Mit dem neuerdings aufkommenden Freiluftsport wie Schwimmen, Radfahren, Laufen und Tennis ergab sich ein entsprechender Anstieg der auf Herzgefassbeanspruchung zurückzuführenden Todesfälle. Die z. B. im Winter anzutreffende Häufigkeit von Herzversagen wegen Überbeanspruchung des Herzens durch übereifriges Schneeschaufeln tritt nun auch in der übrigen Zeit auf wegen der durch Fitnessenthusiasten bewirkten Herzbeanspruchung. Jemand, der dem heutigen Trend zur Gewichtsreduktion durch Morgengymnastik nachkommt, kann bis zu 10 Kilogramm Gewicht in einem Monat, aber auch sein Leben verlieren.
Die plötzliche und fortgesetzte Beanspruchung des Herzens oberhalb einer kritischen Grenze kann wegen der grossen Menge von zu transportierendem Blut und dem erforderlichen Sauerstoffverbrauch einen Herzkollaps bewirken und den Tod zur Folge haben, wenn nicht sofortige ärztliche Hilfe möglich ist. Vielen Fällen von Coronarversagen wegen Überbeanspruchung ist ein Umstand gemeinsam, nämlich dass das Opfer niemals weiss, wann es aufzuhören hat, wobei der Tod in vielen Fällen vermieden werden könnte, wenn das Opfer seinen Sport nicht weitertreibt.
Die Herzmuskulatur kann wie andere lebenswichtige Organe auf eine lang andauernde Beanspruchung trainiert werden, wenn ihr Zeit gegeben wird, hinreichend Zellstruktur zu entwickeln, um der erhöhten Belastung gewachsen zu sein und für die erhöhte Bluttransportkapazität zu sorgen. Indem das Herz während ansteigenden Zeitdauern vorübergehenden Belastungsperioden ausgesetzt wird, passt sich der Körper als Ganzes auf einen kleineren Sauerstoffverbrauch an, und das Herz kann den erhöhten Blutdurchsatz gut liefern.
Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, um die Pulsfrequenz des menschlichen Herzens zu überwachen. So ist z. B.
im US-Patent Nr. 3 792 700 eine Technik beschrieben, um die Pulsfrequenz eines ruhenden Menschen durch unter den Achselhöhlen montierte Elektroden anzugeben. Diese Technik gibt eine Anzeige der Pulsfrequenz eines ruhenden Menschen und gibt einen Alarm, wenn ein Coronarproblem auftritt. Im US-Patent Nr. 3 902 698 ist eine Pulsfrequenzmesseinrichtung beschrieben mit einer Steuerung für ein stationäres Sportgerät, welche Einrichtung einen Alarm abgibt, wenn eine bestimmte Pulsfrequenz erreicht ist. In den US-Patenten Nrn. 3 742 937, 3 807 388 und 3 863 626 sind Miniaturpuls frequenz-Überwachungsvorrichtungen angegeben, welche von Personen getragen werden können, die sich einer sportlichen Aktivität unterziehen, um anzuzeigen, wenn eine vorbestimmte Pulsfrequenz überschritten wird.
Die vorerwähnten Beispiele von bekannten Pulsfrequenzanzeigegeräten ergeben gewisse Mittel zur Detektion und Überwachung der Pulsfrequenz einer sich einer physikalischen Belastung unterziehenden Person und zur Anzeige, wenn die Belastung zu gross ist, doch alle diese Geräte sind nicht auf die individuelle physiologische Kennlinie des Verwenders abgestimmt.
Der vorliegende Herz-Pulsfrequenz-Indikator gestattet, die mittlere Pulsfrequenz eines Verwenders im Ruhezustand zu bestimmen und benützt diesen Mittelwert als Bezugswert, um die Pulsfrequenz bei einem noch sicheren Belastungspegel und auch die Pulsfrequenz bei einer gefährlichen Belastung anzugeben.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die drei Zustände der Pulsfrequenz in Farbe angezeigt, ähnlich wie sie bei Verkehrssignalanlagen gebraucht werden. Mit grün wird die Ruhepulsfrequenz angegeben, gelb stellt die Pulsfrequenz bei zulässigem Belastungspegel und rot die Pulsfrequenz bei gefährlicher Belastung an.
Bei einem andern Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Pulsfrequenzen sowohl digital als auch in Farben dargestellt. Es wird also für jeden individuellen Anwender die optimale Pulsfrequenz bei Belastung angegeben. Da die optimale Pulsfrequenz unter Belastung von Anwender zu Anwender abhängig ist von den individuellen physiologischen Merkmalen des Verwenders, ist die Anzeige auf jeden Verwender zugeschnitten.
Weitere Ausführungsbeispiele verwenden einen hörbaren Alarm in ähnlicher Art wie die Farbanzeige.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Die Fig. 1 eine graphische Darstellung des Elektrokardiogramms der Oberflächenpotentialänderungen des Herzens einer Person im Ruhezustand, die Fig. la eine graphische Darstellung des normalen Pulses gem.
Fig. 1, die Fig. 2 die graphische Darstellung eines Elektrokardiogramms im abnormalen Zustand der Tachykardie, d. h. einer zu hohen Herzfrequenz, die Fig. 2a eine graphische Darstellung der in der vorliegenden Schaltung erzeugten Impulse, die die abnormale Pulsfrequenz von Fig. 2 darstellen, die Fig. 3 eine graphische Darstellung der Normalverteilung der Pulsfrequenz bei der männlichen Bevölkerung; die Fig. 4 ein Schema der Pulsfrequenzanzeige gemäss vorliegender Erfindung, die Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles, bei welchem die Pulsfrequenz in digitaler Form angezeigt wird;
die Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles, bei welchem die Pulsfrequenz durch Farben angezeigt wird, die Fig. 7 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles nach Fig. 6, und die Fig 8 eine bildliche Darstellung von andern Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt ein normales Pulsbild, wie es auf einem Elektrokardiogramm erscheint, wobei die Normalpunkte P, Q, R, S und T eingezeichnet sind. Für die vorliegende Beschreibung wird die Pulsfrequenz definiert als die Anzahl von Malen, in welchen sich der Impuls R innerhalb einer gegebenen Zeitperiode wiederholt. Wie aus der Fig. ersichtlich ist, tritt der R-Impuls in der Stellung R' nach einem kurzen Zeitintervall wieder auf. Bei der medizinischen Diagnose wird die Zeitperiode zwischen dem Auftreten von R und R' als eine Angabe über den Zustand des Herzens ausgewertet. Der Impuls R bezieht sich auf einen Druck, der durch das Blut auf eine der Herzkammern ausgeübt wird, und dies ist seinerseits eine Angabe des Druckes, der durch das Blut auf eine bestimmte Arterie ausgeübt wird, an welcher die Pulsfrequenz abgetastet wird.
Es ist daher in der medizinischen Diagnose üblich, einen Sensor, z. B. einen Dehnungsmessstreifen, zu befestigen, der auf den Druck reagiert, um einen elektrischen Impuls zu erzeugen, der die gleiche Frequenz und Intensität wie der Impuls in Fig. 1 aufweist. Die Kurvenform von Fig. la ist das elektrische Gegenstück des Impulses R von Fig. 1 und stellt die elektrische Variation der Druckintensität dar, die vom Herzen ausgeübt wird. Die normale Pulsfrequenz von Fig. 1 zeigt, dass zwischen dem Impuls R und dem nachfolgenden Impuls R' für das Herz genügend Zeit bleibt, sich wieder herzustellen für die fortlaufende Folge von Expansionen und Kontraktionen. Diese Expansionen und Kontraktionen drücken das Blut von einer Kammer in die andere und durch eine Vielfalt von Arterien und Venen durch den ganzen Körper.
Die Fig. 2 zeigt ein Elektrokardiogramm der Pulsfrequenz in einem Zustand übermässiger Belastung, in der Medizin als Tachykardie bekannt. Hier ist die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen sehr kurz und ermöglicht daher der Herzmuskulatur sehr wenig Zeit für die Expansion und Kontrak tion, um die notwendigen Funktionen des Bluttransportes auszuführen. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen R ist sehr klein, und die Pulsfrequenz ist wesentlich höher als bei dem in Fig. 1 gezeigten Normalzustand.
Die Fig. 2a zeigt, wie die hohe Pulsfrequenz im Zustand der Tachykardie in eine Serie von elektrischen Impulsen umgesetzt wird, die die gleiche Impulsfrequenz haben wie die Impulsfrequenz, die der im menschlichen Körper vorkom mengen Pulsfrequenz entspricht. Die normale Pulsfrequenz für einen erwachsenen Mann liegt im Bereich von 70 bis 72 Schlägen pro Minute und für eine erwachsene Frau zwischen 78 und 82 Schlägen. Die Pulsfrequenzen sowohl von Männern wie von Frauen überschreiten bei normaler täglicher Aktivität selten 150 Schläge pro Minute, und Pulsfrequenzen oberhalb 175 Schlägen pro Minute können bereits gefährlich sein. Der in Fig. 2 gezeigte Zustand der Tachykardie entspricht einer Pulsfrequenz von 170 Schlägen pro Minute.
Der Zustand der Tachykardie stellt daher eine übermässige Last für den Herzmuskel dar, da dieser eine grosse Arbeit in einer sehr kurzen Zeit ausführen muss.
Die Pulsfrequenz des Menschen variiert über einen grossen Bereich während des menschlichen Lebens. Die nachfolgende Tabelle I zeigt die Pulsfrequenz in Funktion des Alters, wobei sich die Pulsfrequenz vom hohen Wert von 150 in den ersten Stadien des Lebens auf den niedern Wert von 50 im Alter von 70 Jahren verändert.
Tabelle I Alter Pulsfrequenz Embryonalzustand 150 Bei Geburt 140130
1. Lebensjahr 130115
2. Lebensjahr 115-100
3. Lebensjahr 100 90
7. Lebensjahr 90- 85
14. Lebensjahr 85- 80 50. Lebensjahr 75- 70 70. Lebensjahr 65- 50
Diese weite Streuung der Pulsfrequenz kann auch in der erwachsenen männlichen Bevölkerung beobachtet werden, wie dies Fig. 3 zeigt. Hier ist die Pulsfrequenz mit einer glokkenförmigen Verteilung über die gesunde erwachsene männliche Bevölkerung gezeigt. Die mittlere Pulsfrequenz sei z. B.
70, und einige Männer werden dann eine normale Pulsfrequenz von 90 und andere eine normale Pulsfrequenz von 50 haben.
Diese Verteilung der sog. normalen Pulsfrequenzen von 50-90 zeigt, dass die Pulsfrequenz jedes einzelnen Wesens genau bestimmt werden muss, bevor irgendeine physikalische Anstrengung auf das Herz ausgeübt wird. Tachykardie tritt bei ungefähr 170 Pulsschlägen pro Minute auf. Jemand mit einer niederen normalen Pulsfrequenz von 50 müsste sein Herz stark anstrengen, bis die Pulsfrequenz der Tachykardie bei 170
Schlägen pro Minute eintritt. Jemand mit einer sog. normalen
Pulsfrequenz von 90 würde den Zustand der Tachykardie mit einer Pulsfrequenz von 170 in einer wesentlich kürzeren Zeit erreichen. Wenn eine Normalverteilung des Einsetzens der
Tachykardie basierend auf einem Wert von 170 Pulsschlägen aufgezeichnet wird, dann ergibt sich die Kurve nach Fig. 3.
Es ist klar, dass Personen mit höherer Ruhepulsfrequenz stär ker zum Einsetzen der Tachykardie neigen als jene mit nie derer Ruhepulsfrequenz. Das Problem der vorliegenden Erfin dung besteht nun darin, zu zeigen, wie die zulässige Pulsfre quenz zu bestimmen ist für eine sportliche Betätigung, die einem bestimmten Individuum erlaubt, seinen Körper in gute Kondition zu bringen, ohne dass das Herz übermässig beansprucht wird, und für jedes einzelne Individuum die individuelle Pulsfrequenz zu bestimmen, bei welcher die physikalische Belastung zu gross wird.
Die Fig. 5 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel einer programmierten Anzeige 1, die ein Armband 2 mit einer An zeigefläche 3 aufweist, auf welcher die Pulsfrequenz 4 digital erscheint. Die Anzeigevorrichtung 1 wird am Handgelenk 5 getragen und weist ein Gehäuse 6 auf, das die programmierbaren elektrischen Komponenten enthält. Der Anwender kann jederzeit sehen, wie hoch seine Pulsfrequenz in irgendeinem Teil seines Fitnessprogramms ist.
In Fig. 7 ist sichtbar, dass die Anzeigevorrichtung 1 einen Kontakt-Pulsdetektor 7 aufweist, welcher sich von der Anzeige 1 nach hinten erstreckt. Der Detektor 7 ist in Berührung mit der radialen Arterie in der Nähe des Handgelenkes und leitet die detektierten Impulse an die programmierbare integrierte Schaltung im Gehäuse 6. Der mit der Anzeige 1 zusammengebaute Pulsdetektor 7 könnte auch Teil des Armbandes 2 sein, da das Band eine grössere Oberfläche für die Detektion ergibt. Die detektierte Pulsfrequenz wird auf der Anzeigefläche 3 digital angezeigt.
In Analogie zum Strassenverkehr könnte eine Anzeige gemäss Fig. 6 verwendet werden, die rote, gelbe und grüne Anzeigeleuchten auf der Anzeigefläche 3 aufweist. Die Anzeigevorrichtung 1 betätigt die roten, gelben und grünen Leuchten in folgender Weise. Wird der Start und Rückstellknopf 10 gedrückt, wird die Energie einer in der Anzeigevorrichtung 1 enthaltenen scheibenförmigen Batterie eingeschaltet, und die nachfolgenden Herzpulsschläge werden mit dem Detektor 7 festgestellt und innerhalb der Anzeigevorrichtung 1 verarbeitet. Das grüne Licht zeigt an, dass eine mittlere Ruhepulsfrequenz bestimmt wurde. Dies ist ähnlich den normalen Verkehrssignalanlagen, bei welchen grünes Licht Fahrt bedeutet, während hier das Vorhandensein von grünem Licht anzeigt, dass die Ruhepulsfrequenz detektiert wurde und dass die Batterie arbeitet.
Wenn der Verwender sich leicht körperlich zu betätigen beginnt, wird die Pulsfrequenz detektiert und gezählt und eine optimale Belastungspulsfrequenz für eine bestimmte mittlere Ruhepulsfrequenz wird bestimmt. Gemäss früher gegebenem Beispiel wird bei einer mittleren normalen Pulsfrequenz von 70 die optimale Belastungsfrequenz um 50 grösser sein als der Mittelwert der Ruhefrequenz. Das heisst also, für eine Ruhefrequenz von 70 ist eine Pulsfrequenz von 120 die optimale Belastungspulsfrequenz, und bei dieser Pulsfrequenz beginnt das gelbe Licht zu leuchten. Das grüne Licht löscht dann aus und der sich körperlich Betätigende wird angewiesen, dass er seine optimale Belastungspulsfrequenz erreicht hat.
Die optimale sichere Belastungspulsfrequenz, die auf der Basis von 50 Pulsschlägen pro Minute oberhalb der Ruhepulsfrequenz berechnet wird, wird durch die gelbe Leuchte angezeigt, bis eine Pulsfrequenz von 150 Schlägen pro Minute erreicht wird. In diesem Moment wird die gelbe Leuchte ausgelöscht und die rote Leuchte beginnt zu leuchten und zeigt an, dass der Zustand einer gefährlichen Pulsfrequenz erreicht wurde und der sich körperlich Betätigende etwas verlangsamen muss, um die rote Leuchte auszulöschen und wieder in den Bereich der gelben Leuchte zu kommen.
Die unten gezeigte Tabelle 2 gibt die Farben mit den zugehörigen Ruhe-, optimale Betätigungs- und Gefahr-Pulsfrequenz für normale Pulsfrequenzzustände an. Obwohl die optimale Betätigungspulsfrequenz für jede Gruppe bestimmt wird durch Addition von 50 Pulsschlägen pro Minute oberhalb des Ruhezustandes, wird zur Vermeidung des Einsetzens einer Tachykardie das rote Signal erregt bei einer Sicherheitspulsfrequenz von 150 Schlägen pro Minute.
Tabelle II
Grün Gelb Rot (Ruhe- (Belastungs- (Gefahren zustand zustand) zustand) Tiefer
Normalwert 50 100 150 Normalwert 70 120 150 Hoher
Normalwert 90 140 150
Diese Farbanzeige kann auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 mit digitaler Anzeige verwendet werden. Hier kann die numerische Anzeige selbst entweder grün, gelb oder rot leuchten, je nach der Pulsfrequenz während der Belastung.
Die Ziffern, welche den hohen mittleren Ruhewert von 90 in Tabelle II zeigen, können z. B. grün leuchten. Wenn die sichere optimale Belastungspulsfrequenz erreicht ist, leuchten die Ziffern in gelb, was dem Verwender anzeigt, dass dieser numerische Wert seine optimale Belastungspulsfrequenz ist.
Obwohl höhere numerische Pulsfrequenzen weiterhin gelb angezeigt werden, weiss der Verwender bei forgesetzter körperlicher Betätigung trotzdem, dass er die optimale Belastungsfrequenz verlassen hat und etwas verlangsamen sollte.
Tut er dies nicht und die Pulsfrequenz erreicht den Wert 150, dann leuchten die Ziffern, die diese gefährliche Pulsfrequenz anzeigen, rot. Wenn er in diesem Stadium der körperlichen Betätigung nicht verlangsamt, kann eine Tachykardie auftreten.
Die in den Fig. 5 und 6 gezeigten visuellen Anzeigen können unterschiedliche Lichtintensität aufweisen oder andere Merkmale, die die Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Das gelbe Licht könnte z. B. bei der optimalen Belastungspulsfrequenz blinken, so dass der Verwender mit einem Blick auf die Anzeigefläche 1 feststellen kann, dass er sich innerhalb des sichern Zustandes der Pulsfrequenz sportlich betätigt. Bei der sportlichen Betätigung könnte jemand sich selbst im Schritt halten, indem er darauf achtet, dass seine Pulsfrequenz gleich der Blinkfrequenz des Lichtes ist. Durch Verlangsamen seines Laufes kann er seine Pulsfrequenz erniedrigen, um auf dem Optimum zu sein. Andere Mittel, um die Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen, könnten ebenfalls in den Anzeigevorrichtungen nach Fig. 5 und 6 vorhanden sein, welche z.
B. aus einem Summer bestehen könnten, dessen Frequenz in Übereinstimmung mit der Pulsfrequenz variieren könnte. Der Ruhe zustand grün würde dann keinen Summton erfordern und der Zustand von gelb einen, der lediglich dazu dient, dem Benütze anzuzeigen, wie hoch seine Pulsfrequenz ist, jedoch ohne Alarmgabe. Beim gefährlichen Zustand, d. h. wenn die Anzeige rot leuchtet, könnte die Impulsfrequenz des Summers hoch sein und das rote Licht könnte gleichzeitig blinken mit derselben Frequenz, um den Benützer zu alarmieren, seine Belastung zu senken.
Fig. 8 zeigt andere Ausführungsbeispiele von Pulssensoren.
Der allgemein mit 21 bezeichnete Läufer könnte eine Anzeigeeinheit 1 in einem Stirnband 23 haben. In diesem Fall wäre der Sensor 7 in Kontakt mit der Nachbarschaft der Schläfenarterie für den Empfang der Pulsfrequenz. Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel wäre nur eine hörbare Anzeige notwendig, und die oben erwähnten roten, gelben und grünen Anzeigelampen könnten entfallen. In diesem Fall ist nur not wendig, dass bei einer Pulsfrequenz von 150 die Anzeigeein richtung 1 zu summen beginnt und der Verwender müsste sein
Schrittempo heruntersetzen, bis der Ton verschwindet. Eine verinfachte Ausführung ist ebenfalls im Armband 22 gezeigt.
Hier würde die Anzeigevorrichtung 1 wiederum die gleichen Schaltungselemente enthalten, um einen Summton zu erzeugen, wenn die Pulsfrequenz der Handgelenkarterie den Wert von 150 Schlägen pro Minute erreicht.
Andere Ausführungsbeispiele könnten hörbare und sichtbare Anzeigen für tiefe Pulsfrequenz aufweisen, wenn die Pulsfrequenz unterhalb den ermittelten Ruhemittelwert fällt.
Dieses Merkmal würde dem Verwender eine abnormale physiologische Kondition angeben. Weil die Pulsfrequenz beim Schlafen oder beim Liegen kleiner ist, könnte ein Fernstrekkenfahrer z. B. eine Angabe erhalten, dass er am Steuer zu dösen beginnt, und der hörbare und sichtbare Alarm würde ihn auf eine sehr gefährliche Situation hinweisen. Die digitale Anzeigevorrichtung gemäss Fig. 5 könnte auch einem seiner Gesundheit bewussten Manager dienen, der in einem Zustand von emotioneller und geistiger Anstrengung lebt, auch wenn er in Ruhestellung in seinem Büro ist. Die visuelle Anzeige einer ansteigenden Pulsfrequenz und das Auftreten eines gelben Lichtes ohne gleichzeitige körperliche Betätigung würde dem Verwender anzeigen, dass seine Emotionen in Konflikt kommen mit seiner Herzgefässaktivität.
Es könnten noch weitere Sicherheitsmerkmale in die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Anzeigevorrichtung eingebaut werden. Wenn der Verwender das Auftreten des Blinklichtes und das laute und intermittierende Summen nicht festellt, wenn die Pulsfrequenz den Wert 150 erreicht, könnte nach einer Zeitverzögerung der Summton an Intensität zunehmen und einen hörbaren Alarm im Morsecode, z. B. SOS, abgeben. Dies könnte einen Retter auf die Gefahr aufmerksam machen, wenn der Verwender einem Herzleiden, wie z. B. Rhythmusstörungen, unterliegt und ohnmächtig wird. Wenn der gefährliche Zustand anhält, könnte nach einer zusätzlichen Zeit der SOS-Alarm auch innerhalb der Jedermann-Funk und Polizei-Funkbänder übertragen werden, so dass dem betroffenen Individuum unmittelbare Hilfe zuteil würde. Die Arbeitsweise der Pulsanzeigevorrichtung wird an Hand des Schemas von Fig. 4 nun näher erläutert.
Die Schaltung nach Fig. 4 weist einen Detektor oder Sensor 7 auf, welcher z. B. einen dünnen piezoelektrischen Wand ler oder einen piezoelektrischen Dehnungsmessstreifen aus Bariumtitanat oder Bariumzirkonat aufweisen kann. Der Detektor 7 kann am Handgelenk oder am Kopf eines Läufers 21, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, befestigt sein und ist in der Anzeigevorrichtung 1 enthalten. Der Sensor 7 erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, wie es in den Fig. la und 2a gezeigt wird, und zwar bei jedem Pulsschlag gemäss den Fig. 1 und 2.
Das elektrische Signal wird in einem Verstärker 210 verstärkt und dann in einem Spitzendetektor 222 detektiert. Die Schaltung 222 kann einen Spitzendetektor und eine Schaltung zur Erzeugung von Rechteckimpulsen aufweisen, welcher die Spitzen der R-Impulse 211 in der Kurvenform QRS in Fig. 1 detektiert. Die Schaltung 222 ist variabel, um sie den individuellen physiologischen Merkmalen eines Verwenders anzupassen, da die Spitzenamplituden der QRS-Impulse von Individuum zu Individuum variiert.
Der Ausgangsimpuls der Schaltung 222 wird an einem Zähler 230 angelegt, in welchem die Pulse gezählt werden.
Am Ende einer vorbestimmten Periode, welche z. B. 15 Sekunden oder 1 Minute betragen kann, wird der Zählstand im Zähler 230 über Tore 240 durch einen Taktimpuls von einem Taktgeber 270 in eine Speichervorrichtung 260 überführt.
Der Taktgeber kann Bestandteil der Armbanduhr sein, die vom Läufer getragen wird. Nach einer kurzen Verzögerung wird der Zähler 230 durch den Taktgeber 270 über eine Verzögerungsschaltung 250 zurückgestellt. Die Speichervorrichtung 260 kann eine Anzahl von Speicherschaltungen, wie z. B.
die Schieberegister aufweisen. Der Zählstand im ersten Speicherkreis wird in den zweiten Speicherkreis übertragen, wenn der zweite Zählstand im Zähler 230 über die Tore 240 in die Speicherschaltung überführt wird. Am Ende einer vorbestimmten Anzahl von Zählungen addiert eine Mittelwertschaltung 280 die in der Speichervorrichtung 260 gespeicherten Zählstände und dividiert durch die Anzahl der Zählstände, um die mittlere Ruhepulsfrequenz über eine bestimmte Periode zu bestimmen. Diese mittlere Pulsfrequenz wird an eine Vergleichsschaltung 290 angelegt und in einer Anzeigevorrichtung 200 angezeigt. Die Anzeigevorrichtung 200 zeigt also die mittlere oder Ruhepulsfrequenz des Läufers. Die Anzeigevorrichtung 200 kann z. B. in grün, gelb und rot anzeigen und kann lichtemittierende Vorrichtungen für die digitale Anzeige der Pulsfrequenz aufweisen.
Die mittlere Ruhepulsfrequenz wird üblicherweise grün angezeigt.
Die Mittelwertschaltung 280 weist ein Einstellelement 218 auf, um die mittlere Pulsfrequenz einzustellen, so dass diese
Zahl während des Laufens konstant bleibt. Anderseits kann, wenn ein Individuum seine Ruhepulsfrequenz genau kennt, diese Frequenz mit Hilfe der manuellen Einstellung 220 in die Mittelwertschaltung 280 eingegeben werden. Sowohl das Einstellelement 218 als auch die manuelle Einstellung 220 sind mit dem Knopf 10 der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Vor richtungen gekoppelt. Während des Laufens wird die Pulsfrequenz über die Tore 240 an die Vergleichsschaltung 290 angelegt. Die mittlere Ruhepulsfrequenz, die in der Mittel wertschaltung 280 gespeichert ist, wird, wie bereits früher erwähnt, um 50 erhöht, um die optimale sichere Belastungs pulsfrequenz zu erhalten. Während einer sportlichen Betäti gung kann die Anzeigevorrichtung 200 z.
B. die Pulsfrequenz in einem bestimmten Moment digital anzeigen. Wenn die Pulsfrequenz die eingestellte optimale Belastungspulsfrequenz erreicht, wird diese Ziffer digital in gelb angezeigt, und eine hörbare Anzeige 300 kann zu summen beginnen. Wenn die Pulsfrequenz den gefährlichen Wert von 150 erreicht, bewirkt der Zähler 230, der eingestellt ist für die Detektion dieser kritischen Zahl, dass die Anzeigevorrichtung 200 rot leuchtet.
Zusätzlich kann die hörbare Anzeige mit einer erhöhten Pulsfrequenz summen.
Die Verzögerungsvorrichtung 250, die mit dem Zähler 230 gekoppelt ist, ergibt eine zusätzliche Sicherheitsfunktion, so dass, wenn die Schaltung durch Drücken des Knopfes 10 mit der Energiequelle 278 verbunden wird, die Zeitverzögerung 250 den Sensor 7 erst dann freigibt zur Betätigung der grünen Anzeige, wenn eine hinreichende Zeit vergangen ist, um einen repräsentativen mittleren Ruhepulswert zu bestimmen. Dies ist wichtig, weil es möglich ist, dass ein ungeduldi ger Läufer nach frühem Erwachen, wenn die Pulsfrequenz am niedersten ist, unmittelbar mit Laufen beginnt und eine falsche gelbe Anzeige als die optimale Belastungspulsfrequenz erhält, da die Ruhepulsfrequenz extrem nieder war.
Die Zeit verzögerung gibt dem Verwender die Möglichkeit, dass hin reichend Zeit vorhanden ist, dass ein wahrer Mittelwert der
Ruhepulsfrequenz bestimmt werden kann, bevor das Start signal gegeben wird mit Hilfe des bereits erwähnten grünen
Lichtes. Die Schaltungskomponenten von Fig. 4 können in einer integrierten Schaltung angeordnet sein. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, dass der Detektor 7 direkt mit der Schaltung verbunden ist. Bei einer Variante könnte z. B.
ein Sensor vorhanden sein, welcher einen Ultraschallsender aufweist, so dass die andern Komponenten fern vom Sensor angeordnet werden könnten. Ein warm gekleideter Schnee schaufler, der Handschuhe trägt, kann eventuell den hörbaren
Alarm vom Pulsfrequenzsensor am Handgelenk nicht hören, könnte jedoch einen hörbaren Alarm, der in einem Ausfüh rungsbeispiel, das im Stirnband getragen wird, gut hören, weil bei diesem Ausführungsbeispiel der Sensor in Kontakt mit der
Schläfenarterie ist, die sich nahe beim Ohr befindet.
Wenn der Schneeschaufler nicht den ganzen im Stirnband enthal tenen Sensor tragen möchte, könnten die gleichen Resultate erreicht werden, indem der Detektor und ein Sendeteil der Schaltung in einem Armband in der Nähe der Handgelenkarterie getragen werden und nur ein einfacher Empfänger mit Hilfe eines Stirnbandes oder etwas ähnlichem in der Nähe des Ohres getragen wird. In diesem Falle würde die zu hohe Pulsfrequenzangabe im Ultraschallbereich empfangen und nahe beim Ohr in den hörbaren Bereich umgeformt. Es ist weiter zu bemerken, dass die Energiequelle 278 eine wiedernachladbare Batterie sein kann und die Leistung für alle Schaltungselemente liefert, inklusive die grünen, gelben und roten Anzeigeelemente, welche aus Gewichts- und Abmessungsgründen lichtemittierende Dioden sein können.