DE102016015217A1

DE102016015217A1 - System und Verfahren zur Herzfrequezüberwachung eines Objekts

Info

Publication number: DE102016015217A1
Application number: DE102016015217.6A
Authority: DE
Inventors: Erik Lindman; Kimmo Pernu; Mikko Martikka
Original assignee: Suunto Oy
Current assignee: Suunto Oy
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-06-22
Also published as: FI128335B; HK1245696A1; US20180168462A1; GB2547533A; GB2547533B; FI20166001A1; FI20166001A; GB2545668A; GB2549813A; GB2588261B; FI20165709A; DE102016014756A1; GB201615991D0; US20170176213A1; GB201615992D0; CN112020028A; GB2545668B; FI20165710A; DE102020002955A1; GB2545769A

Abstract

Gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Herzfrequenzüberwachung (1) eines Objekts (2) bereitgestellt, wobei das System (1) Mittel zum Messen von Herzschlägen des Objekts (2) mit einer ersten Einheit (3) mit einer ersten Abtastrate, zum Ermitteln einer Herzfrequenz, zum Ermitteln einer Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, zum Ermitteln einer Zeit eines jeden Herzschlags oder zum Ermitteln wenigstens eines Teils einer Wellenform eines Herzschlagsignals umfasst, wobei die erste Einheit (3) weitere Mittel zum Verändern der Abtastrate als Antwort auf die ermittelten Informationen aufweist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen computerlesbaren Speicher. Zusätzlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm.
HINTERGRUND
Es gibt eine Anzahl von verschiedenen Vorrichtungen und Verfahren zum Messen, Berechnen oder Schätzen der Herzfrequenz einer Person. Herzfrequenzmesser und ähnliche Armbandcomputer können beispielsweise einen am menschlichen Körper durch ein flexibles Band befestigten Sendergurt umfassen, der heutzutage typischerweise den Puls misst. Der Begriff Herzfrequenzmesser bezieht sich auf einen Armbandcomputer oder eine andere entsprechende Vorrichtung, die mit Pulsüberwachungseigenschaften ausgestattet ist. Eine solche Herzfrequenzmessung kann z. B. während der Bewegung der Person stattfinden. Die mit Elektroden ausgestattete Messvorrichtung überträgt Messdaten drahtlos an z. B. einen einer Armbanduhr ähnlichen Armbandcomputer, bei dem wenigstens ein Teil des empfangenen Signals verarbeitet und auf dem Display des Armbandcomputers angezeigt wird. Die Pulsdaten der Person können ebenfalls auf dem Armbandcomputer gespeichert werden. Bekannte Armbandcomputer können verwendet werden, um nicht nur Puls, sondern auch beispielsweise Blutdruck, Geschwindigkeit, Beschleunigung, zurückgelegte Strecken und Richtungsdaten zu messen.
Im Hinblick auf die Pulsmessung können ein oder mehrere Sensoren an Brust, Hals, Handgelenk, Ohrmuschel oder Fuß einer Person positioniert sein. Tragbare Geräte, welche die Herzschläge messen, können zum Beispiel einen Brustgurt oder eine Armbanduhr benutzen. Die Geräte messen das elektrische Signal des Herzens (EKG), beispielsweise während der körperlichen Aktivität. Die elektrische Aktivität des Herzens wird über einen Zeitraum mit Elektroden, die auf der Haut der Person platziert sind, gemessen. Die Dokumente US D739,944 S , US D739,943 S und US D676,137 S veranschaulichen zum Beispiel unterschiedliche Herzfrequenzgurte.
Die Messinformation wird typischerweise von dem Herzfrequenzgurt drahtlos an den Armbandrechner übertragen. Wenn mehrere Personen, die Armbandcomputer verwenden, nahe beieinander sind, muss der Empfänger den richtigen Sender identifizieren. Bei neueren Geräten wird beispielsweise eine digitale Signalübertragung mit digitalen Identifikationscodes verwendet. In dieser Lösung umfasst der Sendergurt einen Satz von Schaltungen, die verwendet werden, um die Herzschläge zu erfassen und eine Pulsintervallinformation zu erzeugen, welche die Zeitdauer zwischen den erfassten Herzschlägen angibt. Die Pulsintervalldaten werden in ein digitales Signal codiert, das an den Armbandcomputer übertragen wird. Anschließend können die Pulsintervalldaten durch den Armbandcomputer analysiert werden, bevor die Pulsdaten auf dem Display des Armbandcomputers angezeigt werden. Zusätzlich oder stattdessen können die Pulsdaten der Person auf dem Armbandcomputer gespeichert werden.
Bestimmte Vorrichtungen zur Herzfrequenzüberwachung messen eine ausreichende Datenmenge, um eine Wellenform eines Pulses zu bilden, und andere Vorrichtungen messen nur das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen, d. h. die Pulsintervalldaten. Systeme, die eine Wellenform eines Pulses bereitstellen, müssen mehr Daten verarbeiten und/oder speichern als Systeme, die nur Pulsintervalldaten liefern. Systeme, die eine Wellenform eines Pulses bereitstellen, können jedoch z. B. für einen Arzt oder eine andere medizinische Person für eine Diagnose nach dem Auslesen des Speichers nützlicher sein.
Natürlich ergibt sich ein Energieverbrauch durch eine solche Messung, Analyse und Speicherung von Pulsdaten. Folglich sind tragbare Messvorrichtungen mit wenigstens einer Energiequelle, wie einer Batterie, ausgerüstet. Systeme, die eine Wellenform eines Pulses bereitstellen, verbrauchen mehr Energie als Systeme, die nur Pulsintervalldaten bereitstellen, da eine kontinuierliche Messung des elektrischen Signals des Herzens zum Messen einer Wellenform eines Pulses erforderlich ist. Ferner muss für beide unterschiedlichen Systeme ein ausreichender Speicher bereitgestellt werden, um die Pulsdaten mittels des Armbandcomputers zu speichern.
Im Hinblick auf das Vorstehende wäre es vorteilhaft, ein System zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts bereitzustellen, das in der Lage ist, den Energieverbrauch während der Messung der Herzschläge zu senken und/oder den erforderlichen Speicher zu reduzieren.
Ein Beispiel eines Herzfrequenzmonitors ist in dem Dokument US 9167975 B1 offenbart. Das Dokument offenbart eine bewegungssichere Vorrichtung zum Überwachen der Herzfrequenz beim ambulanten Patienten. Die Vorrichtung ermöglicht die Erfassung und Aufzeichnung einer kontinuierlichen Herzfrequenz über einen längeren Zeitraum vergleichbar mit einem Holter-Monitor oder einem speziellen Pulsoximeter.
Die Dokumente US 9179849 B1 und US 9314174 B1 beschreiben eine mobile plethismographische Vorrichtung zum Erfassen eines vorzeitigen ventrikulären Kontraktionsereignisses. Die mobile plethismographische Vorrichtung erzeugt eine plethismographische Wellenform, die automatisch durch Algorithmen, welche die Wellenform messen, untersucht wird, um Aberrationen im Zusammenhang mit Herzanomalien zu korrelieren, zu erfassen und zu speichern. Ein vorzeitiges ventrikuläres Kontraktionsereignis für einen Patienten wird auf der Grundlage einer Identifikation eines Zeitintervalls der plethismographischen Wellenform bestimmt, das unter dem Schwellenminimalzeitintervall liegt, dem unmittelbar ein Zeitintervall folgt, das oberhalb des maximalen Schwellenintervallintervalls liegt.
Die Dokumente US 9144385 B1 und US 8974396 B1 lehren eine mobile plethismographische Vorrichtung zum Nachweis eines vorzeitigen atrialen Kontraktionsereignisses. Die mobile plethismographische Vorrichtung erzeugt eine plethismographische Wellenform, die automatisch durch Algorithmen, welche die Wellenform messen, untersucht wird, um Aberrationen im Zusammenhang mit Herzanomalien zu korrelieren, zu erfassen und zu speichern. Ein vorzeitiges atriales Kontraktionsereignis für einen Patienten wird basierend auf einer Identifizierung eines Zeitintervalls der plethismographischen Wellenform bestimmt, das unterhalb des Schwellenminimalzeitintervalls liegt, dem unmittelbar ein Zeitintervall folgt, das oberhalb des maximalen Schwellenintervallintervalls liegt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche definiert. Einige spezifische Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts bereitgestellt, wobei das System Mittel zum Messen von Herzschlägen des Objekts mit einer ersten Einheit bei einer ersten Abtastrate umfasst, zum Ermitteln einer Herzfrequenz, einer Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, einer Zeit jedes Herzschlags oder wenigstens eines Teils einer Wellenform eines Herzschlagsignals, wobei die erste Einheit weitere Mittel zum Verändern der Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information aufweist.
Verschiedene Ausführungsformen des ersten Aspekts können wenigstens ein Merkmal aus der folgenden Aufzählungsliste umfassen:

• die ermittelten Herzfrequenzinformationen, die ermittelten Zeitdifferenzinformationen, die ermittelte Zeit jedes Herzschlags oder die wenigstens teilweise bestimmte Wellenform eines Herzschlagsignals wird drahtlos zu einer zweiten Einheit zur weiteren Analyse übertragen
• die Entscheidung über die Veränderung der Abtastrate wird durch die erste Einheit oder die zweite Einheit getroffen
• das System umfasst Mittel zum Erhöhen der Abtastrate, wenn im gemessenen R-R-Intervall eine Abnahme von mehr als 25% vorliegt
• das System umfasst Mittel zum Speichern von wenigstens einer der gemessenen Herzschlaginformationen, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation, der Information über die Zeit jedes Herzschlags und wenigstens des Teils der Wellenform des Herzschlagsignal in die erste Einheit
• das System umfasst Mittel zum Übertragen und Speichern wenigstens einer der gemessenen Herzschlaginformationen, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation, der Zeitinformation jedes Herzschlags und wenigstens des Teils der Wellenform des Herzschlagsignals in die zweite Einheit
• das System umfasst Mittel zum Erhöhen der Abtastrate, so dass wenigstens eine Teilwellenform eines Pulses gebildet werden kann
• das System umfasst Mittel zum Verringern der Abtastrate, wenn sich das R-R-Intervall um mehr als 33% erhöht, und zum Erhöhen der Abtastrate, wenn sich das R-R-Intervall um mehr als 25% verringert
• das System umfasst Mittel zum Speichern der mit der erhöhten Herzfrequenz gemessenen Daten
• das System ist tragbar
• das System ist so konfiguriert, um die Abtastrate auf der Basis einer Schlag-zu-Schlag-Variabilität im R-R-Intervall zu ändern

Das System umfasst einen Speicher, der konfiguriert ist, um Sensordaten des ersten Typs zu speichern, wenigstens einen Prozessorkern, der konfiguriert ist, um eine Nachricht zu kompilieren, die wenigstens teilweise auf den Sensordaten des ersten Typs basiert, um zu bewirken, dass die Nachricht vom System übertragen wird, um zu bewirken, dass im System eine maschinenlesbare Anweisung unter Verwendung der maschinenlesbaren Anweisung, die wenigstens teilweise auf Sensordaten basiert, empfangen wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts bereitgestellt, wobei das Verfahren das Messen von Herzschlägen eines Objekts mit einer ersten Einheit mit einer ersten Abtastrate, das Ermitteln einer Herzfrequenz, einer Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, einer Zeit für jeden Herzschlag oder wenigstens einen Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals und das Verändern der Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information umfasst.
Verschiedene Ausführungsformen des zweiten Aspekts können wenigstens ein Merkmal aus der folgenden Aufzählungsliste umfassen:

• die ermittelten Herzfrequenzinformation, die ermittelten Zeitdifferenzinformation, die ermittelte Zeit jedes Herzschlags oder die wenigstens teilweise ermittelte Wellenform eines Herzschlagsignals wird zur weiteren Analyse drahtlos an eine zweite Einheit übertragen
• die Entscheidung über die Veränderung der Abtastrate wird durch die erste Einheit oder die zweite Einheit getroffen
• die Veränderung der Abtastrate erfolgt mittels weiterer Mittel der ersten Einheit
• die Abtastrate erhöht sich, wenn im gemessenen R-R-Intervall eine Abnahme von mehr als 25% eintritt
• wenigstens eine Information aus der gemessenen Herzschlaginformation, der Herzfrequenzinformationen, der Zeitdifferenzinformation, der Information der Zeit jedes Herzschlags und wenigstens der Teil der Wellenform des Herzschlagsignals wird in der ersten Einheit gespeichert
• wenigstens eine Information aus der gemessenen Herzschlaginformation, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation, der Information über die Zeit jedes Herzschlags und wenigstens des Teils der Wellenform des Herzschlagsignals wird an die zweite Einheit übertragen und gespeichert
• die Abtastrate wird so erhöht, dass wenigstens eine Teilwellenform eines Pulses gebildet werden kann
• die Abtastrate wird verringert, wenn das R-R-Intervall um mehr als 33% ansteigt, und wird erhöht, wenn das R-R-Intervall sich um mehr als 25% verringert
• die mit der erhöhten Abtastrate gemessenen Daten werden gespeichert
• die Abtastrate wird basierend auf einer Schlag-zu-Schlag-Variabilität im R-R-Intervall geändert
• das Verfahren umfasst ferner das Speichern von Sensordaten des ersten Typs in einem System, das Kompilieren einer Nachricht, die wenigstens teilweise auf den Sensordaten des ersten Typs basiert, wodurch verursacht wird, dass die Nachricht vom System übertragen wird, was bewirkt, dass in Reaktion auf die Nachricht im System eine maschinenlesbare Anweisung unter Verwendung der maschinenlesbaren Anweisung, die wenigstens teilweise auf Sensordaten basiert, empfangen wird
• wahlweise kann der abgeschätzte Aktivitätstyp oder die Art der Aktivität aus den Sensordaten des ersten Typs abgeleitet werden
• wenigstens ein Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals wird bei der ersten Abtastrate in ersten Zeitintervallen bestimmt und anschließend wird wenigstens ein Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals bei der zweiten Abtastrate kontinuierlich oder in zweiten Zeitintervallen kürzer als die ersten Zeitintervalle bestimmt

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist computerlesbarer Speicher vorgesehen, auf dem ein Satz von computerumsetzbaren Befehlen gespeichert ist, die in der Lage sind, eine Rechenvorrichtung in Verbindung mit einem System zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts nach einem der Ansprüche 1–12 zu veranlassen, Herzschläge eines Objekts mit einer ersten Einheit mit einer ersten Abtastrate zu messen, eine Herzfrequenz, eine Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, eine Zeit jedes Herzschlags oder wenigstens einen Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals zu ermitteln und die Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information zu verändern.
Verschiedene Ausführungsformen des dritten Aspekts können wenigstens ein Merkmal aufweisen, das einem Merkmal aus der vorhergehenden Aufzählungsliste entspricht, die in Verbindung mit dem zweiten Aspekt angelegt ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium bereitgestellt, auf dem ein Satz von computerlesbaren Befehlen gespeichert ist, die, wenn sie durch wenigstens einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass eine Vorrichtung wenigstens eine Messung durchführt, Herzschläge eines Objekts mit einer ersten Einheit bei einer ersten Abtastrate misst, eine Herzfrequenz, eine Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, eine Zeit jedes Herzschlags oder wenigstens einen Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals ermittelt und die Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information verändert.
Verschiedene Ausführungsformen des vierten Aspekts können wenigstens ein Merkmal aufweisen, das einem Merkmal aus der vorherigen Aufzählungsliste entspricht, die in Verbindung mit dem zweiten Aspekt erstellt ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das konfiguriert ist, um zu bewirken, dass ein Verfahren gemäß wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 25 durchgeführt wird.
Mit bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden beträchtliche Vorteile erzielt. Ein System zur Herzfrequenzüberwachung eines Objektes wird bereitgestellt. Das System kann beispielsweise eine tragbare Vorrichtung sein. Das System zur Herzfrequenzüberwachung des Objekts kann den Energieverbrauch bei der Messung von Herzschlägen verringern.
In einem ersten Betriebsmodus werden die Herzschläge des Objekts in einer ersten Einheit durch eine erste Abtastrate gemessen. Anschließend werden die Herzfrequenzinformation, die Zeitdifferenzinformation zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, die Information über die Zeit jedes Herzschlags oder wenigstens ein Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals bestimmt. Die ermittelten Informationen können z. B. drahtlos zur weiteren Analyse an eine zweite Einheit übertragen werden. In einem zweiten Betriebsmodus wird die Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information geändert. Mit anderen Worten, bestimmte Ausführungsformen der Erfindung stellen ein System bereit, das es ermöglicht, von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus umzuschalten.
Typischerweise variiert das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, d. h. das Pulsintervall, nicht oder schwankt nur sehr begrenzt innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs. Solche aufeinanderfolgende Herzschläge werden im ersten Betriebsmodus gemessen. Falls das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen unerwartet variiert, schaltet das System in die zweite Betriebsart um und misst die Herzschläge bei einer anderen Abtastrate. Im zweiten Betriebsmodus werden typischerweise mehr Herzschlaginformationen gemessen als im ersten Betriebsmodus. Andere Situationen, die ein Umschalten von der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart bewirken können, sind das Überschreiten beispielsweise eine bestimmte Herzfrequenz oder das Fallen unter eine bestimmte Herzfrequenz.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, kontinuierlich vollständige Wellenformen von Pulsen zu messen. Wenigstens ein Teil einer Wellenform oder vollständige Wellenformen eines Pulses wird/werden nur im Falle von unerwarteten Änderungen des Pulsintervalls gemessen, die z. B. ein Hinweis auf ein körperliches Problem des Herzens sein können und ”nicht normal” zu sein scheinen oder als solcherart gelten.
Folglich wird aufgrund der unterschiedlichen Abtastraten im ersten Betriebsmodus typischerweise weniger Energie verbraucht als im zweiten Betriebsmodus. Zusätzlich ist im ersten Betriebsmodus typischerweise weniger Speicher zum Speichern von Pulsdaten erforderlich als im zweiten Betriebsmodus. Somit verringern bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht nur den Energieverbrauch, sondern speichern auch weniger Pulsdaten, während gleichzeitig die Möglichkeit bereitgestellt wird, unerwartete (”nicht normale”) Änderungen der Herzfrequenz zu überwachen und wenigstens einen Teils einer Wellenform oder Vollwellenformen zu messen.
Das System zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung kann im industriellen Maßstab hergestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Ansicht von aufeinanderfolgenden Herzschlägen,
2 zeigt eine schematische Ansicht eines tragbaren Systems zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts in Übereinstimmung mit wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts in Übereinstimmung mit wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts in Übereinstimmung mit wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts gemäß wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 ist eine schematische Ansicht von aufeinanderfolgenden Herzschlägen dargestellt. Das System gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um Herzschläge zu messen und das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen zu bestimmen, d. h. die Herzfrequenz. Typischerweise variiert das Zeitintervall, d. h. das Pulsintervall, zwischen aufeinander folgenden Herzschlägen nicht oder ändert sich in einem gewissen Toleranzbereich nur sehr begrenzt. In diesem Dokument wird das Zeitintervall zwischen solchen aufeinanderfolgenden Herzschlägen als erstes Pulsintervall oder ”normales” Pulsintervall t_norm definiert.
Das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen kann jedoch z. B. unerwartet unterhalb oder oberhalb eines bestimmten minimalen bzw. maximalen Toleranzwerts variieren. In diesem Dokument ist ein derartiges Zeitintervall zwischen solchen aufeinanderfolgenden Herzschlägen als zweites Pulsintervall t₁ definiert. Ein solches zweites Pulsintervall t₁ kann als ”nicht normal” betrachtet werden. Das zweite Pulsintervall t₁ kann beispielsweise kürzer als das erste Zeitintervall t_norm sein. Eine solche Änderung der Herzfrequenz kann z. B. ein Anzeichen eines physischen Problems des Herzens sein. Natürlich kann das zweite Pulsintervall t₁ beispielsweise auch länger als das erste Zeitintervall t_norm sein. Auch eine solche Änderung des zweiten Pulsintervalls t₁ kann als ”nicht normal” betrachtet werden. Das System gemäß bestimmter Ausführungsformen der Erfindung ermöglicht es, solche Änderungen der Herzfrequenz zu erfassen.
In Übereinstimmung mit wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Überwachung der Herzfrequenz eines Objektes mit Mitteln zur Messung der Herzschläge des Objekts mit einer ersten Einheit mit einer ersten Abtastrate, zur Ermittlung einer Herzfrequenz, zur Ermittlung einer Zeitdifferenz zwischen aufeinander folgenden Herzschlägen, zur Ermittlung einer Zeit jedes Herzschlags oder zur Ermittlung wenigstens eines Teils einer Wellenform eines Herzschlagsignals vorgesehen, wobei die erste Einheit weitere Mittel zum Verändern der Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information umfasst.
Mit anderen Worten, das System gemäß wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um die Herzschläge des Objekts mit einer ersten Abtastrate zu messen. Im Falle einer unerwarteten Änderung in der Herzfrequenz ist das System konfiguriert, um die Abtastrate zu ändern, um wenigstens einen Teil einer Wellenform eines Pulses bereitzustellen. Das System ermöglicht den Wechsel von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus.
Normalerweise liegt der Sinusrhythmus eines gesunden Herzens im Bereich zwischen 60 Herzschlägen/Minute und 100 Herzschlägen/Minute.
Ein Sinusrhythmus von weniger als 60 Herzschlägen/Minute wird Sinus-Bradykardie genannt. Ein Sinusrhythmus von mehr als 100 Herzschlägen/Minute wird Sinus-Tachykardie genannt. Das Sinusintervall kann auch unregelmäßig sein, so dass das längste PP- oder RR-Intervall das kürzeste Intervall von 0,16 s übersteigt. Eine solche Situation nennt man Sinus-Arrhythmie. Andere Situationen, die dem Fachmann bekannt sind, werden nichtsinusförmiger Vorhofrhythmus, wandernder Schrittmacher, paroxysmale Vorhof-Tachykardie, Vorhofflattern, Vorhofflimmern, junktionaler Rhythmus, ventrikuläre Arrhythmien, ventrikuläre Extrasystole, idioventrikulärer Rhythmus, ventrikuläre Tachykardie, Kammerflimmern, und Schrittmacher-Rhythmus, zum Beispiel, genannt. Einige spezifische Ausführungsformen des Systems nach der vorliegenden Erfindung sind in der Lage, die Abtastrate als Reaktion auf ermittelte Information wegen wenigstens einer der oben genannten Situationen zu ändern.
In 2 ist eine schematische Ansicht eines tragbaren Systems 1 für die Herzfrequenzüberwachung eines Objekts 2 gemäß wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das System 1 zur Herzfrequenzüberwachung des Objekts 2 umfasst Mittel zum Messen der Herzschläge eines Objekts 2 in einer ersten Einheit 3 mit einer ersten Abtastrate. Diese Mittel sind in Verbindung mit z. B. einem Herzfrequenzgurt 5 angeordnet. Das erste Pulsintervall t_norm wird mit der ersten Abtastrate gemessen.
Das System 1 für Herzfrequenzmessung des Objekts 2 umfasst ferner Mittel zum Ermitteln einer Herzfrequenz und zum drahtlosen Übertragen der Herzfrequenzinformationen zu einer zweiten Einheit 4 zur weiteren Analyse oder zum Ermitteln einer Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen und zum drahtlosen Übertragen der Zeitdifferenzinformation an die zweite Einheit 4 zur weiteren Analyse oder zum Ermitteln einer Zeit jedes Herzschlags (Zeitstempel) und zum drahtlosen Übertragen der Information der Zeit (Zeitstempel) jedes Herzschlags zur zweiten Einheit 4 zur weiteren Analyse. Die zweite Einheit 4 umfasst z. B. einen Armbandcomputer 6 oder eine beliebige andere Computervorrichtung. Der Armbandcomputer 6 ist konfiguriert, um zu analysieren, ob die Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen sich unter oder über einem bestimmten minimalen oder maximalen Toleranzwert verändert haben. Die zweite Einheit kann unter anderem z. B. den Unterschied von aufeinanderfolgenden Pulsintervallen berechnen. Wenn sich die Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen unter oder über einem bestimmten minimalen oder maximalen Toleranzwert verändert haben, wird ein Signal an die erste Einheit 3 gesendet, um die Abtastrate zu verändern.
Die erste Einheit 3 umfasst weitere Mittel zum Verändern der Abtastrate als Antwort auf die übertragene Information. Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann das System Mittel umfassen, um die Abtastrate zu erhöhen, wenn es eine Abnahme von mehr als 25% im gemessenen R-R-Intervall gibt. Weiterhin kann das System Mittel zum Speichern wenigstens einer der Informationen aus der gemessenen Herzschlaginformation, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation und der Information über die Zeit jedes Herzschlags in die erste Einheit 3 umfassen. Weiterhin kann das System Mittel zum Übertragen und Speichern von wenigstens einer der Informationen aus der gemessenen Herzschlaginformation, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation und der Information über die Zeit jedes Herzschlags in die zweite Einheit 4 umfassen. Zusätzlich umfasst das System Mittel zum Erhöhen der Abtastrate derart, dass wenigstens eine Teilwellenform eines Pulses gebildet werden kann.
Die Dauer eines QRS-Komplexes beträgt typischerweise 0,06–0,10 Sekunden. Dies erfordert wenigstens 32 Hz, um etwas von diesem Komplex zu erfassen. Ein minimales R-R-Intervall beträgt typischerweise 250 ms. 250 ms·1,333⁷ beträgt etwa 1873 ms. So können acht Frequenzkategorien für den menschlichen R-R-Intervallbereich von 250–2000 ms verwendet werden. Gemäß bestimmter Ausführungsformen beträgt die maximale Abtastrate 256 Hz. Jeder Schritt ist 32 Hz. Jedes Mal, wenn das R-R-Intervall um 25% abnimmt, erhöht sich die Abtastrate um 32 Hz bis zu 256 Hz. Jedes Mal, wenn das R-R-Intervall um 33% zunimmt, sinkt die Abtastrate um 32 Hz bis hinunter auf 32 Hz. Für den Fall, dass eine maximale Abtastrate von 1024 Hz verwendet wird, kann der Bereich von 128 Hz bis 1024 Hz bei 128 Hz-Schritten betragen. Gemäß bestimmter Ausführungsformen kann das System Mittel zum Verringern der Abtastrate enthalten, wenn das R-R-Intervall sich um mehr als 33% erhöht, und zum Erhöhen der Abtastrate, wenn das R-R-Intervall beispielsweise um mehr als 25% abnimmt. Gemäß anderer bestimmter Ausführungsformen wird die Abtastrate erhöht oder verringert, wenn der Zeitunterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herzschlägen größer als irgendein vordefinierter Wert im Bereich zwischen 25 ms und 75 ms, beispielsweise mehr als 50 ms, ist. Gemäß bestimmter Ausführungsformen wird die Abtastrate erhöht, wenn die Herzfrequenz größer als ein vorgegebener Wert ist, zum Beispiel größer als 180 bpm, 190 bpm oder 200 bpm.
Typischerweise umfasst das System Mittel zum Speichern der mit der erhöhten Herzfrequenz gemessenen Daten. Die Datenspeicherung auf der Vorrichtung kann z. B. durch Verwendung eines entfernbaren Speichers, wie eine Micro-SD-Karte oder irgendeinen anderen geeigneten eingebauten Speicher, erreicht werden. Der direkte Daten-Download kann z. B. durch einen On-Board-USB an einen Computer für die Übertragung an den Arzt oder drahtlos mit Bluetooth, Bluetooth Low Energy, WiFi oder einem 802.11-Mittel zum Internet über einen Computer, ein mobiles Gerät wie ein Smartphone oder Tablet zur weiteren Übertragung, Verarbeitung und Auswertung durch einen Arzt erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Einheit 3 des Überwachungssystems 1 einen drahtlosen Kurzstreckentransceiver auf, der vorzugsweise ein drahtloser Sender ist, welcher mit einem Funk-Protokoll, z. B. BLUETOOTH, part-15 oder 802.11 arbeitet. ”Part-15” bezieht sich auf ein herkömmliches Drahtlosprotokoll mit geringer Leistung und geringer Reichweite, wie es bei schnurlosen Telefonen verwendet wird. Andere Kommunikationsprotokolle schließen ein Part-15 Funkgerät mit geringer Leistung und geringer Reichweite, Standard-BLUETOOTH oder BLUETOOTH Low Energy, um Energie zu sparen, oder andere Niederleistungs-Nahbereichskommunikationsmittel ein. Der drahtlose Kurzstreckensender (z. B. ein BLUETOOTH-Sender) empfängt Informationen vom Mikroprozessor und überträgt diese Information in Form eines Pakets über eine Antenne. Eine zweite Einheit 4, beispielsweise ein Armbandcomputer, ein externer Laptop-Computer oder ein tragbares Gerät, weist eine ähnliche Antenne auf, die mit einem angepassten drahtlosen Empfänger mit kurzer Reichweite verbunden ist, der das Paket empfängt. In bestimmten Ausführungsformen ist das tragbare Gerät ein Mobiltelefon mit einer Bluetooth-Schaltung, die direkt in einen in dem Mobiltelefon verwendeten Chipsatz integriert ist. In diesem Fall kann das Mobiltelefon eine Softwareanwendung umfassen, welche die Informationen empfängt, verarbeitet und anzeigt. Die sekundäre drahtlose Komponente kann auch einen drahtlosen Sender umfassen, der Informationen über ein terrestrisches, Satelliten- oder 802.11-basiertes drahtloses Netzwerk überträgt. Geeignete Netzwerke umfassen diejenigen, die wenigstens eines der folgenden Protokolle betreiben: CDMA, GSM, GPRS, Mobitex, DataTac, iDEN und Analoge und Derivative davon. Alternativ ist das Handgerät ein Pager oder PDA.
Das System zur Herzfrequenzüberwachung 1 wird von einer Energiequelle gespeist. Vorzugsweise ist die Energiequelle eine Batterie. Die Stromquelle kann beispielsweise ein Lithium-Ionen-Akkumulator sein. Die Stromquelle kann einen zugänglichen Port für erneutes Aufladen haben. Eine alternative Energiequelle ist z. B. eine AA oder AAA Einweg- oder wiederaufladbare Batterie. Der Batterieverbrauch kann durch das System reduziert werden, da Vollwellenformen eines Pulses nur kontinuierlich im Falle von z. B. unerwarteten Änderungen im Pulsintervall gemessen werden. Folglich kann auch der Speicherraum des Systems 1 reduziert werden, da nur im Fall einer kontinuierlichen Messung von Vollwellenformen eines Pulses eine wesentliche Datenmenge gespeichert werden muss.
Die Entscheidung über die Änderung der Abtastrate kann auch durch die erste Einheit 3 gemäß bestimmter Ausführungsformen erfolgen. Mit anderen Worten, die Entscheidung über die Änderung der Abtastrate kann entweder unabhängig von der ersten Einheit oder von der zweiten Einheit gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Bestimmung der Herzfrequenz, der Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen oder der Zeit jedes Herzschlags mehrdeutig, unklar oder ungenau aus einem bestimmten Grund ausfallen und die erste Einheit 3 kann die Abtastrate unabhängig ändern, um weiter präzise Daten zu erhalten. Ein Signal von der zweiten Einheit 4 muss nicht erforderlich sein, um die Abtastrate zu ändern.
In einer Ausführungsform kann der Entscheidungsprozess beispielsweise auf einem pMNx-Wert, wie auf dem pNN50-Wert basieren. Der pNN50-Wert ist ein Zeitbereichsmaß der Herzvariabilität. Der NN50-Zähler ist definiert als die mittlere Anzahl von Malen pro Stunde, in der die Änderung in aufeinanderfolgenden Sinusintervallen 50 ms überschreitet. Wenn zum Beispiel die Änderung in aufeinanderfolgenden Sinusintervallen 50 ms übersteigt, kann das letztere Sinusintervall als ”nicht normal” betrachtet werden. Die Anzahl der ”nicht normalen” Sinusintervalle kann in Bezug zur Gesamtzahl der Sinusintervalle innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls, z. B. innerhalb einer Stunde oder einer Minute, gesetzt werden. In dem Fall, in dem die Anzahl der ”unnormalen” Sinusintervalle innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls einen voreingestellten Wert überschreitet, wobei der voreingestellte Wert auf einem computerlesbaren Medium des Systems zur Herzfrequenzüberwachung 1 gespeichert werden kann, kann die Abtastrate geändert werden. Dementsprechend kann die Abtastrate auch geändert werden, wenn die Änderung in aufeinanderfolgenden Sinusintervallen beispielsweise weniger als 10–20 ms beträgt. Es ist bekannt, dass die Änderung in aufeinanderfolgenden Sinusintervallen z. B. eines 20-jährigen Mannes im Bereich zwischen 30–130 ms liegt und die Veränderung der aufeinanderfolgenden Sinusintervalle eines 50-jährigen Mannes im Bereich zwischen 20–40 ms liegt. Mit anderen Worten, die ”nicht normalen” Sinusintervalle können vom Alter des Benutzers abhängen. Folglich kann das System 1 gemäß wenigstens einiger Ausführungsformen der Erfindung auch das Alter des Benutzers berücksichtigen, um ein ”nicht normales” Sinusintervall zu bestimmen.
Alternativ kann der Entscheidungsprozess beispielsweise auf einer Änderung wenigstens eines Teils der ermittelten Wellenform des Herzschlagsignals basieren. Das Frequenzband, das sich auf die Wellenform des Herzschlagsignals bezieht, liegt typischerweise im Bereich zwischen 17 Hz ± 10 Hz. In diesem Bereich können Frequenzreaktionen von Standardintervallen zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen in einem computerlesbaren Speicher gespeichert werden. Die gespeicherten Werte können am Anfang fixiert sein, können aber bei Benutzung des Systems 1 nachträglich personalisiert werden. Wenn sich die wenigstens teilweise bestimmte Wellenform eines Herzschlagsignals (definiert durch den Frequenzgang) zu stark von einer gespeicherten Herzschlagsignalwellenform unterscheidet, kann die Abtastrate erhöht werden. Die Entscheidung kann auf der Gesamtleistung des gemessenen Frequenzbandes beruhen und, wenn die Änderung in der Leistung z. B. mehr als 15% beträgt, wird die Abtastrate erhöht. Die Merkmale (z. B. Wellenform) der Standard-Herzfrequenz sollten für jede Abtastrate gespeichert werden. Die Wellenformdefinition (Fingerabdruck) kann ab und zu auch mit einer höheren Abtastrate durchgeführt werden, um die PQRS-Form zu definieren und weiter zu definieren, wenn eine höhere Abtastrate (EKG) und Speicherung benötigt wird.
In einer Ausführungsform wird innerhalb eines bestimmten ersten Zeitintervalls, beispielsweise jede Minute, wenigstens eine Teilwellenform oder eine Vollwellenform eines Herzschlagsignals bestimmt. In dem Fall, dass die wenigstens teilweise Wellenform des Herzschlagsignals oder die Vollwellenform des Herzschlagsignals als ”nicht normal” erscheint oder als solches zu betrachten ist, wird die Abtastrate als Reaktion auf die ermittelte Information geändert. Nach dem Verändern der Abtastrate werden Vollwellenformen von Herzschlägen des Objekts kontinuierlich oder in zweiten Zeitintervallen, die kürzer als das erste Zeitintervall sind, bestimmt. Die ermittelten Informationen können zur weiteren Analyse angezeigt und/oder gespeichert werden.
Gemäß einer bestimmten Ausführungsform können andere Kriterien zum Verändern der Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information zu einem späteren Zeitpunkt hochgeladen und in einem Speicher des Systems gespeichert werden. Das System ist so konfiguriert, dass es neue Kriterien oder Anweisungen zur Verwendung oder Interpretation der Messdaten abruft. Die Kriterien oder Anweisungen können zum Beispiel in Verbindung mit den Herzschlagmessungen eines bestimmten Benutzers individualisiert werden. Mit anderen Worten, neue Kriterien oder Anweisungen, auf denen basierend die Abtastrate geändert werden kann, können von einer Server-Infrastruktur auf das System übertragen werden.
Weiterhin können auf Basis von Herzschlagmessdaten, die bereits vorher gemessen und/oder analysiert worden sind, die Kriterien oder Anweisungen zum Verändern der Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information durch einen Algorithmus geändert werden. Dieser Algorithmus kann als sogenannter selbstlernender Algorithmus betrachtet werden, der unterschiedliche Parameter auf der Grundlage bereits vorhandener Daten ändern kann. Der Algorithmus kann z. B. auf der Server-Infrastruktur gespeichert sein und kann Zugriff auf eine Datenbank haben, die Daten umfasst, die mit der ID eines einzelnen Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verknüpft sind. Auch kann die Datenbank z. B. auf der Server-Infrastruktur gespeichert sein. Benutzer des Systems können auf individuelle Daten, die in der Datenbank gespeichert sind, Zugriff haben.
Gemäß einer Ausführungsform kann das System einen Speicher, der konfiguriert ist, um Sensordaten des ersten Typs zu speichern, und wenigstens einen Prozessorkern umfassen, der konfiguriert ist, um eine Nachricht zu kompilieren, die wenigstens teilweise auf den Sensordaten des ersten Typs basiert, um die Nachricht aus dem System übertragen zu lassen, um zu bewirken, dass im System eine maschinenlesbare Anweisung empfangen wird und die maschinenlesbaren Anweisung, die wenigstens teilweise auf Sensordaten basiert, verwendet wird. Mit anderen Worten gesagt, kann die Abtastrate in Abhängigkeit von den Sensordaten des ersten Typs geändert werden. Beispiele für Sensordaten können Herzfrequenzdaten, Gyroskopdaten, Magnetometerdaten und Standortdaten (GPS) sein. Verschiedene Ausführungsformen des Systems können wenigstens ein Merkmal aus der folgenden Aufzählungsliste umfassen:

• wahlweise können die geschätzte Aktivitätsart und/oder die Art der Aktivität aus den Sensordaten des ersten Typs abgeleitet werden
• die maschinenlesbare Anweisung umfasst wenigstens einen der folgenden Inhalte: ein ausführbares Programm, ein ausführbares Skript und einen Satz von wenigstens zwei maschinenlesbaren Merkmalen, wobei jedes der Merkmale Sensordaten kennzeichnet, die während eines vordefinierten Aktivitätstyps erzeugt werden
• der wenigstens eine Prozessorkern ist so konfiguriert, dass er den geschätzten Aktivitätstyp wenigstens teilweise ableitet, indem er unter Verwendung der maschinenlesbaren Anweisung Sensordaten des ersten Typs oder eine verarbeitete Form der Sensordaten des ersten Typs mit Referenzdaten vergleicht
• die Sensordaten des ersten Typs umfassen Beschleunigungssensordaten
• der Speicher ist ferner so konfiguriert, dass er Sensordaten des zweiten Typs speichert und wobei der wenigstens eine Prozessorkern so konfiguriert ist, dass er den geschätzten Aktivitätstyp unter Verwendung der maschinenlesbaren Anweisung, basierend wenigstens zum Teil auf den Sensordaten des zweiten Typs, ableitet
• die Sensordaten des zweiten Typs sind von einem anderen Typ als die Sensordaten des ersten Typs
• die Sensordaten des zweiten Typs umfassen wenigstens eine der folgenden: Schallsensordaten, mikrofongeleitete Daten und Vibrationssensordaten
• der wenigstens eine Prozessorkern ist so konfiguriert, dass er die geschätzte Aktivitätsart wenigstens teilweise durch Vergleich der Sensordaten des zweiten Typs oder einer verarbeiteten Form der Sensordaten des zweiten Typs mit Referenzdaten ableitet, wobei die Referenzdaten Referenzdaten eines ersten Typs und eines zweiten Typs umfassen
• der wenigstens eine Prozessorkern ist so konfiguriert, dass er den geschätzten Aktivitätstyp einem Benutzer zur Überprüfung präsentiert
• der wenigstens eine Prozessorkern ist so konfiguriert, dass er bewirkt, dass der Speicher in einer Sequenz von geschätzten Aktivitätsarten den geschätzten Aktivitätstyp und einen zweiten geschätzten Aktivitätstyp speichert
• der wenigstens eine Prozessorkern ist so konfiguriert, dass er bewirkt, dass der Speicher die maschinenlesbaren Anweisung in Reaktion auf eine Feststellung, dass eine Aktivitätssitzung beendet ist, löscht

Gemäß einer Ausführungsform kann das System 1 Kriterien für das Verändern der Abtastrate basierend auf einer digitalen Identifikation (ID) herunterladen. Verschiedene Systeme, die z. B. im Bereich der Hüfte, Brust oder des Handgelenks tragbar sind, können unterschiedliche Kriterien für die Veränderung der Abtastrate haben. Die vorbestimmte Stelle des Systems während des Gebrauchs ist bekannt und Kriterien zum Verändern der Abtastrate können basierend auf der ID aus einer Server-Infrastruktur heruntergeladen werden. Die Kriterien für die Änderung der Abtastrate können auch durch Herunterladen neuer Kriterien aktualisiert werden, die die vorher auf dem System gespeicherten Kriterien ersetzen. Es kann auch möglich sein, Kriterien für die Änderung der Abtastrate aus einer Liste von verschiedenen potentiellen Kriterien über das Internet vor der Verwendung des Systems auszuwählen. Somit kann das System für verschiedene Anwendungen und/oder Benutzer angepasst werden.
In 2 ist ein System gezeigt, das während einer körperlichen Aktivität wie Radfahren verwendet werden kann. Natürlich kann das System auch während eines Lauftrainings, eines Jogging-Trainings oder eines anderen Sporttrainings eingesetzt werden. Ferner kann das System gemäß bestimmten Ausführungsformen in medizinischen Anwendungen verwendet werden.
In 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts gemäß wenigstens einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. In einem ersten Schritt werden die Herzschläge eines Objektes in einer ersten Einheit mit einer ersten Abtastrate gemessen. Mit anderen Worten, Pulsdaten eines Menschen werden z. B. mittels eines Herzfrequenzgurtes gemessen. Pulsintervalldaten können aus den gemessenen Herzschlaginformationen bestimmt werden. Das gemessene Pulsintervall zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen variiert typischerweise nicht oder variiert nur sehr begrenzt innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs und ist zum Beispiel als t_norm definiert.
Anschließend werden die Herzfrequenzinformationen, d. h. die Pulsintervalldaten, in einem dritten Schritt drahtlos zu einer zweiten Einheit zur weiteren Analyse übertragen. Die zweite Einheit kann beispielsweise ein Armbandcomputer oder eine andere Computervorrichtung sein. Die zweite Einheit kann unter anderem z. B. die Differenz in aufeinanderfolgenden Pulsintervallen berechnen.
In dem Fall, dass die Differenz in aufeinanderfolgenden Pulsintervallen größer sein kann als ein vorgegebener Toleranzwert Δt, wird die Abtastrate als Antwort auf die gesendeten Informationen in einem vierten Schritt geändert. Die Abtastrate wird basierend auf einer Schlag-zu-Schlag-Variabilität im R-R-Intervall geändert. Mit anderen Worten, wenn die Differenz in aufeinanderfolgenden Pulsintervallen zu stark abweicht, wird die Abtastrate derart erhöht, dass wenigstens eine Teilwellenform eines Pulses gebildet werden kann. Die erste Einheit ist konfiguriert, um das Messen von mehr Pulsdaten als im ersten Schritt oder im ersten Modus in einem solchen Fall zu beginnen.
In 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts in Übereinstimmung mit wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Flussdiagramm zeigt die gleichen Verfahrensschritte, wie in 3 gezeigt, und zusätzlich ist ein fünfter Schritt dargestellt. Im fünften Schritt werden die mit der zweiten Abtastrate gemessenen Herzschlagdaten drahtlos an die zweite Einheit übertragen und im Speicher der zweiten Einheit gespeichert oder direkt im Speicher der ersten Einheit gespeichert. Die gespeicherten Pulsdaten können in einer späteren Stufe ausgelesen werden oder können im Speicher zur weiteren Analyse durch die zweite Einheit zugänglich sein.
In 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herzfrequenzüberwachung eines Objekts in Übereinstimmung mit wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Flussdiagramm zeigt die gleichen Verfahrensschritte, wie in 4 gezeigt, und zusätzlich ist ein sechster Schritt dargestellt. Im sechsten Schritt wird wenigstens eine Teilwellenform wenigstens eines Pulses gebildet. Die wenigstens teilweise Wellenform des wenigstens einen Pulses kann durch den Armbandcomputer 6 oder durch eine beliebige andere externe Rechnereinrichtung gebildet werden. Die wenigstens teilweise Wellenform des wenigstens einen Pulses wird aufgrund der Schlag-zu-Schlag-Variabilität im R-R-Intervall gebildet.
Die wenigstens teilweise Wellenform des wenigstens einen Pulses kann von einem Arzt oder einem anderen medizinischen Personal zur Diagnose zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden. Das System und das Verfahren gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann genutzt werden, um Pulsdaten zu erhalten. Detaillierte Pulsdaten werden nur im Fall einer Schlag-zu-Schlag-Variabilität im R-R-Intervall erzielt. Folglich ist es gemäß bestimmter Ausführungsformen der Erfindung nicht erforderlich, die Wellenformen von Pulsen kontinuierlich zu überwachen, sondern nur im Falle von Unregelmäßigkeiten des Herzschlags, wobei diese Unregelmäßigkeiten ein Anzeichen eines physikalischen Problems des Herzens sein können. Somit können der Energieverbrauch und die erforderliche Speicherverfügbarkeit verringert werden.
Es versteht sich von selbst, dass die offenbarten Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die speziellen Strukturen, Prozessschritte oder Materialien, die hierin offenbart sind, beschränkt sind, sondern auf Äquivalente davon erweitert werden, wie es von den Fachleuten in den relevanten Gebieten der Technik erkannt wird. Es sollte auch verstanden werden, dass die hier verwendete Terminologie zum Zweck der Beschreibung nur bestimmter Ausführungsformen verwendet wird und nicht einschränkend sein soll.
Die Bezugnahme in dieser Beschreibung auf eine bestimmte Ausführungsform oder eine allgemeine Ausführungsform bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit kann das Auftreten der Phrasen ”in einer (bestimmten) Ausführungsform” oder ”in einer (allgemeinen) Ausführungsform” an verschiedenen Stellen in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise jeweils dieselbe Ausführungsform betreffen. Wenn auf einen numerischen Wert unter Verwendung eines Terms wie, z. B., ungefähr oder im Wesentlichen der genaue numerische Wert Bezug genommen wird, wird auch der genaue Wert ebenfalls offenbart.
Wie hierin verwendet, können mehrere Elemente, Strukturelemente, Zusammensetzungselemente und/oder Materialien in einer gemeinsamen Liste zur Vereinfachung dargestellt werden. Aber diese Listen sollten so ausgelegt werden, als ob jedes Element der Liste einzeln als separates und eindeutiges Element identifiziert wird. Daher sollte kein einzelnes Element dieser Liste als De-facto-Äquivalent eines anderen Elements desselben Verzeichnisses ausschließlich auf Grund seiner Darstellung in einer gemeinsamen Gruppe ohne Angaben zum Gegenteiligen ausgelegt werden. Zusätzlich können verschiedene Ausführungsformen und ein Beispiel der vorliegenden Erfindung hier gemeinsam mit Alternativen für die verschiedenen Komponenten davon beschrieben werden. Es versteht sich von selbst, dass derartige Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen nicht als De-facto-Äquivalente untereinander ausgelegt werden sollen, sondern als separate und autonome Darstellungen der vorliegenden Erfindung zu betrachten sind.
Ferner können die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in irgendeiner geeigneten Weise in einer oder in mehreren Ausführungsformen kombiniert sein. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details bereitgestellt, wie Beispiele von Längen, Breiten, Formen usw., um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung bereitzustellen. Der Fachmann auf dem relevanten Gebiet der Technik erkennt jedoch, dass die Erfindung ohne eine oder mehrere der spezifischen Details oder mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien usw. umgesetzt werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen, Materialien oder Vorgänge nicht im Detail gezeigt oder beschrieben, um zu vermeiden, dass die Aspekte der Erfindung verdeckt sein können.
Während die vorhergehenden Beispiele der Lehren der vorliegenden Erfindung in einer oder mehreren bestimmten Anwendungen veranschaulicht sind, ist es für den Durchschnittsfachmann in diesem Gebiet der Technik offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen in Form, Verwendung und Details der Umsetzung ohne die Ausübung der Erfindungsfähigkeit und ohne Abweichen von den Prinzipien und Konzepten der Erfindung ausgeführt werden können. Dementsprechend ist es nicht beabsichtigt, dass die Erfindung begrenzt wird, ausgenommen durch die nachfolgenden Ansprüche.
Die Verben ”umfassen” und ”einschließen” werden in diesem Dokument als offene Einschränkungen verwendet, die weder das Vorhandensein auch von nicht angesprochenen Merkmalen ausschließen noch erfordern. Die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, gegenseitig frei kombinierbar. Des Weiteren versteht es sich von selbst, dass die Verwendung von ”ein, eine, eines”, d. h. einer Einzahlform, eine Vielzahl in diesem gesamten Dokument nicht ausschließt.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wenigstens einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden eine gewerbliche Anwendung in Armbandcomputern oder ähnlichen Systemen zur Pulsüberwachung.
Bezugszeichenliste

1: System zur Pulsüberwachung
2: Objekt
3: erste Einheit
4: zweite Einheit
5: Gurt
6: Armband-Computer
t_norm: erstes Pulsintervall
t₁: zweites Pulsintervall

LISTE DER ZITATQUELLEN
Patentschriften

US D739,944 S
US D739,943 S
US D676,137 S
US 9167975 B1
US 9179849 B1
US 9314174 B1
US 9144385 B1
US 8974396 B1

Nichtpatentliteratur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 739944 S [0003, 0067]
US 739943 S [0003, 0067]
US 676137 S [0003, 0067]
US 9167975 B1 [0008, 0067]
US 9179849 B1 [0009, 0067]
US 9314174 B1 [0009, 0067]
US 9144385 B1 [0010, 0067]
US 8974396 B1 [0010, 0067]

Claims

System zur Herzfrequenzüberwachung (1) eines Objekts (2), wobei das System Mittel umfasst zum – Messen von Herzschlägen des Objekts (2) mit einer ersten Einheit (3) mit einer ersten Abtastrate, und – Ermitteln einer Herzfrequenz, einer Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, einer Zeit jedes Herzschlags oder wenigstens eines Teils einer Wellenform eines Herzschlagsignals, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Einheit (3) weitere Mittel zum Verändern der Abtastrate als Antwort auf die ermittelte Information umfasst.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Herzfrequenzinformation, die ermittelte Zeitdifferenzinformation, die ermittelte Zeit jedes Herzschlags oder die wenigstens teilweise ermittelte Wellenform eines Herzfrequenzsignals drahtlos zu einer zweiten Einheit (4) zur weiteren Analyse übertragen wird.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidung über die Änderung der Abtastrate durch die erste Einheit (3) oder die zweite Einheit (4) getroffen wird.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zur Erhöhung der Abtastrate aufweist, wenn eine Abnahme von mehr als 25% im gemessenen R-R-Intervall vorliegt.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Speichern wenigstens eines aus einer gemessenen Herzschlaginformation, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation, der Information über die Zeit jedes Herzschlags und wenigstens des Teils der Wellenform des Herzschlagsignals in die erste Einheit (3) umfasst.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Übertragen und Speichern wenigstens eines aus der gemessenen Herzschlaginformation, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation, der Information über die Zeit jedes Herzschlags und wenigstens des Teils der Wellenform des Herzschlagsignals in die zweite Einheit (4) umfasst.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zur Erhöhung der Abtastrate umfasst, so dass wenigstens eine Teilwellenform eines Pulses gebildet werden kann.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Verringern der Abtastrate, wenn ein RR-Intervall sich um mehr als 33% erhöht, und zum Erhöhen der Abtastrate umfasst, wenn das RR-Intervall um mehr als 25% abnimmt.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Speichern der mit der erhöhten Herzfrequenz gemessenen Daten umfasst.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) tragbar ist.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) so konfiguriert ist, dass es die Abtastrate basierend auf einer Schlag-zu-Schlag-Variabilität im R-R-Intervall ändert.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) einen Speicher, der so konfiguriert ist, dass er Sensordaten des ersten Typs speichert, wenigstens einen Prozessorkern umfasst, der konfiguriert ist, um eine Nachricht, die wenigstens teilweise auf den Sensordaten des ersten Typs basiert, zu kompilieren, um die Nachricht vom System (1) senden zu lassen, um das Empfangen einer maschinenlesbaren Anweisung im System (1) und das Verwenden der maschinenlesbaren Anweisung, die wenigstens teilweise auf Sensordaten basiert, zu bewirken.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2), wobei das Verfahren umfasst: – Messen von Herzschlägen des Objekts (2) mit einer ersten Einheit (3) mit einer ersten Abtastrate, – Ermitteln einer Herzfrequenz, einer Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, einer Zeit jedes Herzschlags oder wenigstens eines Teils einer Wellenform eines Herzschlagsignals, und – Verändern der Abtastrate als Antwort auf die ermittelten Informationen.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach Anspruch 13, wobei die ermittelte Herzfrequenzinformation, die ermittelte Zeitdifferenzinformation, die ermittelte Zeit jedes Herzschlags oder die wenigstens teilweise ermittelte Wellenform eines Herzschlagsignals drahtlos zu einer zweiten Einheit (4) zur weiteren Analyse übertragen wird.
System zur Herzfrequenzüberwachung (1) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Entscheidung über die Veränderung der Abtastrate durch die erste Einheit (3) oder die zweite Einheit (4) getroffen wird.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Veränderung der Abtastrate mittels weiterer Mittel der ersten Einheit (3) erfolgt.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Abtastrate erhöht wird, wenn eine Abnahme von mehr als 25% im gemessenen R-R-Intervall vorliegt.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei wenigstens eine Information aus der gemessenen Herzschlaginformation, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation, der Information der Zeit jedes Herzschlags und wenigstens des Teils der Wellenform des Herzschlagsignals in der ersten Einheit (3) gespeichert wird.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei wenigstens eine Information aus der gemessenen Herzschlaginformation, der Herzfrequenzinformation, der Zeitdifferenzinformation, der Information der Zeit jedes Herzschlags und wenigstens des Teils der Wellenform des Herzschlagsignals in die zweite Einheit (4) übertragen und in dieser gespeichert wird.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Abtastrate derart erhöht wird, dass wenigstens eine Teilwellenform eines Pulses gebildet werden kann.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei die Abtastrate verringert wird, wenn das R-R-Intervall sich um mehr als 33% erhöht, und sie erhöht wird, wenn das R-R-Intervall um mehr als 25% abnimmt.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei die mit der erhöhten Abtastrate gemessenen Daten gespeichert werden.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 22, wobei die Abtastrate basierend auf einer Schlag-zu-Schlag-Variabilität im R-R-Intervall geändert wird.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei das Verfahren des Weiteren umfasst: – Speichern von Sensordaten des ersten Typs in einem System; – Kompilieren einer Nachricht, die wenigstens teilweise auf den Sensordaten des ersten Typs beruht; – Veranlassen der Übertragung der Nachricht aus dem System; – Veranlassen des Empfangens, in Reaktion auf die Nachricht, im System eines maschinenlesbaren Befehls, und – Einsetzen der maschinenlesbaren Anweisung, die wenigstens teilweise auf Sensordaten basiert.
Verfahren zum Überwachen einer Herzfrequenz eines Objekts (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 24, wobei wenigstens ein Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals bei der ersten Abtastrate in ersten Zeitintervallen ermittelt wird und anschließend wenigstens ein Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals bei der zweiten Abtastrate kontinuierlich oder in zweiten Zeitintervallen kürzer als die ersten Zeitintervalle bestimmt wird.
Computerlesbarer Speicher, auf dem ein Satz computerausführbarer Befehle gespeichert ist, die in der Lage sind, eine Rechenvorrichtung in Verbindung mit einem System zur Herzfrequenzüberwachung (1) eines Objekts (2) zu veranlassen, Herzschläge eines Objekts mit einer ersten Einheit (3) mit einer ersten Abtastrate zu messen, eine Herzfrequenz, eine Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, eine Zeit jedes Herzschlags oder wenigstens einen Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals zu ermitteln und die Abtastrate als Reaktion auf die ermittelten Informationen zu verändern.
Nicht-flüchtiges computerlesbares Medium, auf dem ein Satz von computerlesbaren Befehlen gespeichert ist, die, wenn sie durch wenigstens einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass eine Vorrichtung wenigstens: – Herzschläge eines Objekts (2) mit einer ersten Einheit (3) mit einer ersten Abtastrate misst, – eine Herzfrequenz, eine Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen, eine Zeit jedes Herzschlags oder wenigstens einen Teil einer Wellenform eines Herzschlagsignals ermittelt; – die Abtastrate als Antwort auf die ermittelten Informationen verändert.
Computerprogramm, das konfiguriert ist, um zu bewirken, dass ein Verfahren gemäß wenigstens einem der Ansprüche 13–25 durchgeführt wird.