Fallenstein, F.

Huch, A.

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Ein universeller und zuverlässiger EPROM-Datenlogger für den Einsatz in derphysiologischen ForschungFallenstein, F., Huch, A., Huch, R.Klinik und Poliklinik für Geburtshilfe, Universität Zürich, CH-8091 ZürichE i n l e i t u n gDie computergerechte Erfassung von physio-logischen Messignalen bereitet unter la-bormässigen Bedingungen in der Regel keineSchwierigkeiten, da eine on-line-Schnitt-stelle zu einem Rechnersystem eingerichtetwerden kann. Bei Untersuchungsreihen, die"ausser Hause" durchgeführt werden müssen,ist jedoch eine Zwischenaufzeichnung er-forderl ich, und die Daten werden erst spä-ter in den Rechner übertragen.Für diese Zwischenspeicherung werden vorallem magnetische Aufzeichnungsverfahrenverwendet. Die dazugehörigen Geräte sinddurch die mechanischen Komponenten relativstöranfällig. Gewicht und Platzbedarfschränken die Einsatzmöglichkeiten weiterein. Als gravierender Nachteil erscheint,dass die Rückspielung der Daten nicht be-liebig schnell erfolgen kann, so dass eineSichtung der Rohdaten umständlich undzeitraubend ist.Die heutige Verfügbarkeit hochintegrierterEPROM-Bausteine veranlasste uns, ein voll-elektronisches Speicherkonzept zu entwik-keln, das die genannten Nachteile der mag-netischen Aufzeichnung nicht besitzt undzudem in einfacher Weise optimal an diejeweiligen Einsatzbedingungen adaptiertwerden kann.AD-Wandler 16 KanäleEPROM 32 KbyteMicrocomputerCPU (R6503)128 byte RAM2048 byte ROM16 I /0-Leitungen8-bit-TimerAbb. lSchematischer Aufbau des DatenloggersTechnische BeschreibungDas System ist mit drei Printplatinen imEuropaformat (100 160 mm) realisiert(Abb. 1):1. Analog-Digital-Konverter mit 8 bit Auf-lösung und 16 Analogeingängen, denenjeweils ein eigener Vorverstärker zurPegelanpassung zugeordnet ist.2. Speicherplatine mit zwei 16 KByteEPROM-Bausteinen (MCM 27128) und derLogik zur Ansteuerung der BausteineBIOMEDIZINISCHE TECHNIK BAND 29 · ERGÄNZUNGSBAND · 1984 SEPTEMBER77und Erzeugung der Programmierspannungs-impulse. Die vom AD-Wandler geliefertenSignale werden also in nichtf lüchtigerForm in die EPROMs eingeschrieben. Die-se Platine ist kaskadierbar, so dasspraktisch beliebig hohe Speicherkapazi-täten erreichbar sind.3. Microcomputerplatine mit 8 bit CPU,128 Byte RAM, 2 KByte EPROM, 16 1/0-Leitungen und 8 bit Timer. Diese Ein-heit steuert den Signalfluss zwischenAD-Wandler und Speicherplatinen. Diezeitliche Reihenfolge der anzuwählendenAnalogkanäle und die jeweilige Abtast-rate werden in einer Tabelle im Pro-grammspeicher festgelegt und können da-her in weiten Grenzen den Strukturender Originalsignale angepasst werden.Das Konzept sieht vor, dass nach erfolgterDatenaufzeichnung der Inhalt der Speicher-platinen im Labor auf Magnetdiskettenübertragen wird und damit für die Computer-auswertung zur Verfügung steht. Die Spei-cherplatinen werden dann mit UV-Licht ge-löscht und können erneut eingesetzt wer-den.Ein AnwendungsbeispielAbb. 2 zeigt ein Beispiel aus einem Pro-jekt mit dem Namen "Schwangerschaft undFliegen", das von unserer Abteilung zwi-schen Dezember 1983 und Januar 1984 mitdem beschriebenen System durchgeführt wur-de. In diesem Projekt ist untersucht wor-den, welche cardio-respiratorischen Verän-derungen bei einer schwangeren Frau undihrem Feten durch eine Flugreise, d.h.durch den damit verbundenen Abfall des Ge-samtdrucks bzw. des Sauerstoffpartial-drucks in der Kabine bei voller Flughöhe,resultieren. Es wurden 20 innereuropäischeLinienflüge mit Frauen in der 36. bis 38.Schwangerschaftswoche durchgeführt. Da dieGesamtzahl der Messungen aus technischenund organisatorischen Gründen begrenztwar, kam es vor allem auf eine sehr zuver-lässige Datenerfassung an. Das EPROM-Spei-cherkonzept hat sich in diesem Projektvoll bewährt.-FHRAbb. 2Polygraphische Messung an einer Schwangerenwährend eines Linienf luges mit einer moder-nen Verkehrsmaschine. Das Bild zeigt einenca. 15 Minuten langen Ausschnit aus derStartphase.Gemessene Parameter (von oben nach unten,mit Angabe der Abtas t ra te ) :Fetale Herzfrequenz beat-to-beat (4 Hz)Externes Wehendrucksignal (0 .5 Hz)Mütter l iche Herzf requenz (0 .5 Hz)Müt ter l iche Atemfrequenz (0.5 Hz)Müt te r l i che transcutane BlutgasePo2 Pco2 ( je 0.25 Hz)Müt te r l i cher systolischer und dias tol isoherBlutdruck ( je 0.25 Hz)Barometerdruck in der Kabine (0 .25 Hz)Die Messdaten sind mit dem beschriebenenEPROM-Datenlogger aufgezeichnet und miteinem D i g i t a l p l o t t e r darges te l l t worden.Bei den gewählten Ab ta s t r a t en reicht dieSpeicherkapazität einer E P R O M - P l a t i n e fürrund 90 Minuten Aufze ichnungsze i t .BIOMEDIZINISCHE TECHNIK BAND 29 · ERGÄNZUNGSBAND · 1984 SEPTEMBER

Ein universeller und zuverlässiger EPROM-Datenlogger für den Einsatz in der physiologischen Forschung

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