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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldungen Nr. 10-2013-0037474 , eingereicht am 5. April 2013, und
10-2013-0131372 , eingereicht am 31. Oktober 2013, deren gesamte Inhalte hier durch Literaturhinweis eingefügt sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die hier offenbarte vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum drahtlosen Messen von Herzschlägen und insbesondere auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum kontaktlosen und drahtlosen Messen der Herzschläge eines Probanden durch Messen der Temperatur der Haut, in der eine Arterie/Vene liegt, unter Verwendung einer Wärmebildkamera.
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Mit den jüngsten Entwicklungen von Bildgebungsvorrichtungen, Smartphones und drahtlosen Kommunikationstechnologien werden Vorrichtungen, die üblicherweise auf verdrahtete Weise verbunden gewesen sind, drahtlos verbunden.
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Da z. B. ein biologisches Signal schwach ist, ist es im Allgemeinen schwierig, das Signal drahtlos zu messen.
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Andererseits muss ein Proband in einem unangenehmen Zustand sein und erfährt somit eine Unzweckmäßigkeit, wenn das biologische Signal auf verdrahtete Weise gemessen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum drahtlosen Messen von Herzschlägen.
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Außerdem schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren, die einen Teil eines Körpers unter Verwendung einer Wärmebildkamera weiter abbilden können und die somit Herzschläge drahtlos messen können, ohne Herzschlagsignale auf verdrahtete Weise zu messen.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schaffen Verfahren zum kontaktlosen und drahtlosen Messen von Herzschlägen, wobei das Verfahren das Suchen nach einem Beobachtungspunkt, an dem Herzschläge gemessen werden; das Abbilden eines ermittelten Beobachtungspunkts durch eine Wärmebildkamera und das drahtlose Erhalten temperaturbezogener Daten; und das Analysieren der erhaltenen temperaturbezogenen Daten, um Herzschläge zu berechnen, enthält.
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In einigen Ausführungsformen kann der Beobachtungspunkt ein Punkt sein, an dem eine Halsschlagader oder eine Drosselvene liegt.
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In anderen Ausführungsformen kann das Berechnen der Herzschläge durch Zählen, wie oft sich die Hauttemperatur für eine vorgegebene Zeitdauer ändert, ausgeführt werden.
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In nochmals anderen Ausführungsformen kann der Beobachtungspunkt ein Teil, das 3 cm bis 5 cm nach innen von dem Rand eines Halses entfernt liegt, und ein Teil, das 2 cm bis 4 cm nach unten von einem Kinn entfernt liegt, sein.
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In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten Vorrichtungen zum kontaktlosen und drahtlosen Messen von Herzschlägen eine Wärmebildkamera, die einen von einem Probanden ermittelten Beobachtungspunkt abbildet, wobei die Wärmebildkamera drahtlos temperaturbezogene Daten erhält; und einen Computer, der die erhaltenen temperaturbezogenen Daten analysiert und Herzschläge misst.
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In einigen Ausführungsformen kann der Computer eine Messsteuereinheit, die Daten über die Hauttemperatur empfängt, die sich jedes Mal ändert, wenn das Herz des Probanden schlägt, wobei die Messsteuereinheit zählt, wie oft sich die Hauttemperatur für eine vorgegebene Zeitdauer ändert; und einen Speicher, der die Daten über die Hauttemperatur und das Zählergebnis speichert, enthalten.
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In nochmals anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten Vorrichtungen zum kontaktlosen und drahtlosen Messen von Herzschlägen eine Wärmebilderfassungseinheit, die einen von einem Probanden ermittelten Beobachtungspunkt abbildet, wobei die Wärmebildkamera drahtlos erfasste Wärmebilddaten erhält; eine Kamerasteuereinheit, die ermöglicht, dass die Wärmebilderfassungseinheit den Beobachtungspunkt erfasst und die erfassten Wärmebilddaten in temperaturbezogene Daten umsetzt; eine Kommunikationsschnittstelle, die die temperaturbezogenen Daten ausgibt und Steuerdaten empfängt; und eine Messsteuereinheit, die die temperaturbezogenen Daten analysiert und Herzschläge misst.
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In nochmals anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten Verfahren zum kontaktlosen und drahtlosen Messen von Herzschlägen eines Tiers das Suchen nach einem Beobachtungspunkt, an dem Herzschläge gemessen werden; das Abbilden eines ermittelten Beobachtungspunkts durch eine Wärmebildkamera und das drahtlose Erhalten temperaturbezogener Daten; und das Zählen einer Anzahl der Änderungen der Oberflächentemperatur, die jedes Mal variiert, wenn das Herz des Tiers schlägt, aus den erhaltenen temperaturbezogenen Daten, und das Messen der Herzschläge des Tiers.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen sind enthalten, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu schaffen, und sind in dieser Druck-Schrift enthalten und bilden einen Bestandteil von ihr. Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung von Prinzipien der vorliegenden Erfindung. In den Zeichnungen ist:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Messen von Herzschlägen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Messen von Herzschlägen unter Verwendung von 1;
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3 ein Blockschaltplan einer Wärmebildkamera in 1; und
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4 ein Blockschaltplan eines Computers in 1.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die obigen Aufgaben, weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht verständlich durch die folgenden Ausführungsformen, die in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die im Folgenden zu beschreibenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann sie in anderen Formen implementiert werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen nur geboten, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung dem Fachmann auf dem Gebiet umfassend vermittelt, um das Verständnis zu erleichtern.
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Wenn in der Patentschrift einige Elemente oder Linien als mit einem Zielelementblock verbunden bezeichnet sind, können die Ersteren selbstverständlich direkt mit den Letzteren verbunden sein oder können sie über ein anderes Element indirekt mit den Letzteren verbunden sein.
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Darüber hinaus stellen dieselben oder ähnliche Bezugszeichen in jeder der Zeichnungen nach Möglichkeit dieselben oder ähnliche Komponenten dar. In einigen Zeichnungen ist die Verbindung von Elementen und Linien nur dargestellt, um technischen Inhalt effektiv zu erläutern, und können sie ferner andere Elemente oder Schaltungsblöcke enthalten.
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Eine hier beschriebene und beispielhaft dargestellte Ausführungsform enthält eine komplementäre Ausführungsform dazu, wobei angemerkt wird, dass Einzelheiten der grundlegenden Verarbeitung von Bilddaten und interner Software nicht beschrieben sind, um den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht zu verdecken.
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1 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Messen von Herzschlägen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Eine Wärmebildkamera 101 ist eine Wärmeinfrarotkamera, die einen von einem Probanden ermittelten Beobachtungspunkt abbildet und drahtlos temperaturbezogene Daten erhält.
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Ein Computer 103 analysiert die temperaturbezogenen Daten und misst die Herzschläge.
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Das Wärmebild 101 ist auf die äußere Herzschlagader P1 oder auf die innere Drosselvene P2 eines Halses 102 eines Patienten fokussiert und misst die Temperatur der Haut. Um die Herzschläge für eine bestimmte Zeit zu messen, wird die Abbildung in diesem Fall für eine bestimmte Zeit (wie etwa eine Minute) ausgeführt, ohne von dem Beobachtungspunkt abzuweichen.
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Ein erhaltenes Videobild sind die temperaturbezogenen Daten, wobei es an den Computer 103 gesendet wird. Der Computer 103 analysiert unter Verwendung des erhaltenen Videobilds, wie oft sich die Temperatur der Haut pro Minute ändert.
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Die Temperatur von Blut, das aus dem Herzen eines Tiers oder eines Menschen ausgestoßen wird, ist von der einer Kapillare in der allgemeinen Haut verschieden. Das heißt, jedes Mal, wenn das Herz schlägt, steigt die Temperatur der Haut, in der das Arterienblut fließt, an. Das heißt, wenn ein Arterienteil als der Beobachtungspunkt weiter abgebildet wird, ist zu sehen, dass die Temperatur der Haut etwas ansteigt, wenn das Herz schlägt. Somit können die Herzschläge pro Minute erfahren werden, wenn gezählt wird, wie oft sich die Temperatur des Beobachtungspunkts pro Minute ändert. In diesem Beispiel ist die eine Minute nur beispielhaft und kann die Zeit variieren. 2 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Messen von Herzschlägen unter Verwendung von 1.
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Anhand von 2 muss die Wärmebildkamera 101 nach Halsschlagader- und Drosselvenen-Beobachtungspunkten suchen, um das Verfahren zum drahtlosen Messen der Herzschläge auszuführen. Die Beobachtungspunkte der Halsschlagader und der Drosselvene können allgemein ein Teil, das 3 cm bis 5 cm nach innen von dem Rand eines Halses entfernt liegt, und ein Teil, das 2 cm bis 4 cm nach unten von einem Kinn entfernt liegt, sein. Wenn die Wärmebildkamera auf den Beobachtungspunkt fokussiert, ist es möglich, durch das System zum Messen der Herzschläge zu sehen, dass sich die Temperatur der Haut jedes Mal ändert, wenn das Herz schlägt.
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Wenn in Schritt S104 der Beobachtungspunkt ermittelt worden ist, beginnt die Wärmebildkamera 101 in Schritt S105 den Beobachtungspunkt abzubilden.
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Wenn es in diesem Fall in Schritt S110 eine Änderung des Beobachtungspunkts wegen der Bewegung eines Probanden während der Abbildung gibt, wird die automatische Suche und Nachführung der Halsschlagader und der Drosselvene ausgeführt. Die automatische Suche und Nachführung der Halsschlagader und der Drosselvene wird ausgeführt, wenn die Beobachtungspunkte um einen bestimmten Wert von einem Teil, das 3 cm bis 5 cm von dem Rand eines Halses nach innen liegt, und von einem Teil, das 2 cm bis 4 cm nach unten von einem Kinn liegt, abweichen. Wenn es eine Änderung des Beobachtungspunkts wegen Bewegung gibt, werden im Ergebnis die Beobachtungspunkte der Halsschlagader und der Drosselvene durch die Schritte S201 bis S203 erneut gesucht und die Herzschläge genau gemessen.
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Wenn in Schritt S202 der Beobachtungspunkt, an dem die Abbildung ausgeführt worden ist, von dem Anfangsbeobachtungspunkt um einen Wert gleich oder größer als ±2 cm abweicht, beginnt die automatische Suche und Nachführung. Unter Verwendung des Infrarotstrahls der Wärmebildkamera 101 wird eine Entfernung berechnet. Wenn der Beobachtungspunkt im Ergebnis um einen Wert gleich oder größer ±2 cm von einem Anfangsbeobachtungspunkt abweicht, wird der Anfangsbeobachtungspunkt in Schritt S203 durch eine Rückwärtssuche unter Verwendung des Werts von ±2 cm nachgeführt. Nach dem Schritt S203 wird der Schritt S105 erneut ausgeführt.
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Die automatische Nachführung an dem Beobachtungspunkt wird unter Verwendung eines Prinzips ausgeführt, dass die Abbildung an einem konstanten Beobachtungspunkt ausgeführt wird.
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In Schritt S106 bestimmt die Wärmebildkamera 101, ob die Abbildung für eine bestimmte Zeit ausgeführt worden ist. Falls negativ, setzt die Wärmebildkamera 101 das Abbilden fort, und falls positiv, beendet sie das Abbilden.
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In Schritt S107 werden durch die Wärmebildkamera abgebildete Informationen, d. h. die temperaturbezogenen Daten, als eine Datei gesichert und an den Computer 103 übertragen.
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In Schritt S108 öffnet der Computer 103 die von der Wärmebildkamera übertragene Datei und zählt, wie oft sich die Temperatur der Haut in dem Bild für eine bestimmte Zeitdauer (wie etwa eine Minute) geändert hat.
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Somit wird dies zu dem Endmessergebnis der Herzschläge pro Minute, wenn die gezählte Anzahl der Änderungen der Temperatur der Haut einer Minute zugeordnet wird.
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Wenn andererseits ein Bild für eine kürzere Zeit als eine Minute erhalten wird, wenn z. B. die Anzahl der Änderungen der Temperatur der Haut für zehn Sekunden gezählt wird, werden die bekannten Herzschläge pro Minute mit sechs multipliziert. Im Ergebnis werden durch den Schritt S109 die Herzschläge pro Minute erhalten, da sie mit sechs multipliziert werden. Obwohl die vorliegende Erfindung beschreibt, dass die Herzschläge für eine Minute gemessen werden, wird angemerkt, dass eine Messzeitdauer darauf nicht beschränkt ist und zunehmen oder abnehmen kann.
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3 ist ein Blockschaltplan einer Wärmebildkamera in 1.
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Anhand von 3 enthält die Wärmebildkamera eine Kamerasteuereinheit 11, eine Wärmebilderfassungseinheit 13, einen Speicher 15 und eine Kommunikationsschnittstelle 17.
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Die Wärmebildkamera 13 bildet den von einem Probanden ermittelten Beobachtungspunkt ab und erhält drahtlos Wärmebilderfassungsdaten.
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Die Kamerasteuereinheit 11 steuert eine Leitung L2 in der Weise, dass die Wärmebilderfassungseinheit den Beobachtungspunkt erfasst, über eine Leitung L1 die Wärmebilderfassungsdaten empfängt und die empfangenen Daten in temperaturbezogene Daten umsetzt.
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Die Kommunikationsschnittstelle 17 gibt die über eine Leitung L3 empfangenen temperaturbezogenen Daten über eine Leitung L4 aus und empfängt über die Leitung L4 angewendete Steuerdaten.
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Die Kommunikationsschnittstelle 17 kann so konfiguriert sein, dass sie über wenigstens eines von verschiedenen Schnittstellenprotokollen wie etwa ein Universal-Serial-Bus-Protokoll (USB-Protokoll), ein Multimediakartenprotokoll (MMC-Protokoll), ein Peripherial-Component-Interconnection-Protokoll (PCI-Protokoll), ein PCI-Express-Protokoll (PCI-E-Protokoll), ein Advanced-Technology-Attachment-Protokoll (ATA-Protokoll), ein Serial-ATA-Protokoll, ein Parallel-ATA-Protokoll, ein Small-Computer-Small-Interface-Protokoll (SCSI-Protokoll), ein Enhanced-Small-Disk-Interface-Protokoll (ESDI-Protokoll) und ein Integrated-Drive-Electronics-Protokoll (IDE-Protokoll) mit einer internen oder externen Vorrichtung kommuniziert.
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Der Speicher 15 ist über eine Leitung L5 mit der Kamerasteuereinheit 11 verbunden und speichert Bilddaten. Der Speicher 15 kann ein Video-RAM sein.
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4 ist ein Blockschaltplan eines Computers in 1.
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Der Computer 103 in 4 enthält eine Messsteuereinheit 21, einen Speicher 23 und eine Kommunikationsschnittstelle 25.
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Die Messsteuereinheit, die in einem Mikroprozessor implementiert sein kann, empfängt über die mit einer Leitung L20 verbundene Kommunikationsschnittstelle 25 Daten über die Hauttemperatur, die sich jedes Mal ändert, wenn das Herz des Probanden schlägt, und zählt, wie oft sich die Hauttemperatur für eine vorgegebene Zeitdauer ändert.
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Der über eine Leitung L10 mit der Messsteuereinheit 21 verbundene Speicher 23 speichert Daten über die Hauttemperatur und ein Zählergebnis.
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Der Speicher 23 kann in einer flüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung wie etwa einem DRAM oder einem SRAM oder in einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung implementiert sein.
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Die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung kann z. B. in einem elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM), in einem Flash-Speicher, in einem Magnet-RAM (MRAM), in einem Spin-Transfer-Torque-MRAM, in einem Conductive-Bridging-RAM (CBRAM), in einem ferroelektrischen RAM (FeRAM), in einem als ein Ovonic Unified Memory (OUM) bezeichneten Phasenwechsel-RAM (PRAM), in einem resistiven RAM (RRAM oder ReRAM), in einem Nanoröhrchen-RRAM, in einem Polymer-RAM (PORAM), in einem Nano-Floating-Gate-Speicher (NFGM), in einem holographischen Speicher, in einer Molekularelektronikspeichervorrichtung oder in einem Isolator-Widerstandsänderungs-Speicher implementiert sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Computer 103 ein Ultramobil-PC (UMPC) oder eine Workstation oder ein Netbook oder ein Personal Digital Assistant (PDA) oder ein tragbarer Computer oder ein Web-Tablet oder ein Tablet-Computer sein.
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Da die drahtlose Herzschlagmessung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung anders als eine typische Technik zum Messen von Impulsen an einem Finger eine Technik zum drahtlosen Messen einer Änderung der Hauttemperatur annimmt, besteht keine Notwendigkeit, ein Messelement an einem Körper anzubringen.
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Im Ergebnis ist es möglich, Herzschläge durch Abbilden eines Beobachtungspunkts zu messen, so dass Herzschläge ohne Kontakt und Unannehmlichkeit gemessen werden. Somit nimmt bei der Messung von Herzschlägen die Nutzerzweckmäßigkeit zu und ist es möglich, Herzschläge im Alltag oder in einem Krankenhaus leicht und zweckmäßig zu messen.
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Obwohl in der ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung besondere Ausführungsformen beschrieben worden sind, können, wie oben beschrieben wurde, mehrere Änderungen vorgenommen werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Somit soll der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein, sondern durch die folgenden Aussprüche und Entsprechungen davon definiert sein.
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Zum Beispiel ist es bei der Messung von Herzschlägen eines Tiers anstatt eines Menschen ebenfalls möglich, einen Beobachtungspunkt zu ändern. Außerdem können die Funktionen des Computers dadurch implementiert sein, dass eine Schaltung zum Messen von Herzschlägen in die Wärmebildkamera integriert ist.
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Außerdem ist es durch Nutzung einer drahtlosen Schnittstelle in der Wärmebildkamera ebenfalls möglich, Herzschlagdaten an andere über WLAN oder andere Kommunikationsnetze mit dem Internet verbundene elektronische Vorrichtungen zu übertragen.
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In Übereinstimmung mit der Herzschlagmessung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Herzschläge durch Abbildung ohne Messung eines biologischen Signals in einer Kontakttechnik drahtlos zu messen. Da die Herzschläge eines Probanden ohne Kontakt und Unannehmlichkeit gemessen werden, nimmt somit die Zweckmäßigkeit der Verwendung zu. Somit ist es selbst ohne erhebliche Beschränkung der Bewegung eines Probanden, wenn der Proband im Alltag oder in einem Krankenhaus ist, leicht und zweckmäßig möglich, Herzschläge zu messen.
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Da es außerdem möglich ist, die Herzschläge eines Tiers nur durch Abbildung zu messen, ohne eine Ausrüstung an dem Körper des Tiers, dessen Herzschläge schwer zu messen sind, zu befestigen, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls auf verschiedenen Gebieten wie etwa in der Veterinärmedizin verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2013-0037474 [0001]
- KR 10-2013-0131372 [0001]
