DE102015204285A1 - Method, pulse determination device and wrist-worn device for determining the pulse - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein am Handgelenk tragbares Gerät (1), eine Pulsbestimmungsvorrichtung (4) und ein Verfahren zum Bestimmen des Pulses einer Person. Um den Puls und die Körpertemperatur der Person einfach, sicher und preiswert bestimmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Pulsbestimmungsvorrichtung (4) mehrere Temperatursensoren (5a) aufweist, mit denen pulsbedingte Temperaturschwankungen mehrerer Stellen der Haut messbar sind.The invention relates to a wrist-worn device (1), a pulse determination device (4) and a method for determining the pulse of a person. In order to be able to determine the pulse and the body temperature of the person simply, safely and inexpensively, it is provided according to the invention that the pulse determination device (4) has a plurality of temperature sensors (5a) with which pulse-induced temperature fluctuations of several points of the skin can be measured.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pulsbestimmungsvorrichtung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen des Pulses einer Person, bei dem eine Änderung der Temperatur der Haut der Person ermittelt und anhand der ermittelten Temperaturänderung der Puls bestimmt wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein am Handgelenk tragbares Gerät mit einer Pulsbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung des Pulses eines Trägers des Gerätes.The present invention relates to a pulse determination device. Furthermore, the present invention relates to a method for determining the pulse of a person, in which a change in the temperature of the skin of the person is determined and determined based on the determined temperature change of the pulse. Moreover, the present invention relates to a wrist-worn device with a pulse determination device for determining the pulse of a wearer of the device.
Stand der TechnikState of the art
Pulsbestimmungsvorrichtungen, Verfahren und am Handgelenk tragbare Geräte zur Messung des Pulses sind allgemein bekannt. So offenbart die
Die bekannten Vorrichtungen sind jedoch kompliziert und somit teuer im Aufbau. However, the known devices are complicated and thus expensive in construction.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird eine Pulsbestimmungsvorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung gestellt, die mehrere Temperatursensoren zur Anlage an der Haut einer Person, deren Puls ermittelt werden soll, aufweist, wobei die Temperatursensoren mit einer Pulsmesseinrichtung der Pulsbestimmungsvorrichtung Signal übertragend verbunden sind. Ferner wird ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung gestellt, bei dem die Temperatur an mehreren Stellen separat gemessen wird. Darüber hinaus wird erfindungsgemäß ein am Handgelenk tragbares Gerät der eingangs genannten Art zur Verfügung gestellt, dessen Pulsbestimmungsvorrichtung eine erfindungsgemäße Pulsbestimmungsvorrichtung ist. According to the invention, a pulse determination device of the type mentioned above is provided which has a plurality of temperature sensors for contacting the skin of a person whose pulse is to be determined, wherein the temperature sensors are connected with a pulse measuring device of the pulse determination device signal transmitting. Furthermore, a method of the type mentioned is provided in which the temperature is measured separately at several points. In addition, according to the invention a wrist-worn device of the type mentioned is provided, the pulse determination device is a pulse determination device according to the invention.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Dadurch, dass die Temperatursensoren mit der Pulsmesseinrichtung verbunden sind, kann die Pulsbestimmungsvorrichtung ohne zusätzliche Pulssensoren den Puls allein anhand der durch die Temperatursensoren im Betrieb erzeugten und die Hauttemperatur repräsentierenden Sensorsignale bestimmen. Da die Pulsbestimmungsvorrichtung mehrere Temperatursensoren aufweist, kann die Temperatur an mehreren Stellen auf der Haut gemessen werden. Liegt unter einer der Stellen keine Ader, etwa keine Arterie, an der der Puls anhand pulsbedingter Temperaturschwankungen der Haut einfach zu ermitteln ist, ist ein anderer der Temperatursensoren wahrscheinlich an einer anderen Stelle angeordnet, entlang der sich eine Ader erstreckt, die eine zur Ermittlung des Pulses ausreichende und durch den Puls hervorgerufene Temperaturschwankung aufweist. Dadurch, dass das am Handgelenk tragbare Gerät die erfindungsgemäße Pulsbestimmungsvorrichtung aufweist, kann die am Handgelenk tragbare Vorrichtung einfach und preiswert ausgeformt werden. Ferner sind keine zusätzlichen Sensoren zur Messung der Körpertemperatur der Person notwendig, sodass die Vorrichtung leichter, kleiner und/oder einfacher handhabbar ausgebildet ist als die bekannten am Handgelenk tragbaren Geräte. By virtue of the fact that the temperature sensors are connected to the pulse measuring device, the pulse determination device without additional pulse sensors can determine the pulse on the basis of the sensor signals generated by the temperature sensors during operation and representing the skin temperature. Since the pulse determination device has a plurality of temperature sensors, the temperature can be measured at several points on the skin. If there is no vein under any of the sites, such as no artery where the heart rate can be easily determined from skin temperature fluctuations, another of the temperature sensors is likely to be located at a different location along which a vein extends, one to detect the vein Pulse has sufficient and caused by the pulse temperature fluctuation. Characterized in that the wrist-worn device has the pulse determination device according to the invention, the wearable device can be formed easily and inexpensively. Furthermore, no additional sensors for measuring the body temperature of the person are necessary, so that the device is lighter, smaller and / or easier to handle designed as the known wrist-worn devices.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte und, sofern nicht anders ausgeführt, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile wird im Folgenden eingegangen.The solution according to the invention can be further improved by various configurations which are advantageous in each case and, if not stated otherwise, can be combined with one another as desired. These embodiments and the advantages associated with them will be discussed below.
So kann die Pulsbestimmungsvorrichtung ausgebildet sein, das Sensorsignal zumindest eines ausgewählten Temperatursensors zur Bestimmung des Pulses zu verwenden. Ferner können Sensorsignale nicht ausgewählter Temperatursensoren ignoriert werden. Zusätzliche Sensoren, mit denen der Puls zum Beispiel optisch oder elektrisch und getrennt von der Temperatur bestimmbar ist, werden nicht benötigt. Thus, the pulse determination device can be designed to use the sensor signal of at least one selected temperature sensor for determining the pulse. Furthermore, sensor signals of non-selected temperature sensors can be ignored. Additional sensors, with which the pulse can be determined, for example, optically or electrically and separately from the temperature, are not required.
Die Temperatursensoren können entlang einer Anlagefläche in zwei Richtungen verteilt angeordnet sein. Die Anlagefläche kann als eine Ebene oder im Wesentlichen komplementär zu einer erwarteten Fläche einer Außenseite des Handgelenks ausgeformt sein. Durch die Verteilung der Temperatursensoren erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass im Einsatz der Pulsbestimmungsvorrichtung zumindest eine Ader, zum Beispiel eine Arterie, unter mindestens einem der Temperatursensoren verläuft, wobei die durch den Puls hervorgerufenen Temperaturschwankungen der Haut zwischen zumindest einer der oder mehrerer der Adern (beispielsweise Arterien) und dem Temperatursensor ausreichen, um den Puls anhand des vom Temperatursensor im Betrieb abgegebenen Signals bestimmen zu können. Somit kann zumindest eine der Stellen, deren Temperatur zur Bestimmung des Pulses überwacht wird, ausgewählt werden. Nicht ausgewählte Stellen können zur Bestimmung des Pulses ignoriert werden. Alternativ können nicht ausgewählte Stellen zur Verbesserung der Pulsmessung zusätzlich zur ausgewählten Stelle verwendet werden. The temperature sensors can be distributed along a contact surface distributed in two directions. The abutment surface may be formed as a plane or substantially complementary to an expected surface of an outside of the wrist. The distribution of the temperature sensors increases the likelihood that, in use of the pulse determination device, at least one vein, for example an artery, runs under at least one of the temperature sensors, wherein the temperature fluctuations of the skin caused by the pulse between at least one of the veins (for example Arteries) and the temperature sensor are sufficient to determine the pulse on the basis of the signal emitted by the temperature sensor during operation. Thus, at least one of the locations whose temperature is monitored to determine the pulse can be selected. Unselected places can be ignored to determine the pulse. Alternatively, unselected bodies can be used for improvement the pulse measurement are used in addition to the selected location.
Um die zumindest eine Stelle, also zumindest einen der Temperatursensoren, für die Bestimmung des Pulses auszuwählen, kann insbesondere die pulsbedingte Amplitude der von den Temperatursensoren im Betrieb abgegebenen Sensorsignale verwendet werden. Dabei werden insbesondere Stellen beziehungsweise Temperatursensoren ausgewählt, an denen der Temperatursensor ein Sensorsignal mit einer möglichst großen Amplitude abgibt.In order to select the at least one location, that is to say at least one of the temperature sensors, for the determination of the pulse, in particular the pulse-related amplitude of the sensor signals emitted by the temperature sensors during operation can be used. In this case, particular locations or temperature sensors are selected, at which the temperature sensor emits a sensor signal with the largest possible amplitude.
Beispielsweise sind die Temperatursensoren matrixförmig angeordnet, wodurch die Pulsbestimmungsvorrichtung zumindest parallel zur Anlagefläche kompakt aufbaubar ist.By way of example, the temperature sensors are arranged in the form of a matrix, as a result of which the pulse determination device can be built up compactly at least parallel to the contact surface.
Die zumindest eine der Stellen kann basierend auf Temperaturänderungen einer einzelnen Stelle, mehrerer oder aller Stellen ausgewählt werden. Zusätzlich oder alternativ zur Höhe der durch den Puls bedingten Temperaturänderungen können auch andere Temperaturänderungen zur Auswahl der zumindest einen Stelle, also des zumindest einen der Temperatursensoren, verwendet werden.The at least one of the locations may be selected based on temperature changes of a single location, multiple, or all locations. In addition or as an alternative to the level of the temperature changes caused by the pulse, other temperature changes can also be used to select the at least one location, that is to say the at least one of the temperature sensors.
Ferner kann der Temperaturverlauf für jeden der Temperatursensoren und/oder zwischen ausgewählten und zum Beispiel benachbart zueinander angeordneten Temperatursensoren verfolgt werden. Beispielsweise wenn sich die Person, deren Puls bestimmt werden soll, bewegt und hierdurch die Pulsbestimmungsvorrichtung auf der Haut verschoben oder sogar von der Haut abgehoben wird, können mit den Temperatursensoren ermittelte Temperaturänderungen einen Rückschluss auf diese Bewegungen ermöglichen. Folglich sind Beschleunigungssensoren, mit denen die Bewegungen der Pulsbestimmungsvorrichtung oder des am Handgelenk tragbaren Gerätes bestimmbar sind, nicht notwendig und nur optional. Ist ein Beschleunigungssensor vorgesehen, kann die Pulsbestimmungsvorrichtung ausgebildet sein, einzelne oder mehrere Temperatursensoren basierend auf Beschleunigungssignalen des Beschleunigungssensors auszuwählen.Furthermore, the temperature profile for each of the temperature sensors and / or between selected and, for example, adjacently arranged temperature sensors can be tracked. For example, if the person whose pulse is to be determined moves and thereby the pulse determination device is displaced on the skin or even lifted off the skin, temperature changes determined by the temperature sensors can make it possible to draw conclusions about these movements. Consequently, acceleration sensors with which the movements of the pulse-determining device or the wrist-worn device can be determined are not necessary and only optional. If an acceleration sensor is provided, the pulse determination device may be configured to select one or more temperature sensors based on acceleration signals of the acceleration sensor.
Beispiele für verwendbare Temperatursensoren, die nicht zu träge sind, um die pulsbedingten Temperaturschwankungen in brauchbare Messsignale zu wandeln, sind thermophile Sensoren, also Thermosäulen, MEMS (mikro-elektromechanische Systeme) Temperatursensoren und elektrische Widerstände, zum Beispiel Platin-Messwiderstände, deren elektrischer Widerstand sich mit der Temperatur ändert. Examples of useful temperature sensors that are not too lazy to convert the pulse-induced temperature fluctuations into useful measurement signals are thermophilic sensors, ie thermopiles, MEMS (micro-electro-mechanical systems) temperature sensors and electrical resistors, for example platinum measuring resistors whose electrical resistance is with the temperature changes.
Beispielsweise ist das Gerät eine Uhr, zum Beispiel eine sogenannte Smart Watch. Das Gerät kann eine Anzeige zur Darstellung von Informationen, wie Puls und/oder Schläfrigkeitsniveau, aufweisen. Ferner kann das Gerät eine kabellose Schnittstelle, zum Beispiel Bluetooth, aufweisen, um das Schläfrigkeitsniveau und andere Daten auszugeben, zum Beispiel an ein Kraftfahrzeug.For example, the device is a clock, for example, a so-called smart watch. The device may include a display for displaying information such as heart rate and / or drowsiness level. Further, the device may include a wireless interface, for example Bluetooth, to output the drowsiness level and other data, for example to a motor vehicle.
Mithilfe des Verfahrens, der Pulsbestimmungsvorrichtung oder des Gerätes kann nicht nur der Puls der Person ermittelt werden. Ferner kann auch die Schläfrigkeit, also die Einschlafneigung, der Person bestimmt werden. Ist die Schläfrigkeit hoch, sinkt nämlich nicht nur der Puls. Vielmehr steigt zusätzlich auch die Temperatur der Extremitäten der Person bei hoher Schläfrigkeit an. Da nicht nur der Puls, sondern auch die Temperatur am Handgelenk bestimmt werden, kann die Schläfrigkeit sicher erkannt werden.By means of the method, the pulse determination device or the device, not only the pulse of the person can be determined. Furthermore, the drowsiness, ie the tendency to fall asleep, the person can be determined. If drowsiness is high, not only does the pulse drop. Rather, in addition, the temperature of the extremities of the person increases in high drowsiness. Since not only the pulse, but also the temperature at the wrist are determined, the drowsiness can be reliably detected.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.In the following, the invention will be explained by way of example with reference to embodiments with reference to the drawings. The different features of the embodiments can be combined independently of each other, as has already been explained in the individual advantageous embodiments.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Zunächst sind Aufbau und Funktion eines erfindungsgemäßen am Handgelenk tragbaren Gerätes mit einer erfindungsgemäßen Pulsbestimmungsvorrichtung schematisch mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der
Von der Pulsbestimmungsvorrichtung
Im Ausführungsbeispiel der
Die Pulsbestimmungsvorrichtung
Ferner kann die Pulsmesseinrichtung
Die Pulsbestimmungsvorrichtung
Das Verfahren
In einem optionalen und auf den Verfahrensschritt
Im Verfahrensschritt
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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