way that with a signal zero from the digital-to-analog converter 33 the deflection of the electron beam on the cathode ray tube of the viewing device 39 lies on a mark which denotes the zero signal. An operational amplifier 177 and a resistor 176 constitute a feed element for the display device 39. The amplifier contains components · 178, 179, 180, 18l, 182 and 183, their function analogous to the corresponding components

509 82 4 /08 58509 82 4/08 58

im Verstärker 34 ist. Der Verstärker 37 erzeugt für die Kanal 2-Signale dieselbe Funktion wie der Verstärker 35 für die Kanal 1-Signale. Die Bezugssteuerung 41 erzeugt eine einstellbare Spannung, die ein willkürliches Muskelsignal darstellt, und zwar von Null bis zum Vollbereich. Ein veränderlicher Widerstand 170 und ein Festwiderstand 169 dämpfen die Versorgungsspannung entsprechend der Einstellung des Widerstandes I70. Dieses Signal wird zu einem Operationsverstärker I7I übertragen, der zusammen mit einem Widerstand 168 eine Ausgangsspannung mit niedrigem äquivalentem Innenwiderstand erzeugt. Zusätzlich zur Übertragung zum Vergleicher 49 und zum Verstärker 50 wird das Ausgangssignal der JBezugssteuerung 41 zum Verstärker 38 übertragen, der Bauelemente 162,. I63, 164, I65, 166 und I67 enthält, deren Funktion vollständig analog zu den entsprechenden Bauelementen-des Verstärkers 35 ist.in amplifier 34 is. The amplifier 37 generates for the channel 2 signals perform the same function as the amplifier 35 for the channel 1 signals. The reference control 41 generates an adjustable voltage, which represents an arbitrary muscle signal, from zero to full range. A changeable one Resistor 170 and a fixed resistor 169 attenuate the supply voltage according to the setting of resistance I70. This signal is transmitted to an operational amplifier I7I, which works together with a resistor 168 has a low output voltage equivalent internal resistance generated. In addition to the transmission to the comparator 49 and to the Amplifier 50 becomes the output of the reference controller 41 transmitted to the amplifier 38, the components 162 ,. Contains I63, 164, I65, 166 and I67, whose function is completely analogous to the corresponding components of the amplifier 35.

Fig. 6 zeigt einen Schaltplan für einen Vergleicher, einen Tongenerator und einen Proportioajnlverstärker. Das integrierte, gleichgerichte Muskelsignal darstellende Signale werden über den Kanalwahlschalter 45 in einen Widerstand I.85 eingespeist. Signale aus der Bezugsquelle 4l gelangen in einen Widerstand 184. Diese Signale werden mit Hilfe eines Operationsverstärkers 188 und Widerständen 186 und I87 verknüpft. Das Ausgangssignal desloperationsverstärkers 188 besteht aus der Differenz zwischen den integrierten, gleichgerichteten Muskelsignalen und dem Bezugssignal. Die Größe dieser Differenz wird über, eine Diode I90 und einen Widerstand I9I in den Betriebsartenschalter 46 eingespeist, wo: sia den Tongenerator 47 ansteuert, wenn der Betriebsarten-6 shows a circuit diagram for a comparator, a tone generator and a proportional amplifier. The integrated, rectified muscle signal representing signals are via the channel selector switch 45 in a Resistor I.85 fed in. Signals from the reference source 4l reach a resistor 184. These signals are linked with the help of an operational amplifier 188 and resistors 186 and I87. The output signal Operational amplifier 188 consists of the difference between the integrated, rectified Muscle signals and the reference signal. The size of this Difference is across, a diode I90 and a resistor I9I fed into the operating mode switch 46, where: sia controls the tone generator 47 when the operating mode

5098 2 4/08585098 2 4/0858

Schalter 46 auf Proportionalsteuerung eingestellt ist. Darüber hinaus wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 188 über einen Widerstand I89 in einen Schmitt-Trigger 2J56 eingespeist. Dieser Schaltkreis bestimmt, wann das Bezugssignal größer oder kleiner als das integrierte, gleichgerichtete Muskelsignal ist und erzeugt für die beiden Zustände zwei verschiedene Ausgangsspannungen. Dies wird mit Hilfe von Widerständen I89, 192, I93 und 195, Dioden I96, I97, I98 und I99 und einem Operationsverstärker 194 durchgeführt. Die Widerstände I92 und 193 erzeugen eine Hysterese für den Betrieb des Netzwerks. Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers wird über einen Widerstand 200 in einen Verstärker aus. einem Transistor 202 und einem Widerstand 201 eingespeist. Das Ausgangssignal des Transistors 202 ist maximal, wenn die Bezugsspannung größer als das integrierte, gleichgerichtete Muskelsignal ist, und minimal, wenn das Bezugssignal kleinerjals das integrierte, gleichgerichtete Muske!signal ist. Zusätzlich zur Übertragung dieses Signals zum Betriebsartenschalter 46 wird das Signal über eine Diode 203 in einen weiteren Verstärker eingespeist, der aus Widerständen 204, und 208, aus einer Diode 205 und einem Transistor besteht. Diese Bauelemente invertieren zusammen die Zustände am Ausgang des Transistors 202 derart, daß das Ausgangssignal des Transistors 207 maximal ist, wenn das Ausgangssignal des Transistors 202 minimal ist, während das Ausgangssignal des Transistors 207 minimal ist, wenn das Ausgangssignal des Transistors maximal ist. Das Ausgangssignal des Transistors 207 wird in den Betriebsartenschalter 46 eingespeist.Switch 46 is set to proportional control. In addition, the output signal of the operational amplifier 188 fed into a Schmitt trigger 2J56 via a resistor I89. This Circuit determines when the reference signal is greater or less than the integrated, rectified Muscle signal is and generates two different output voltages for the two states. this will with the help of resistors I89, 192, I93 and 195, Diodes I96, I97, I98 and I99 and an operational amplifier 194 carried out. The resistors I92 and 193 create a hysteresis for the operation of the network. The output signal of the Schmitt trigger is made through a resistor 200 into an amplifier. a transistor 202 and a resistor 201 fed. The output signal of transistor 202 is maximum when the reference voltage is greater than the integrated, rectified muscle signal, and minimal if the reference signal is less than the integrated, rectified Muske! signal is. In addition to transmission This signal to the mode switch 46 is the signal via a diode 203 in another Amplifier fed, consisting of resistors 204, and 208, from a diode 205 and a transistor consists. These components together invert the states at the output of transistor 202 such that the output of transistor 207 is maximum when the output of transistor 202 is minimum is, while the output of the transistor 207 is minimum when the output of the transistor is maximum. The output signal of the transistor 207 is fed into the mode switch 46.

509824/0858509824/0858

Der Tongenerator 47 erhält seine Signale aus dem Betriebsartenschalter 46, .und zwar entweder über den Widerstand 194, den Transistor 202 oder den Transistor 207 oder von Erde (wenn der Betriebsartenschalter 46 in der Aus-Stellung ist), je nach Stellung des Betriebsartenschalters 46. Das Signal wird zur Basis eines Transistors 222 übertragen. Der Transistor 222 und zugehörige Widerstände 223 und entkoppeln das Signal des BetriebsartensGhalters vom übrigen Netzwerk.The tone generator 47 receives its signals from the Mode switch 46, either via resistor 194, transistor 202 or the Transistor 207 or from ground (when mode switch 46 is in the off position), as the case may be Position of the mode switch 46. The signal is transmitted to the base of a transistor 222. Of the Transistor 222 and associated resistors 223 and decouple the signal of the operating mode Gholder from the rest of the network.

Ein Ton wird in folgender Weise erzeugt: Ein Widerstand 209, ein Kondensator 210, ein Transistor und Widerstände 211 und 213 erzeugen zusammen Schwingungen mit geeigneter Tonfrequenz (l600 Hz beispielsweise). Die an der Basis 1 des Transistors erzeugten Impulse werden in einem Transistor 214 zusammen mit einem Widerstand 215 verstärkt. Die resultierenden verstärkten Impulse werden in einen inte-' grierten Schaltkreis 216 eingespeist. Dieser integrierte Schaltkreis 216 besteht aus Flipflops, die den ankommenden Impulszug durch zwei teilen. Die Ausgangsimpulse bestehen somit aus Rechteckschwingungen, deren Frequenz das■0,5-fache der Eingangsfrequenz (z. B. 800 Hz) ist. Die Ausgangssignale des integrierten Schaltkreises 216 steuern über Widerstände 217 und 219 Transistoren 218 und 220 an. Diese Transistoren 218 und 220 dienen als Schalte:?, die entweder das Signal an Widerständen 224 und 225 (wenn der Transistor 218 oder der Transistor 220 geschlossen ist) gegen Erde kurzschließen oder die Signale an den Widerständen 224 und zu Widerständen 226 und 227 übertragen (wenn dieA tone is generated in the following way: a resistor 209, a capacitor 210, a transistor and resistors 211 and 213 produce together Vibrations with a suitable audio frequency (1600 Hz for example). The one at base 1 of the transistor The generated pulses are amplified in a transistor 214 together with a resistor 215. The resulting amplified pulses are fed into an integrated circuit 216. This integrated Circuit 216 consists of flip-flops that divide the incoming pulse train by two. The output pulses thus consist of square waves whose frequency is ■ 0.5 times the input frequency (e.g. 800 Hz) is. The output signals of the integrated circuit 216 control via resistors 217 and 219 Transistors 218 and 220 on. These transistors 218 and 220 serve as switches: that either turn the signal on Resistors 224 and 225 (when transistor 218 or transistor 220 is closed) short to ground or the signals across resistors 224 and transferred to resistors 226 and 227 (if the

509824/0858509824/0858

Transistoren 218 oder 220 leiten). Die über die Widerstände 226 und 227 gelangenden Signale sind entweder Null (wenn 'die Transistoren 218 oder 220 sperren) oder gestatten, daß das im Transistor 222 erzeugte Signal an einen Operationsverstärker 230 gelangt. Da die Transistoren 218 und 220 durch ein Flipflop im integrierten Schaltkreis 216 angesteuert werden, werden sie zu verschiedenen Zeiten ein- und ausgeschaltet. Wenn der Transistor sperrt, leitet der Transistor 220 und umgekehrt. Der Betrieb der Transistoren 220 und 2L8 bewirkt zusammen, daß der Operationsverstärker 230 und die Widerstände 226, 227, 228 und 229 als Verstärker ■ arbeiten, dessen Verstärkung von negativ nach positiv geht, wenn . die Transistoren 220 und 218 vom Ein- in den Auszustand geschaltet werden. Die Transistoren 218 und 220 arbeiten zusammen mit den Widerständen 226, 227, 228 und 229 und dem Operationsverstärker 230 als Modulator für das Signal am Emitter des Transistors 222. Die·Große des Signals am Ausgang des Operationsverstärkers 230 ist proportional zum Signal am Betriebsartenschalter 46 und weist eine Frequenz auf, die durch den Oszillatortransistor 212 und den integrierten Schaltkreis bestimmt ist (z. B. 800 Hz). Dieses Signal (das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 230) steuert einen veränderlichen Widerstand 23I an. Dieser stellt die Lautstärke des durch den Lautsprecher 48 erzeugten Tons dar. Das Signal des veränderlichen Widerstands 23I wild in einen Verstärker eingespeist, der aus Transistoren 232, 234 und 235 sowie aus einem Widerstand besteht. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers (der V er·Transistors 218 or 220 conduct). The signals passing through resistors 226 and 227 are either zero (if transistors 218 or 220 block) or allow that in transistor 222 generated signal to an operational amplifier 230 got. Since the transistors 218 and 220 are controlled by a flip-flop in the integrated circuit 216 they are turned on and off at different times. When the transistor blocks, the transistor 220 conducts and vice versa. Operation of transistors 220 and 2L8 causes together that the operational amplifier 230 and the Resistors 226, 227, 228 and 229 work as amplifiers, their gain from negative to positive goes when. the transistors 220 and 218 are switched from on to off. the Transistors 218 and 220 work in conjunction with resistors 226, 227, 228 and 229 and the operational amplifier 230 as a modulator for the signal at the emitter of transistor 222. The · size of the signal at Output of operational amplifier 230 is proportional to the signal at the mode switch 46 and has a frequency that is determined by the oscillator transistor 212 and the integrated circuit is determined (e.g. 800 Hz). This signal (the output of operational amplifier 230) controls a variable resistor 23I. This represents represents the volume of the sound produced by speaker 48. The signal from variable resistor 23I wildly fed into an amplifier made up of transistors 232, 234 and 235 as well as a resistor consists. The output signal of this amplifier (the ver

509824/08 5 8509824/08 5 8

bindungspunkt der Emitter der Transistoren 2J>h und 235) treibt den Lautsprecher 48.connection point of the emitters of the transistors 2J> h and 235) drives the loudspeaker 48.

Das sensorisch-motorische Verhalten beim gesunden Organismus ist eine Regelung mit einer ständigen sensorischen Rückkopplungssteuerung und mit multisensorischer Integration.The sensory-motor behavior in a healthy organism is a regulation with a constant sensory feedback control and with multi-sensory integration.

Jedes meßbare Defizit im Informationsfluß der afferenten propriozeptiven sensorisch&n Information (Rückkopplung) ergibt eine Störung des geübten motorischen Verhaltens. Eine derartige Störung tritt bei verschiedenen neuromuskulären Schäden ' infolge Verletzung oder Krankheit, z. B. bei Schlaganfall, bei zerebraler Lähmung und bei Dystonie, auf.Any measurable deficit in the information flow of the afferent proprioceptive sensory & n information (feedback) results in a disorder of the trained motor behavior. Such a disorder occurs in various neuromuscular injuries as a result Injury or illness, e.g. B. in stroke, in cerebral palsy and in dystonia on.

Die erfindungsgemaße Vorrichtung, die den Funktionszustand der beteiligten Muskeln sofort reflektiert und über intakte Sinnesorgane zum Sehen und Hören an das Zentralnervensystem leitet, hat in der Praxis eine beträchtliche therapeutische Bedeutung erlangt.The inventive device that the functional state of the muscles involved are immediately reflected and via intact sensory organs to see and hear that directs the central nervous system has achieved considerable therapeutic importance in practice.

Die erfindungsgemaße Vorrichtung verwendet die bekannte Plastizität des zentralen Nervensystems, d. h. den Wahrnehmungsmechanismus, der Information behandeln kann, die von Strukturen abgegeben werden, die bisher in Zusammenhang mit der Analyse einer bestimmten Modalir tat der sensorischen Information nicht berücksichtigt wurden.The device according to the invention uses the known one Plasticity of the central nervous system, d. H. the mechanisms of perception that handle information can be given by structures that have been previously related to the analysis of a particular modalir did not take into account the sensory information.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet die Behebung eines Defekts in der Regelung von willentlichenThe device according to the invention allows the elimination of a defect in the regulation of voluntary

509824/0858509824/0858

Bewegungen durch Integration von Substitutionssignalen (exterozeptiv anstatt propriozeptiv). Movements through the integration of substitution signals (exteroceptive instead of proprioceptive).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt die Gesamtheit der sensomotorischen Wechselwirkung neu ein und gestattet das Lernen eines neuen Musters von freiwilligen Bewegungen.The device according to the invention restores the entirety of the sensorimotor interaction and allows a new pattern of voluntary movement to be learned.

Diese neuen Muster für die freiwillige Bewegung werden durch Lernprozesse nach der Abkehr vom instrumenteIlen Lernen ständig beibehalten.These new patterns of voluntary movement are created through learning processes after moving away from the Maintain instrumental learning all the time.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist von beträchtlicher therapeutischer Bedeutung bei der. Behandlung vieler neuromuskulärer Schäden infolge Verletzung oder Krankheit, wo klinische Anzeichen für eine geschwächte oder fehlende sensoriscfoe* Rückkopplung Von den Muskeln vorhanden sind.The use of the device according to the invention is of considerable therapeutic importance the. Treatment of many neuromuscular damage resulting from injury or illness where clinical signs for a weakened or absent sensory feedback from the muscles.

509824/0858509824/0858

Claims

24.5 78 5 A claims.

1. Device for measuring and displaying. Of electromyrographic Signals,

characterized by several groups of electrodes (1) in contact with the skin, each of which has two or more electrodes;

Receiver for receiving signals from the electrode groups (1);

Amplifiers (5 * 6) for amplifying these signals;

One-way rectifier (7) and adder (8) for each signal representing muscle activity;

Converter (9) for converting the rectified signals into pulse signals whose frequency is proportional to the rectified signals is>

Pulse-to-light converter (3) for converting the pulse signals in LichtSignaIe;

Detectors (12) for detecting the light signals in such a way that the light signals are proportional to the repetition frequency the light signals can be converted into electrical pulses;

integrators 42) connected to the detectors (12) for integrating muscle signals by summation the pulses generated by the detectors; and

feedback elements connected to the integrators (13, ^ 2) to generate signals that are normal by the normally functioning human senses are perceptible (Pig. IA, IB, IC).

509824/08 58

2. Device according to claim 1, characterized in that that the feedback elements contain:

The integrators (13, 42) for accumulating the impulse signals representing muscle activity, this accumulation being proportional to the energy of the muscle signals;

Range adjusters (19, 27) for adjusting the integration with respect to the frequency of the Pulses representing muscle activity and for setting the full range accumulation of the integrated Impulses representing muscle signal by inserting the impulses in suitable positions of the integrators; ■ ·

Memory (29 - 31) for storing the data in the integrators accumulated pulses for predetermined times, each memory being a continuous representation contains rectified muscle signals;

a programmable generator (20) for periodically changing the contents of the memories (29-31) and to trigger the contents of accumulators (14-18) at zero in such a way that they are used to accumulate pulses are prepared representing muscle activity during a subsequent period of time;

second converter (33) for converting the memory contents from an accumulation of pulses into a voltage proportional to this pulse accumulation;

a display device for displaying the contents of the integrators (13, 42) on a digital display

5098 24/08 58

2A578542A57854

device (44) that can be connected to any memory (29-31) is connectable;

an oscilloscope (39) connected to the second converter (33) for displaying the signals one or all of the second converters (33) as a continuous curve on a cathode ray tube;

a comparator (49) connected to the second converter (33) for comparing the signals of a or all second converters (33) with the reference signal of an adjustable reference element (41) and for generating proportional to the difference in the signals between the second converters and the reference element Signals, as well as signals that indicate whether the reference signal is greater or less than the converter signals ... e is; and

acoustic means (47, 48) for adjusting the intensity of a sound in accordance with the output signal of the comparator (49) in such a way that the acoustic device is set to maximum intensity is when the converter signal is larger or smaller than the reference signal, or that the intensity is proportional to the difference between the reference signal and the converter signal (Fig.lC).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized by the reference member (41) for generating an electrical proportional to a voluntary muscle activity Signal, if the reference signal is comparable with signal representations of one of the muscle signals, wherein the electrical signal feeds an oscilloscope (39) through which the reference signal is equal to

50 98 24/08 58

at the same time as one of the muscle signals can be displayed on a cathode ray tube, so that humans has a possibility to display the muscle signals with the signal representation of an arbitrary muscle activity to compare (Fig. IC).

4. Method for generating a combined diagnostic, sensory recognizable display of muscular, proprioceptive Signals and a therapeutic, c: o-sensorially recognizable display and arbitrary muscular, exteroceptive signals to distinguish these signals by a patient,

characterized by the following steps:

Conversion of the proprioceptive signals into a continuous, sensorially recognizable form for Generation of exteroceptive signals; and

Implementation of the extoroceptive signals for modification the continuous, sensorially recognizable form in such a way, that the patient assess the difference in the corresponding signals as a measure of the therapeutic success can.

509824/0858509824/0858