DE10233149A1 - Electronic measurement instrument for detection of heart conditions, especially vestibule or heart flutter, comprises microcontroller and algorithm stored in ROM for pulse signal analysis - Google Patents

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Edmund Prof. Dipl.-Phys. Dipl.-Ing. Schiessle
Andreas Dipl.-Betriebswirt Nuske
F. Prof. Dr.med. Saborowski
Roland Dr.rer.nat. Dipl.-Phys. Reinhardt
Hans-Jürgen Dipl.-Ing. Deeg
Andreas Dipl.-Betr. Dipl.-Sportw. Mausolf
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Abstract

Software-based diagnosis instrument has a microcontroller, and an associated algorithm stored in ROM. Electronic pulse signals are generated from physiological pressure pulse waves and are stored as a virtual data list of the pulse-signal intervals in RAM. Data reduction is used to produce a two or three-dimensional scatter plot. The scatter plot is analyzed with the algorithm to detect characteristic physiological or pathological geometric point structures. A test result can be output optically or acoustically.

Description

Die Erfindung betrifft ein digitales, elektronisches, softwaregestütztes Diagnose-Verfahren unter Benutzung eines Mikrocontrollers und eines im Mikrocontroller – ROM fest programmierten speziellen Algorithmus, sowie eine Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a digital, electronic, software-based Diagnostic procedures using a microcontroller and one in the microcontroller - ROM permanently programmed special algorithm, as well as a measuring device to carry out of the procedure.

Erworbene Herzerkrankungen lassen sich einteilen in Erkrankungen des Endocards, des Myokards, des Perikards und des Reizleitungssystems.Acquired acquired heart diseases divide into diseases of the endocardium, the myocardium, the Pericards and the conduction system.

Durch eine systematische Erfassung relevanter Daten und unter Berücksichtigung der klassischen Risikofaktoren wie Übergewicht, Bluthochdruck oder Höhe des Cholesterinspiegels läßt sich heute das kritische Gefährdungspotential nur bei knapp 60% aller gefährdeten Personen rechtzeitig feststellen.Through a systematic recording relevant data and taking into account of classic risk factors such as obesity, high blood pressure or Amount of Cholesterol levels can be reduced today the critical hazard potential only in almost 60% of all at risk Identify people in time.

Man kann die klinischen Untersuchungsmethoden zur diagnostischen Erkennung von Erkrankungen des Herzens in sog. invasive und sog. nichtinvasive Methoden einteilen. Die invasiven klinischen Untersuchungsmethoden sind im allgemeinen mit einem hohen Gesundheitsrisiko verbunden. Die invasive Herzkatheter-Methode, die allein in Deutschland bis zu 500000 mal pro Jahr durchgeführt wird, ermöglicht im allgemeinen eine zuverlässige Voraussage ob bei dem untersuchten Patienten eine aktuelle Herzerkrankung droht, jedoch stirbt statistisch gesehen fast jeder tausendste Patient bei der Anwendung dieser Untersuchungsmethode.One can use the clinical examination methods for the diagnostic detection of diseases of the heart in so-called Classify invasive and so-called non-invasive methods. The invasive clinical examination methods are generally high Health risk associated. The invasive cardiac catheter method, which is carried out up to 500,000 times a year in Germany alone allows generally a reliable one Predict whether the patient being examined has a current heart disease threatens, but statistically almost every thousandth patient dies when using this test method.

Nichtinvasive klinische Untersuchungsmethoden, wie z. B. die Elektrokardiographie, haben kein so hohes Sicherheitsrisiko, ihr klinischer Stellenwert und die Zuverlässigkeit dieser Diagnostik ist nach dem Stand der Technik aber unbefriedigend und hängt zu stark von der zeitlichen Häufigkeit des Auftretens der einzelnen Symptome ab. Die bildgebenden, elektronischen Verfahren, wie z. B. die Kernspintomographie, werden im Laufe der Zeit die invasive Herzkatheder-Methode ablösen. Bildgebende elektroni sche Verfahren lassen Entzündungsherde in Gefäßen, durch unterschiedliche Gewebe gut erkennen und prinzipiell gut diagnostizieren. Diese Geräte sind aber sehr teuer in der Anschaffung und auch sehr kostenintensiv im diagnostischen Einsatz. Für Langzeitbeobachtungen sind diese Geräte weniger geeignet, da die Patienten im allgemeinen den längeren Aufenthalt in den engen Körperaufnahmeröhren des Gerätes nicht tolerieren. Die biochemischen Verfahren beruhen auf Blutuntersuchungen nach sog. Biomarkern. Bei der bekanntesten biochemischen Methode wird das Protein CRP gemessen, das entzündliche Prozesse im Körper anzeigt. Dieser sog. CRP-Test liefert einen Hinweis, um das Gesundheitsrisiko eines Patienten zumindest abzuschätzen zu können. Eine weitere gute Möglichkeit zur Früherkennung von Herzschäden auf elektronischer Basis bietet das elektrophysiologische Erregungs- und Reizleitungssystem des Herzens selbst. Das Erregungs- und Reizleitungssystem manifestiert sich differenziert in den einzelnen Gewebearten durch unterschiedliche elektrische Potentialmuster. Sie entstehen elektrophysikalisch durch elektrische Polarisation und Depolarisation. Man nimmt an, daß die an der Körperoberfläche des Patienten ableitbaren elektrischen Potentiale an der Grenze zwischen dem elektrisch erregten und dem elektrisch nichterregten Teil des Myokards entstehen. Diese elektrischen Potentiale werden im sog. Elektrokardiogramm (EKG) registriert und dargestellt.Non-invasive clinical examination methods, such as B. electrocardiography, do not have such a high security risk, their clinical status and the reliability of this diagnosis is unsatisfactory according to the state of the art and depends too much on the temporal frequency the occurrence of the individual symptoms. The imaging, electronic Methods such as B. magnetic resonance imaging, are in the course of Time to replace the invasive cardiac catheter method. Electronic imaging Procedures leave foci of inflammation in vessels, through recognize different tissues well and in principle diagnose them well. These devices are but very expensive to buy and also very expensive in diagnostic use. For long-term observations are these devices less suitable because patients generally stay longer in the body 's narrow tubes equipment do not tolerate. The biochemical methods are based on blood tests according to so-called biomarkers. The most famous biochemical method the protein CRP is measured, which indicates inflammatory processes in the body. This so-called CRP test provides an indication of the health risk of at least being able to estimate a patient. Another great option for early detection of heart damage on an electronic basis, this offers electrophysiological excitation and the conduction system of the heart itself. The excitation and conduction system manifests itself in a differentiated manner in the individual tissue types different electrical potential patterns. They arise electrophysically through electrical polarization and depolarization. You assume that the on the body surface of the Electric potentials at the border between patients the electrically excited and the electrically non-excited part of the Myocards arise. These electrical potentials are Electrocardiogram (EKG) registered and displayed.

Das EKG macht mit Hilfe der bioelektrischen Erregungsvorgänge diagnostisch verwertbare Aussagen über die Herzfrequenz, den Erregungsrhythmus und die Erregungsrückbildung sowie deren physiologischen Verlauf und deren pathologischen Verlauf. Pathologische Formen der Herzrhythmusstörungen oder der Änderungen der Herzfrequenz sind sog. Extrasystolen, Vorhof- bzw. Kammerflattern (240 bis 350 Herzaktionen pro Minute), Vorhof- oder Kammerflimmern (350 bis 1000 Herzaktionen pro Minute) und der sog. Block (Behinderung der Erregungsfortleitung in einem bestimmten Abschnitt des Leitungssystems).The EKG uses the bioelectric excitation processes to make diagnostics usable statements about heart rate, arousal rhythm and regression as well as their physiological course and their pathological course. Pathological forms of irregular heartbeat or changes the heart rate are so-called extrasystoles, atrial or ventricular flutter (240 to 350 heart actions per minute), atrial or ventricular fibrillation (350 to 1000 heart actions per minute) and the so-called block (disability the excitation transmission in a specific section of the line system).

Mit Hilfe der Pulsbetastung und der Arterienauskultation lassen sich Aussagen über Störungen des Herzkreislaufs machen. Durch die Pulsabtastung können Aussagen über die Kreislauffunktion (Kollaps, Hochdruck, akuter Verschluss) und über die Herzfunktionen (Bradykardie, Tachykardie, Arrhythmie) gemacht werden.With the help of pulse sensing and Artery auscultation can be used to make statements about cardiovascular disorders. Through pulse scanning Statements about the circulatory function (collapse, high pressure, acute occlusion) and cardiac functions (Bradycardia, tachycardia, arrhythmia).

Neben den ventrikulären und den supraventrikulären Extrasystolen stellt das Vorhofflimmern die am häufigsten vorkommende Herzrhythmusstörung dar. Bei einer angenommenen Prävalenz des Vorhofflimmerns von 0,4 bis 1 % der Bevölkerung ergeben sich allein in Deutschland 330000 bis 830000 betroffene Bürger. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Vorhofflimmern mit zunehmendem Lebensalter zunimmt, und mit dem Anteil der älteren Menschen in der Bevölkerung wird auch die Zahl der betroffenen Menschen stetig wachsen.In addition to the ventricular and the supraventricular Atrial fibrillation is the most common cardiac arrhythmia. Assuming prevalence of atrial fibrillation of 0.4 to 1% of the population arise alone in Germany 330,000 to 830000 affected citizens. Considering the fact that Atrial fibrillation increases with age, and with that Proportion of older People in the population the number of people affected will also grow steadily.

Das Vorhofflimmern ist charakterisiert durch elektrische Erregungswellen, die sich asynchronisiert im Vorhofmyokard ausbreiten und zu chaotischen Depolarisationsabläufen mit hämodynamisch unwirksamen Vorhofkontraktionen führen.Atrial fibrillation is characterized due to electrical excitation waves that are asynchronized in the atrial myocardium spread and to chaotic depolarization processes with hemodynamically ineffective atrial contractions to lead.

Die Herzrhythmusfrequenz kann nach dem Stand der Technik mit verschiedenen Messgeräten aus der Kardiologie gemessen und analysiert werden.The heart rhythm frequency can decrease the state of the art measured with various measuring devices from cardiology and be analyzed.

Es sind für sportwissenschaftliche, biomedizinische und diagnostische Untersuchungen stationäre drahtgebundene und drahtlose, sogenannte "EKG-genaue" und softwarecodierte Meßgeräte zur Erfassung der Herzfrequenz mit der elektronischen Darstellung der maximalen Herzfrequenz so wie der Angabe eines Prozentsatzes der maximalen Herzfrequenz, mit programmierbaren Zielzonen (Ober-/ und Untergrenzen) mit abschaltbarer Alarmfunktion und Anzeige der durchschnittlichen Herzfrequenz bekannt ( DE 299 10 633 , DE 694 24 982 , DE 694 17 010 , DE 10 20 161 , DE 42 15 549 , DE 42 23 637 ).There are stationary wired and wireless, so-called "EKG-accurate" and software-coded measuring devices for recording the heart rate with the electronic representation of the maximum heart rate as well as the sports science, biomedical and diagnostic examinations Specification of a percentage of the maximum heart rate, with programmable target zones (upper and lower limits) with switchable alarm function and display of the average heart rate known ( DE 299 10 633 . DE 694 24 982 . DE 694 17 010 . DE 10 20 161 . DE 42 15 549 . DE 42 23 637 ).

Auch sind medizinische Uhren der Firma Polar bekannt, die für medizinische und leistungsdiagnostische Untersuchungen konzipiert sind. Eine solche Polar- Uhr des Typs 5810 bietet Möglichkeiten zur automatischen Aufzeichnung der Herzfrequenz wahlweise in 5-, 15- und 60-Sekunden-Intervallen oder im sog, "beat-to-beat"-Modus. Die Aufzeichnungskapazität beträgt in diesem Modus bis zu 30.000 Herzschläge (ca. 8 Stunden bei einer Frequenz von 60 Schlägen pro Minute), bei 60-Sekunden-Intervallen bis zu 520 Stunden. Durch die direkte Messung der Herzfrequenz-Variation (HFV) und den sog. Übertrainings-Test können Trainings-, Wettkampf- und Erholungs- Phasen überwacht werden. Eine IR-Data-Funktion ermöglicht drahtlose Datenübertragung in einen PC (Download) und auf einen Empfänger (Upload). Mit Hilfe einer Precision Performance Software 3.0, kompatibel zu WINDOWS 95/98/NT/2000, kann über die Datenauswertung hinaus auch eine Vorplanung von Trainingsabläufen und die Definition von Belastungstests am PC ermöglicht werden. Es ist jedoch zu beachten, daß das Infrarot-Interface nicht auf allen Laptops läuft, besonders dann wenn die Leistung am seriellen Ausgang zu klein ist, d. h. 8V nicht erreicht. Die Infrarot-Übertragung funktioniert nur mit dem speziellen Polar-Infrarot-Interface, d. h. nicht mit den sonst üblichen Infrarot-Geräten. Die Messung der Herzfrequenz oder der sog. Herzratenvariabilität (HRV) wird einfach mit Hilfe eines Brustgurtes mit integrierten EKG – Meßelektroden und einem eingebauten Sender, einem Aufzeichnungsgerät und ein Computerauswertungsprogramm durchgeführt. Wer einen Computer besitzt, muß nur noch 150 bis 300 Euro für die oben erwähnten Zusatzkomponenten investieren. Die Durchführung der Messung ist problemlos, da eine drei- bis fünfminütige Messung, laut Hersteller, am sitzenden Patienten ausreicht.Medical watches are also the Polar known for medical and performance diagnostic tests designed are. Such a type 5810 Polar watch offers options for automatic recording of the heart rate optionally in 5-, 15- and 60 second intervals or in the so-called "beat-to-beat" mode. The recording capacity in this is Mode up to 30,000 heartbeats (approx. 8 hours at a frequency of 60 beats per minute), at 60-second intervals up to 520 hours. By directly measuring the heart rate variation (HRV) and the so-called overtraining test can Training, competition and recovery phases are monitored. An IR data function allows wireless data transmission into a PC (download) and onto a receiver (upload). With the help of a Precision Performance Software 3.0, compatible with WINDOWS 95/98 / NT / 2000, can about data evaluation also includes pre-planning of training processes and the Definition of stress tests on the PC are made possible. However, it is note that the Infrared interface does not run on all laptops, especially if that Serial output power is too low, d. H. 8V not reached. The infrared transmission only works with the special polar infrared interface, d. H. not with the usual ones Infrared devices. Measuring the heart rate or the so-called heart rate variability (HRV) is easy with the help of a chest strap with integrated ECG measuring electrodes and a built-in transmitter, a recorder and one Computer evaluation program carried out. If you own a computer just have to 150 to 300 euros for the above mentioned Invest additional components. It is easy to carry out the measurement, there a three to five-minute measurement, According to the manufacturer, it is sufficient for the seated patient.

Die "Variabilität" der Herzschlagfolge wird nach hohen Frequenzen (HF), niedrige Frequenzen (LF) bzw. besonders niedrige Frequenzen (VLF) eingeteilt. Diese Trennung ist willkürlich, da der Übergang zwischen den einzelnen Frequenzbereichen praktisch immer kontinuierlich ist, wie die Häufigkeitsverteilung der gemessenen unterschiedli chen Frequenzen (Spektralanalyse) zeigt. Der HF-Bereich umfasst Frequenzen zwischen 0,15 und 0,4 Hz (9–24/min), der LF-Bereich umfasst Frequenzen zwischen 0,04 und 0,15 Hz, der VLF-Bereich umfasst Frequenzen unterhalb von 0,04 Hz (2,4/min). Die zeitlichen Abstände von einem Herzschlag zum nächsten liefern die Grundlage, um für jeden Frequenzbereich die "Leistung" zu errechnen. Es wird der Zeitabstand zwischen zwei Herzschlägen mit sich selbst multipliziert (Quadratbildung) und die so berechneten Zahlen eines Frequenzbereiches (VLF-, LF und HF) summiert. Die Summe wiederum führt zur Gesamtleistung. Computerprogramme geben zusätzlich an, wie viel Prozent der Gesamtleistung dann auf die drei genannten Frequenzbereiche entfallen. Ein nicht zu vernachlässigender Nachteil des Brustgurtes ist auch das umständliche Umkleiden der Testpersonen vor allem in der Psychotherapie.The "variability" of the heartbeat sequence becomes apparent high frequencies (HF), low frequencies (LF) or particularly low Frequencies (VLF) classified. This separation is arbitrary, there the transition practically always continuous between the individual frequency ranges is how the frequency distribution of the measured different frequencies (spectral analysis). The HF range includes frequencies between 0.15 and 0.4 Hz (9–24 / min), the LF range covers frequencies between 0.04 and 0.15 Hz, the VLF range includes frequencies below 0.04 Hz (2.4 / min). The time intervals from one heartbeat to the next provide the basis to for to calculate the "power" in each frequency range. It becomes the time interval between two heartbeats multiplied by itself (forming a square) and the so calculated Numbers of a frequency range (VLF, LF and HF) summed up. The sum in turn leads to overall performance. Computer programs also indicate what percentage the total power then on the three frequency ranges mentioned omitted. A not to be neglected Another disadvantage of the chest strap is the laborious changing of the test subjects especially in psychotherapy.

Eine weitere Möglichkeit zur Messung der HRV bietet die Pulsmessung neuerer Polar- Uhren (Fa. Polar) aus der M-Serie. Die Pulsfrequenz korreliert bekanntlich mit der Herzfrequenz. Die Höhe des aktuellen Pulses wird durch verschiedene physiologische und pathologische Faktoren beeinfluflt. Die Auswertetechniken sind zu den oben dargestellten analog. Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, den sog. Belastungspuls zu bestimmen. Die Polaruhr M 51/ 52 bietet z. B. eine Möglichkeit, die Trainingsherzfrequenz nach einem Fitnesstest automatisch festzulegen. Dieser erlaubt nur eine ungefähre Einschätzung der jeweils aktuellen Leistungsfähigkeit. Die Planung der Wanderwoche (z. B. die Zusammensetzung der Wandergruppen, Tourenlänge, Höhenunterschiede, Rasttage) wird somit erleichtert. Das Arbeiten mit der Pulsuhr erfordert die Eingabe einiger Daten und das Einstellen von Pulsgrenzen, sowie die Durchführung des Fitnesstests. Vor Anwendung dieser Uhren sollten diese auf jeden Fall in einem vorher durchgeführten Probebetrieb einwandfrei funktioniert haben.Another way to measure HRV offers the pulse measurement of newer Polar watches (Polar) from the M series. The pulse rate is known to correlate with heart rate. The amount of the current Pulses are characterized by various physiological and pathological Factors influenced. The evaluation techniques are analogous to those shown above. There are now various options, the so-called To determine the load pulse. The polar watch M 51/52 offers z. B. a possibility, automatically set the training heart rate after a fitness test. This only allows an approximate assessment the current performance. Planning the hiking week (e.g. the composition of the hiking groups, Tour length Height differences, Rest days) is thus facilitated. Working with the heart rate monitor requires entering some data and setting pulse limits, as well the implementation the fitness test. Before using these watches, they should be on everyone Case in a previously performed Trial operation worked perfectly.

Während die "normalen" Funktionen, wie Eingeben der Ober- und Untergrenze, zur Selektierung des Frequenzbereiches reicht, gibt es auch ein Modell der Fa. Roya mit Interface zu einer späteren Analyse und Auswertung am Bildschirm (Polar Coach, Accurex Plus, Xtrainer Plus).While the "normal" functions, such as entering the upper and lower limit, for selecting the Frequency range is sufficient, there is also a model from Roya Interface for later analysis and evaluation on the screen (Polar Coach, Accurex Plus, Xtrainer Plus).

Die heute zur Pulsfrequenzmessung eingesetzten Sensoren sind meist piezoelektrische Sensoren zur Messung des Carotispulses oder meist optoelektronische Reflexionssensoren zur Messung des Radialispuls und des Fingerpulses. Das Sensorgehäuse besteht z. B. aus Apfelholz und enthält einen optoelektronischen Reflexionssensor, der den photoplethysmographischen Puls auf einer Fläche von ca. 2 mm2 misst.The sensors used today for pulse frequency measurement are mostly piezoelectric sensors for measuring the carotid pulse or mostly optoelectronic reflection sensors for measuring the radial pulse and the finger pulse. The sensor housing consists, for. B. made of apple wood and contains an optoelectronic reflection sensor that measures the photoplethysmographic pulse on an area of about 2 mm 2 .

Mit Hilfe von vergleichenden klassischen EKG – Messungen kann gezeigt werden, daß unter der Berücksichtigung bestimmter messtechnischer Randbedingungen (Störgrößen) aus den Messdaten der Pulssensoren RR-Intervalle bzw. Herzfrequenz, Pulswellenlaufzeit zum Carotis-, Radialis- und Fingerpuls sowie die Pulswellenamplitude von Karotispuls, Radialispuls und Fingerpuls mit guter Genauigkeit gemessen werden können und daß zwischen diesen Daten eine statistisch signifikante physiologische Korrelation existiert.With the help of comparative classic ECG measurements can be shown that under the consideration certain metrological boundary conditions (disturbance variables) from the measurement data of Pulse sensors RR intervals or heart rate, pulse wave transit time for carotid, radial and finger pulse as well as the pulse wave amplitude of carotid pulse, radial pulse and finger pulse with good accuracy can be measured and that between these Data there is a statistically significant physiological correlation.

Zum Beispiel läßt sich die absolute Arrhythmie bei längerer Palpation der Radialis am Unterarm in Form eines unregelmäßigen Rhythmuses der Pulswellen durch ein Fingertasten feststellen. Die Kontraktion des linken Ventrikels und des Pulses ist völlig unregelmäßig. Die Störung beruht auf einem Vorhofflimmern, also auf einer hochfrequenten elektrischen Erregung des Vorhofs.For example, the absolute arrhythmia in the case of prolonged palpation of the radial arm on the forearm can be in the form of an irregular rhythm Detect pulse waves with a finger touch. The contraction of the left ventricle and the pulse is completely irregular. The disturbance is based on atrial fibrillation, i.e. high-frequency electrical excitation of the atrium.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein digitales, elektronisches, softwaregestütztes Diagnoseverfahren unter Nutzung eines Mikrokontrollers und eines im Mikrokontroller-ROMS sowie eines fest programmierten, speziellen Algorithmus zu schaffen, mit dem eine frühe und sichere Diagnose des Vorhofflimmerns möglich ist und ein leichtes mobiles und einfach zu bedienendes Gerät für die Dauerüberwachung von gefährdeten Menschen zur Verfügung zu stellen, dessen Aussagekraft, im angewendeten diagnostischen Bereich, diejenige der elektrokardiographischen Geräte erreicht oder sogar noch übertrifft.The invention is based on the object digital, electronic, software-supported diagnostic procedure at Use of a microcontroller and one in the microcontroller ROMS as well as to create a permanently programmed, special algorithm with an early one and reliable diagnosis of atrial fibrillation is possible and an easy one Mobile and easy-to-use device for continuous monitoring of vulnerable people People available to put its meaningfulness in the applied diagnostic Area that reaches that of electrocardiographic equipment or even surpasses it.

Diese Aufgabe wird einerseits durch die Verfahrensmerkmale des Anspruchs 1 und andererseits durch eine gemäß Anspruch 3 gekennzeichnete Meßvorrichtung gelöst.This task is accomplished on the one hand the process features of claim 1 and on the other hand by a according to claim 3 marked measuring device solved.

Außerdem läßt sich mit dem Verfahren nach Anspruch 2 mit der gleichen Meßvorrichtung eine Aussage über die physiologische Balance und somit über die körperliche Konstitution eines Probanden erhalten.In addition, the method according to claim 2 with the same measuring device a statement about the physiological balance and thus the physical constitution of a person Subjects received.

Bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung handelt es sich nun um eine sehr leichte, batteriebetriebene, nichtinvasive, bioelektronische, mobile, kalibrierbare Herzdiagnostikmesseinrichtung zur elektrophysikalischen Sensierung von Pulswellen mit einer neuartigen elektronischen Sensortechnik und einer neuartigen, sehr zuverlässigen numerischen algorithmusunterstützten Auswertung. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zur sicheren statistischen Unterdrückung von Störvariablen eine vollwertige chronometrische Funktionseinheit und ein Mikrotastenfeld für eine Voreinstellung verschiedener technischer, medizinischer und persönlicher Parameter vorgesehen. Außerdem sind verschiedene optoelektronische und elektroakustische Anzeigeeinheiten zur Vorwarnung und sicheren Diagnostik des hochfrequenten Vorhofflimmerns zu einem möglichst frühen Zeitpunkt der Erkrankung vorgesehen. Drahtlose und drahtgebundene Schnittstellen für verschiedene Standartgeräte ermöglichen eine weitergehende biomedizinische und Diagnostische Auswertung von intern oder extern speicherbaren Daten.In the measuring device according to the invention acts it is now a very light, battery-operated, non-invasive, bioelectronic, mobile, calibratable cardiac diagnostic measuring device for electrophysical sensing of pulse waves with a new type electronic sensor technology and a new, very reliable numerical algorithm-supported Evaluation. In a further embodiment of the invention are safe statistical suppression of disturbance variables a full-fledged chronometric functional unit and a micro-keypad for one Presetting various technical, medical and personal Parameters provided. Moreover are various optoelectronic and electroacoustic display units Advance warning and safe diagnosis of high-frequency atrial fibrillation to one if possible early Date of illness provided. Wireless and wired Interfaces for various standard devices enable a further biomedical and diagnostic evaluation of data that can be stored internally or externally.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt:Based on the drawings, the invention is in following closer explained. It shows:

1 eine QRS-Komplex-Darstellung; 1 a QRS complex representation;

Fig. 2 ein normiertes EKG über einem normierten Pulssignal und daraus abgeleitete elktronische Signale; Fig. 2 a standardized ECG over a standardized pulse signal and electronic signals derived from it;

3a eine dreidimensionale Impuls-Intervall-Darstellung; 3a a three-dimensional pulse interval representation;

3b eine dreidimensionale Scatter-Plot-Darstellung; 3b a three-dimensional scatter plot representation;

4 eine zweidimensionale Scatter-Plot-Darstellung; 4 a two-dimensional scatter plot representation;

5 eine am Unterarm angelegte Puls-Meßvorrichtung; 5 a pulse measuring device applied to the forearm;

6a schematisch das Aufbauprinzip eines Sensorblocks im Querschnitt VIa-VIa ; 6a schematically the construction principle of a sensor block in cross section VIa-VIa;

6b schematisch das Aufbauprinzip des Sensorblocks aus 6a im Längsschnitt VIb-VIb; 6b schematically the construction principle of the sensor block 6a in longitudinal section VIb-VIb;

7 schematisch ein Blockschaltbild der Auswerteelektronik; 7 schematically a block diagram of the evaluation electronics;

8 in schematischer Draufsicht eine Armbanduhr mit integrierter Meßeinheit und deren Bedienungselementen; 8th a schematic plan view of a wristwatch with an integrated measuring unit and its controls;

9 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines optoelektronischen Elementarsensors; 9 schematically the basic structure of an optoelectronic elementary sensor;

10 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines elektrodynamischen Elementarsensors; 10 schematically the basic structure of an electrodynamic elementary sensor;

11 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines piezoelektrischen Elementarsensors; 11 schematically the basic structure of a piezoelectric elementary sensor;

12 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines DMS-Elementarsensors; 12 schematically the basic structure of a DMS elementary sensor;

13 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines galvanomagnetischen Elementarsensors und 13 schematically the basic structure of a galvanomagnetic elementary sensor and

14 schematisch den prinzipiellen Aufbau eines kapazitiven Elementarsensors; 14 schematically the basic structure of a capacitive elementary sensor;

Durch Palpation der Arteria radialis am Unterarm eines Patienten lässt sich der Rhythmus einer Pulswelle ertasten. Physikalisch gesehen wird hier der Pulsdruck, d.h. die Blutdruckamplitude zwischen dem diastolischen und dem systolischen Druck erfasst. Bei normalem diastolischen Druck von ca. 80 mm Hg beträgt die normale Druckamplitude der Pulswelle ca. 40 mm Hg. Das Herz pumpt das Blut schubweise in einem bestimmten Rhythmus mit einer bestimmten Pulsamplitude durch die Arterien. Man kann nun diesen physiologischen Effekt benutzen um die Pulsfrequenz und die Regelmäßigkeit des Herzschlages (Rhythmus) zu messen. Wie bereits erwähnt, ist die Arrhythmie bei längerer Erfassung durch einen unregelmäßigen Rhythmus der Pulswellen charakterisiert, d. h. die Kontraktion des linken Herzventrikels und somit die zeitliche Folge des Pulses sind unregelmäßig. Die Störung beruht auf einem Vorhofflimmern, also auf einer hochfrequenten elektrischen Erregung des Vorhofs.By palpation of the radial artery on a patient's forearm feel the rhythm of a pulse wave. Physically speaking the pulse pressure, i.e. the blood pressure amplitude between that diastolic and systolic pressure. With normal diastolic Pressure of approx. 80 mm Hg the normal pressure amplitude of the pulse wave approx. 40 mm Hg. The heart pumps the blood in batches at a certain rhythm certain pulse amplitude through the arteries. You can now do this use physiological effect around the pulse rate and regularity of the heartbeat (rhythm). As already mentioned, is the arrhythmia with prolonged Detection by an irregular rhythm characterized the pulse waves, d. H. the contraction of the left ventricle and thus the temporal sequence of the pulse are irregular. The disorder is based on atrial fibrillation, i.e. on a high-frequency electrical Arousal of the atrium.

Vergleichende Messungen haben gezeigt, daß eine sehr gute Korrelation zwischen den klassischen EKG-Signalen und den Pulswellendrucksignalen existiert. In 2 ist ein normiertes EKG über einem normierten Pulsignal dargestellt. Es ist gut zu erkennen, daß die Zeitdifferenz zwischen den R-Zacken des EKGs und die Zeitdifferenz zwischen den Blutdruckamplituden sehr genau übereinstimmen. Zwischen den beiden Signalen besteht lediglich ein anatomisch bedingter konstanter Laufzeitunterschied.Comparative measurements have shown that there is a very good correlation between the classic ECG signals and the pulse wave pressure signals. In 2 a normalized ECG is shown over a normalized pulse signal. It can be clearly seen that the time difference between the R waves of the EKG and the time difference between the blood pressure amplitudes match very precisely. There is only an anatomically determined constant transit time between the two signals difference.

Mathematische Zeitreihenanalysen und viele Berechnungen haben gezeigt, daß bei der neu entwickelten graphischen Darstellung die von den Pulsdruckwellen gemäß 2 abgeleiteten elektronischen Impulse als sog. Scatter-Plot, der sich aus drei aufeinanderfolgenden Impuls-Intervallen in ihrer zeitlichen Reihenfolge gemessen ergibt, in einem dreidimensionalen Zahlenraum als Punktetripel gemäß 3a graphisch dargestellt werden können. Diese neue graphische Auswertemethode ergibt bei gesunden Probanden eine dreidimensionale geometrisch keulenförmige Punktstruktur, wie in 3b dargestellt. Wie weitere Untersuchungen zeigten, entsteht nach dieser Auswertemethode beim Vorhandensein von Vorhofflimmern immer eine von der Keulengeometrie abweichende und gut erkennbare andere geometrische Punktstruktur. In einer dreidimensionalen Darstellung entsteht die geometrische Punktstruktur eines räumlich orientierten Trapezes, in einer zweidimensionalen Darstellung entsteht die geometrische Punktstruktur eines Dreieckes 4. Es muß also zuerst aus dem meßtechnisch erfaßten zeitlichen Verlauf der physikalischen Pulsdruckwellen der zeitliche Verlauf elektronischer Pulssignale gebildet werden. Daraus wird dann eine Datenliste in Form einer Ereigniszeitreihenfolge zu generiert, aus dem ein virtueller zweidimensionaler Scatter – Plot erzeugen werden kann. Mit Hilfe eines fest vorprogrammierten speziellen Auswertealgorithmus kann dann der virtuelle Scatter – Plot auf das Vorhandensein einer entsprechenden geometrischen Punktstruktur elektronisch überprüft werden. Je nach Ergebnis muß durch eine entsprechende optische oder akustische Anzeige das Risiko eines möglichen noch bevorstehenden oder schon vorhandenen Vorhofflimmerns wahrnehmbar gemacht werden.Mathematical time series analyzes and many calculations have shown that the newly developed graphical representation corresponds to that of the pulse pressure waves 2 derived electronic pulses as a so-called scatter plot, which results from three successive pulse intervals measured in their chronological order, in a three-dimensional number space as a triplet of points 3a can be represented graphically. This new graphical evaluation method results in a three-dimensional, geometrically club-shaped point structure in healthy test subjects, as in 3b shown. As further studies have shown, this evaluation method always produces a different, clearly recognizable, different geometric point structure from the lobe geometry when atrial fibrillation is present. The three-dimensional representation creates the geometric point structure of a spatially oriented trapezoid; the two-dimensional representation creates the geometric point structure of a triangle 4 , The time course of electronic pulse signals must therefore first be formed from the time course of the physical pulse pressure waves recorded by measurement technology. A data list in the form of an event time sequence is then generated from this, from which a virtual two-dimensional scatter plot can be generated. With the help of a pre-programmed special evaluation algorithm, the virtual scatter plot can then be checked electronically for the presence of a corresponding geometric point structure. Depending on the result, the risk of an impending or already existing atrial fibrillation must be made noticeable by means of a corresponding visual or acoustic display.

Außerdem können die für den virtuellen Scatter-Plot aufbereiteten Daten zusätzlich noch einer Fourier-Analyse (FFT) unterzogen werden, wobei in einer weiteren Auswertung mit Hilfe eines weiteren speziellen Algorithmus die höchste im berechneten Spektrum vorkommende Frequenz fhigh und die niedrigste im berechneten Spektrum vorkommende Frequenz flow ermittelt werden, um daraus den von uns jetzt sog. "cardiophysiologischen Frequenzquotienten" fhigh/flow zu bilden. Mit dem spektralanalytisch gewonnenen "cardiophysiologischen Frequenzquotienten" kann dann durch einen Vergleich mit einem durch viele Vergleichsmessungen an gesunden und erkrankten Menschen gewonnen "normierten" "cardiophysiologischen Frequenzquotienten" eine Aussage über die aktuelle physiologische Balance zwischen Sympathikus und Parasympathikus gewonnen werden, d.h. über die aktuelle körperliche Konstitution. Eine wichtige Information, die für den behandelnden Arzt bei der Einleitung spezieller medizinischer Maßnahmen von Bedeutung ist.In addition, the data prepared for the virtual scatter plot can also be subjected to a Fourier analysis (FFT), with the highest frequency f high occurring in the calculated spectrum and the lowest occurring in the calculated spectrum in a further evaluation using a further special algorithm Frequency f low are determined in order to form what we now call the "cardiophysiological frequency quotient" f high / f low . With the spectrally analytical "cardiophysiological frequency quotient", a comparison with a "normalized""cardiophysiological frequency quotient" obtained from many comparative measurements on healthy and sick people can then provide information about the current physiological balance between sympathetic and parasympathetic, ie about the current physical Constitution. An important piece of information that is important for the attending physician when taking special medical measures.

Die Messeinrichtung soll in Form eines leichten mobilen elektronischen Gerätes gebaut werden, um den Patienten während der Messzeit, insbesondere auch bei Langzeitmessungen, so wenig wie möglich zu belasten. Die Messungen sollen vom Patienten selbständig und richtig ausgeführt werden können. Die Anzeige des Analyseergebnisses soll so einfach erfolgen, daß jeder Patient sofort seinen gesundheitlichen Status erkennen kann und im Gefahrenfalle das nächste Krankenhaus oder einen entsprechenden Facharzt aufsuchen kann.The measuring device should be in shape of a lightweight mobile electronic device to be built to the patient while the measuring time, especially with long-term measurements, so little as possible to charge. The measurements should be done independently and by the patient executed correctly can be. The display of the analysis result should be so simple that everyone Patient can immediately recognize his health status and the next in case of danger Can go to hospital or an appropriate specialist.

Anatomisch gut zugängliche Meßflächen für die Messung von arteriellen Pulsdruckwellen, sind, auch bei Fettleibigkeit, die Arteria karotis, die Arteria femoralis und die Arteria radialis. Die am besten geeignete Körperstelle ist die Handgelenkinnenseite (Regio carpalis anterior) mit der gut zugänglichen tastbaren Arteria radialis. In 5 ist schematisch die Lage der Arteria radialis 5.1 mit den zwei meßtechnisch wichtigen Flächen 5.2 und 5.3 dargestellt, wobei die Fläche 5.2 als strömungstechnische Drosselstelle und die Fläche 5.3 als Meßstelle verwendet wird. Durch die leichte Kompression der Arteria radialis im Bereich der Fläche 5.2 in Richtung Speiche (Radius) wird nach den Gesetzen der Strömungsmechanik die Pulsdruckamplitude im Bereich der Fläche 5.3 erhöht und damit leichter sensierbar. Zur elektronischen Sensierung der Pulsdruckwelle eignen sich grundsätzlich die folgenden Sensorprinzipien: das piezoelektrische Prinzip, das piezoresistive Prinzip, das kapazitive Prinzip, das DMS-Prinzip, das elektrodynamische Prinzip, das magnetoresistive Prinzip, das Hall-Prinzip, das optoelektronische Reflexions – und Durchlichtprinzip.Anatomically well accessible measuring surfaces for the measurement of arterial pulse pressure waves include the carotid artery, the femoral artery and the radial artery, even in obesity. The most suitable part of the body is the inside of the wrist (Regio carpalis anterior) with the easily accessible palpable artery. In 5 is the location of the radial artery 5.1 with the two metrologically important areas 5.2 and 5.3 shown, the area 5.2 as a fluidic throttle and the area 5.3 is used as a measuring point. Due to the slight compression of the radial artery in the area 5.2 According to the laws of fluid mechanics, the pulse pressure amplitude in the area of the surface becomes in the direction of the spoke (radius) 5.3 increased and thus easier to sense. The following sensor principles are generally suitable for electronically sensing the pulse pressure wave: the piezoelectric principle, the piezoresistive principle, the capacitive principle, the strain gauge principle, the electrodynamic principle, the magnetoresistive principle, the Hall principle, the optoelectronic reflection and transmitted light principle.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung läßt sich als bioelektronische Herzdiagnostik-Armbanduhr konstruktiv und funktionell in drei Baugruppen einteilen.The measuring device according to the invention can be constructive and functional as a bioelectronic cardiac diagnostic wristwatch divide into three assemblies.

Die erste Baugruppe umfaßt ein hautfreundliches elastisch fixierbares und funktionell zweiteiliges Armband 5.5, wobei in einem nicht dehnbaren aber biegeelastischen Teil 6.9 (6) die Leitungen für das Ableiten der Signale in Form von flexiblen, gedruckten Leiterbahnen 6.9 integriert sind. Mit dem dehnbaren und biegeelastische Teil 6.10 wird der mechanische Anpreßdruck zur richtigen Fixierung der Sensormeßfläche erzeugt.The first assembly comprises a skin-friendly, elastically fixable and functional two-part bracelet 5.5 , being in a non-stretchable but flexible part 6.9 ( 6 ) the lines for deriving the signals in the form of flexible, printed conductor tracks 6.9 are integrated. With the stretchable and flexible part 6 , 10 the mechanical contact pressure is generated to fix the sensor measuring surface correctly.

Die zweite Baugruppe ist der Sensorblock 5.4, und die dritte Baugruppe besteht aus der Elektronik der 7 mit ihren elektronischen Uhr-, Auswerte- und Anzeigeeinheiten.The second assembly is the sensor block 5.4 , and the third assembly consists of the electronics of the 7 with their electronic clock, evaluation and display units.

In 5 ist schematisch dargestellt, wie der Sensorblock 5.4 mit Hilfe des Armbandes 5.5 an der Handgelenk-Innenseite zur Messung von arteriellen Pulsdruckwellen anzulegen ist.In 5 is shown schematically as the sensor block 5.4 with the help of the bracelet 5.5 to be placed on the inside of the wrist to measure arterial pulse pressure waves.

In 6a ist das technische Aufbauprinzip des Sensorblocks 5.4 aus 5 im Längsschnitt VIa-VIa und in 6b im Querschnitt VIb-VIb dargestellt. Der beispielsweise nach dem oben aufgeführten Sensorprinzip aufgebaute Elementarsensor 6.6 ist mechanisch in das hautfreundliche, elastisch fixierbare Armband 6.5 integriert. Die zu messende Pulsdruckwelle wird im Bereich der Fläche 5.3 von einem sog. Fluidkoppler 6.1 erfaßt. Dieser Fluidkoppler 6.1 ist gefüllt mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, die einen kleinen thermischen Dehnungskoeffizienten aufweist, z. B. Silikonöl. Von diesem Fluidkoppler 6.1 werden die aufgenommenen Pulsdruckwellen auf eine elastische, mit Randsicken versehene Messmembran 6.2 übertragen. Der Fluidkoppler 6.1 schmiegt sich bei entsprechend eingestelltem Armband 5.5 mit einer halbharten, runden Tastkuppe 6.10 formschlüssig an die Kontur des Unterarmes der Probanten und bewirkt eine optimierte Ankopplung zur Krafteinleitung von der Meßfläche 5.3 an die Messmembran 6.2. Das Silikonöl hat neben seiner Funktion als Signalübertragungsmedium auch eine Funktion als thermischer Entkoppler zwischen der Hautoberfläche des Unterarms und dem Elementarsensor 6.6.In 6a is the technical construction principle of the sensor block 5.4 out 5 in longitudinal section VIa-VIa and in 6b shown in cross section VIb-VIb. The elementary sensor constructed, for example, according to the sensor principle listed above 6.6 is mechanically in the skin-friendly, elastically fixable bracelet 6.5 integrated. The one to be measured Pulse pressure wave is in the area of the surface 5.3 from a so-called fluid coupler 6.1 detected. This fluid coupler 6.1 is filled with an incompressible liquid that has a small coefficient of thermal expansion, e.g. B. silicone oil. From this fluid coupler 6.1 are the recorded pulse pressure waves on an elastic measuring membrane provided with edge beads 6.2 transfer. The fluid coupler 6.1 hugs with the bracelet adjusted accordingly 5.5 with a semi-hard, round probe tip 6 , 10 form-fitting to the contour of the forearm of the test subjects and provides an optimized coupling for the application of force from the measuring surface 5.3 to the measuring membrane 6.2 , In addition to its function as a signal transmission medium, the silicone oil also has a function as a thermal decoupler between the skin surface of the forearm and the elementary sensor 6.6 ,

Die Durchbiegung der Messmembran 6.2 kann nun taktil oder berührungslos von der signalsensitiven Fläche des Elementarsensors 6.6 aufgenommen werden, in eine andere physikalische Signalform umgewandelt und bei aktiven Elementarsensoren über die flexiblen Leitungen 6.9, die elastisch in der nicht dehnbaren Hälfte des Armbandes 5.5 integriert sind, der Auswerteelektronik 7 gemäß 7 zugeführt werden. Diese Auswerteelektronik 7 ist in einem in 8 schematisch dargestellten Uhrgehäuse 8 untergebracht. Bei passiven elektrophysikalischen Elementarsensoren muß die elektrische Energieversorgung über separate Leiterbahnen der flexiblen Leitungen 6.9 erfolgen. Ein Elementarsensorgehäuse 6.7 ist in das Armband formschlüssig eingebaut und wird über drei kleine Schrauben an der Oberseite des Armbandes 6.5 mechanisch fixiert. Das Elementarsensorgehäuse 6.7 mit dem darin untergebrachten Elementarsensor 6.6 kann leicht ausgewechselt werden, da der Elementarsensor 6.6 über Kontaktstifte mit dem Steckverbinder 6.8 lösbar verbunden ist. Die oberseitig abgerundete distale Gumminoppe 6.4 dient zur Komprimierung der Radialarterie im Bereich der Fläche 5.2 die damit auch als Drosselstelle bezeichnet werden kann. Die Gumminoppe 6.4 bewirkt damit eine Erhöhung der Blutdruckamplitude im Bereich der proximalen Fläche 5.1 bzw. der Meßfläche 5.3.The deflection of the measuring membrane 6.2 can now be tactile or non-contact from the signal-sensitive surface of the elementary sensor 6.6 are recorded, converted into a different physical signal form and with active elementary sensors via the flexible lines 6.9 who have elastic in the non-stretchable half of the bracelet 5.5 are integrated, the evaluation electronics 7 according to 7 are fed. This evaluation electronics 7 is in one in 8th schematically shown watch case 8th accommodated. In the case of passive electrophysical elementary sensors, the electrical energy supply must be via separate conductor tracks of the flexible lines 6.9 respectively. An elementary sensor housing 6.7 is built into the bracelet in a form-fitting manner and is attached using three small screws on the top of the bracelet 6.5 mechanically fixed. The elementary sensor housing 6.7 with the elementary sensor housed in it 6.6 can be easily replaced as the elementary sensor 6.6 via contact pins with the connector 6.8 is detachably connected. The distal rubber knob rounded on the top 6.4 is used to compress the radial artery in the area 5.2 which can also be called a throttle point. The rubber knob 6.4 causes an increase in the blood pressure amplitude in the area of the proximal surface 5.1 or the measuring surface 5.3 ,

In 7 ist das elektronische Blockschaltbild der Auswerteelektronik 7 für die batteriebetriebene technische Ausführung der Meßvorrichtung mit einem Elementarsensor 7.1 und einem externen Kalibrator 7.11 dargestellt. Die Auswerteelektronik 7 weist eine DC-Spannungs- und Stromquelle 7.7 zur elektrischen Energieversorgung der Elektronikbaugruppen und eines passiven Elementarsensors auf, sowie ein Mess- und Kalibrierinterface 7.10 zur Umschaltung zwischen Messbetrieb, Testbetrieb und Kalibrierbetrieb. Außerdem sind analoge Elektronikblöcke 7.2, 7.6 und 7.8 vorgesehen zur analogen elektronischen Signalaufbereitung von unterschiedenen Sensorsignalen von unter schiedlichen Elementarsensoren. Dazu gehört auch ein digitaler Elektronikblock 7.3 mit einem Prozessor, einem RAM zur digitalen Signalverarbeitung und diversen externen Schnittsellen 7.9. Eine Anzeigeeinheit 7.5 mit optoelektronischen und piezoelektrischen Aktoren ist für die Ausgabe von verschiedenen Informationen und wichtigen Warnmeldungen vorgesehen. Eine Mikrotasteneinheit 7.51 mit einem Mikrotastenfeld und einer Tasten-Logik 7.52 dient zur Voreinstellung verschiedener technischer und medizinischer Funktionen.In 7 is the electronic block diagram of the evaluation electronics 7 for the battery-operated technical version of the measuring device with an elementary sensor 7.1 and an external calibrator 7 , 11 shown. The evaluation electronics 7 has a DC voltage and current source 7.7 for the electrical power supply of the electronic modules and a passive elementary sensor, as well as a measuring and calibration interface 7 , 10 for switching between measuring mode, test mode and calibration mode. There are also analog electronics blocks 7.2 . 7.6 and 7.8 Intended for analog electronic signal processing of different sensor signals from different elementary sensors. This also includes a digital electronics block 7.3 with a processor, a RAM for digital signal processing and various external interfaces 7.9 , A display unit 7.5 with optoelectronic and piezoelectric actuators is provided for the output of various information and important warning messages. A micro key unit 7 , 51 with a micro keypad and key logic 7 , 52 is used to preset various technical and medical functions.

Ein analoger Elektronikblock 7.2, der ebenfalls Bestandteil der Auswerteelektronik 7 ist, besteht aus einem verstärkungsprogrammierbaren Verstärker 7.21 mit einer internen Schaltlogik zur softwaremäßigen Einstellung des Verstärkungsfaktors und einem mehrpoligen analogen Tiefpaßfilter 7.22 sowie aus einem analogelektronischen Differenzierer 7.23, einem Nullpunktdetektor 7.24 und einem Impulsgenerator 7.25.An analog electronics block 7.2 , which is also part of the evaluation electronics 7 is a programmable amplifier 7 , 21 With an internal switching logic for software adjustment of the gain factor and a multi-pole analog low-pass filter 7 , 22 and from an analog-electronic differentiator 7 , 23 , a zero point detector 7 , 24 and a pulse generator 7 , 25 ,

In 2 ist das normierte analoge Pulssignal dargestellt. Nach bekannten Meßmethoden wird der negative und der positive Amplitudenwert erfasst, daraus wird der Mittelwert zur Festlegung der Triggerschwelle errechnet und mit deren Hilfe das elektronische Pulsignal gewonnen. Bei der erfindungsgemäßen Meßmethode wird ein viel einfacherer Weg beschritten. Das Pulssignal wird mit einem elektronisch frei programmierbaren Verstärker vorverstärkt und mit Hilfe eines Tschebyscheff-Tiefpasses vierter Ordnung (Grenzfrequenz 25 Hz) von hochfrequenten Störungen befreit. Das nun so gewonnene Pulssignal wird nicht normiert (siehe 7), sondern direkt elektronisch differenziert. Die Wendepunkte der Signale werden dadurch zu Nullpunkten mit einer positiven oder negativen Flanke des Signals durch den Nullpunkt. Bei jedem Nulldurchgang mit einer positiven Flanke wird dann der Impulsgenerator angesteuert, um normierte positive unipolare Impulse zu erzeugen. Diese Impulse werden dann im Prozessor 7.31, wie oben beschrieben, zu einem Scatter-Plot gemäß 3a weiterverarbeitet, ausgewertet (je nach Gesundheitszustand 3b oder 4) und zur Erzeugung von Steuersignalen und Regelsignalen verwendet. Der analoge Elektronikblock 7.8 verarbeitet parallel zum Elektronikblock 7.2 das vom Elementarsensor 7.1 abgebildete analoge Pulssignal über einen Verstärker 7.81 ein nachgeschaltetes analoges vierpoliges Tschebyscheff-Tiefpass-Filter 7.82 und einen A/D-Wandler 7.83. Das von diesem ausgehende di-gitale Signal wird im Prozessor 7.31 ausgewertet. Da sowohl psychische als auch physische Belastungen die Puls wellenstärke und damit sowohl die Durchblutung als auch die Wärme der Haut beeinflussen, kann es unter Umständen zu Veränderungen der Signalamplituden und damit zu unsicheren Meßergebnissen führen, wenn keine technischen Gegenmaßnahmen getroffen werden. Beim Unterschreiten eines fest vorgegebenen Spannungswertes wird der softwareprogrammierbare Verstärker 7.21 im Elektronikblock 7.2 über seine Steuerleitung 7,211 aufgefordert seine Verstärkung so zu erhöhen, daß eine einwandfreie Funktion des Elektronikblocks 7.2 möglich ist.In 2 the standardized analog pulse signal is shown. According to known measuring methods, the negative and the positive amplitude value are recorded, from this the mean value for determining the trigger threshold is calculated and with the help of which the electronic pulse signal is obtained. A much simpler route is followed in the measurement method according to the invention. The pulse signal is pre-amplified with an electronically freely programmable amplifier and freed from high-frequency interference with the help of a fourth-order Tschebyscheff low-pass filter (cut-off frequency 25 Hz). The pulse signal thus obtained is not standardized (see 7 ), but electronically differentiated directly. The turning points of the signals thus become zero points with a positive or negative edge of the signal through the zero point. With each zero crossing with a positive edge, the pulse generator is then activated in order to generate standardized positive unipolar pulses. These impulses are then in the processor 7 , 31 , as described above, according to a scatter plot 3a processed, evaluated (depending on health status 3b or 4 ) and used to generate control signals and control signals. The analog electronics block 7.8 processed parallel to the electronics block 7.2 that of the elementary sensor 7.1 Analog pulse signal shown via an amplifier 7 , 81 a downstream analog four-pole Chebyshev low-pass filter 7 .82 and an A / D converter 7.83 , The digital signal emanating from this is in the processor 7 , 31 evaluated. Since both psychological and physical stress influence the pulse wave strength and thus both the blood circulation and the warmth of the skin, it can lead to changes in the signal amplitudes and thus to uncertain measurement results if no technical countermeasures are taken. If the voltage falls below a fixed value, the software-programmable amplifier is activated 7 , 21 in the electronics block 7.2 via his control line 7 . 211 up calls for its gain to increase so that the electronic block functions properly 7.2 is possible.

Der Elektronikblock 7.6 wird eingesetzt, wenn aufgrund des verwendeten Elementarsensors der Signalträger ein Stromsignal ist. Dieses Signal wird mit Hilfe eines Strom /Spannungswandlers 7.61 in ein Spannungssignal gewandelt und dann über einen programmierbaren Verstärker 7.62 einem analogen Tschebyscheff-Filter 7.22 im Elektroniklock 7.2 zugeführt und elektronisch weiterverarbeitet.The electronics block 7.6 is used when the signal carrier is a current signal due to the elementary sensor used. This signal is generated using a current / voltage converter 7.61 converted into a voltage signal and then via a programmable amplifier 7 , 62 an analog Chebyshev filter 7 , 22 in the electronics lock 7.2 fed and processed electronically.

Der digitale Elektronikblock 7.3 besteht aus dem Prozessor 7.31 und einem zusätzlichen externen Speicher (RAM) 7.32 zur Speicherung größerer Datenmengen. Die elektronischen Impulsfolgen werden mit Hilfe des Prozessors 7.31 in einem externen Speicher elektronisch zeitlich geordnet eingelesen. Das digitale Datenmaterial wird digital kom primiert und kann mit Hilfe des oben schon beschriebenen Algorithmus verarbeitet, codiert und mit einer softwaremäßig im RAM 7.32 abgelegten Referenzstruktur verglichen werden. Nach Ablauf der gewählten Meßzeit, die von 30 bis 60 Minuten einstellbar ist, wird das Analyseergebnis über die elektronische Anzeigeeinheit 7.4 optisch und akustisch angezeigt. Da das Risiko für ein Vorhofflimmern formal in vier Risikostufen eingeteilt werden kann, werden zur optischen Anzeige vier verschieden farbige Leuchtdioden (LED) 8.5 (8) verwendet, die auf der Frontplatte der Uhr nebeneinander angeordnet sind. Leuchtet die rote LED ist das Eintreten eines Ereignisses (Vorhofflimmern) sehr wahrscheinlich. Leuchtet die gelbe LED ist ein Eintreten des Ereignisses wahrscheinlich. Leuchtet die blaue LED ist ein Eintreten eines Ereignisses nicht sehr wahrscheinlich. Leuchtet die grüne LED besteht zur Zeit überhaupt kein Risiko für ein Eintreten eines Ereignisses.The digital electronics block 7.3 consists of the processor 7 , 31 and an additional external memory (RAM) 7 , 32 for storing larger amounts of data. The electronic pulse trains are created with the help of the processor 7 , 31 read in electronically in chronological order in an external memory. The digital data material is digitally compressed and can be processed, encoded and software-based in RAM using the algorithm described above 7 , 32 stored reference structure can be compared. After the selected measuring time, which can be set from 30 to 60 minutes, the analysis result is shown on the electronic display unit 7.4 optically and acoustically displayed. Since the risk of atrial fibrillation can be formally divided into four risk levels, four differently colored light-emitting diodes (LED) are used for the visual display. 8.5 ( 8th ) used, which are arranged side by side on the front plate of the watch. If the red LED lights up, an event (atrial fibrillation) is very likely to occur. If the yellow LED lights up, the event is likely to occur. If the blue LED lights up, an event is not very likely to occur. If the green LED is lit, there is currently no risk of an event occurring.

Um die einwandfreie Funktionstüchtigkeit des Gerätes während der Meßzeit sicherzustellen, ist in das Uhrgehäuse 8 (8) eine piezoakustische Zustandskontrolle 8.2 für die Batterie integriert, die bei einer zu kleinen Batte riespannung einen Pfeifton generiert, damit die alte Batterie vor der Messung durch eine neue ersetzt wird.In order to ensure the proper functioning of the device during the measuring time, it is in the watch case 8th ( 8th ) a piezoacoustic condition control 8.2 integrated for the battery, which generates a whistle when the battery voltage is too low, so that the old battery is replaced by a new one before the measurement.

Der Elementarsensor 7.1 kann auf seine technische Funktionstüchtigkeit einfach getestet werden, indem vor dem Anlegen der Herzdiagnostik-Armbanduhr die Mikrotaste 8.10 "Sensortest" auf dem Uhrgehäuse 8 kurz antippt wird und dann über die Tastkuppe 6.10 der Fluidkoppler 6.1 mehrmals kurz mit einem Finger kurz so eindrückt wird, daß der Elementarsensor 7.1 ein Ausgangssignal erzeugen kann. Durch die Betätigung der Mikrotaste 8.10 "Sensortest" wird über das Meß- und Kalibrierinterface 7.10 nur der analoge Elektronikblock 7.8 freigeschaltet. Bei jedem Fingerdruck auf die Tastkuppe 6.10 leuchtet, wenn der Elementarsensor 7.1 nicht defekt ist , die LED 8.1 auf.The elementary sensor 7.1 can be tested for its technical functionality simply by pressing the micro button before putting on the cardiac diagnostic wristwatch 8th , 10 "Sensor test" on the watch case 8th is briefly tapped and then over the probe tip 6 , 10 the fluid coupler 6.1 several times briefly with a finger so that the elementary sensor 7.1 can generate an output signal. By pressing the micro button 8th , 10 "Sensor test" is carried out via the measuring and calibration interface 7 , 10 only the analog electronics block 7.8 unlocked. Every time you press the fingertip 6 , 10 lights up when the elementary sensor 7.1 the LED is not defective 8.1 on.

Der externe elektronische Kalibrator 7.11 kann für den quantitativen Test oder die Kalibrierung der gesamten Messelektronik eingesetzt werden. Vor einem Meßeinsatz wird auf der Uhroberfläche die Kalibriertaste 8.12 betätigt. Damit wird das Meß- und Kalibrierinterface 7.10 über die Kalibriersteuerleitung 7.12 vom Meßbetrieb in den Kalibrierbetrieb umgeschaltet. Dann wird der Kabelstecker des Kalibrators 7.11 an das Mess- und Kalibrierinterface 7.10 angeschlossen und ein nicht darge stellter Startknopf auf der Frontseite des Kalibrators 7.11 betätigt. Jetzt wird das elektroakustische Signal der Anzeigeeinheit 8.2 abgewartet. Bei einem kurzen Ton ist die Elektronikeinheit sofort meßbereit. Bei einem Dauerton ist die Elektronikeinheit defekt und die Messung kann noch nicht durchgeführt werden.The external electronic calibrator 7 , 11 can be used for the quantitative test or the calibration of the entire measuring electronics. Before a measuring operation, the calibration button is on the watch surface 8th , 12 actuated. This is the measuring and calibration interface 7 , 10 via the calibration control line 7 , 12 switched from measuring mode to calibration mode. Then the cable connector of the calibrator 7 , 11 to the measurement and calibration interface 7 , 10 connected and a not shown start button on the front of the calibrator 7 , 11 actuated. Now the electro-acoustic signal of the display unit 8.2 awaited. With a short tone, the electronic unit is immediately ready to measure. If the tone is continuous, the electronics unit is defective and the measurement cannot be carried out yet.

In einem internen Speicher des Kalibrator 7.11 sind mindestens vier elektronische Referenzsignale gespeichert deren elektronische Strukturen so beschaffen sind, daß die vier oben beschriebenen Risikostufen elektronisch simuliert werden können. Damit können die vier Modi des Gerätes mit einer durch ein zweimaliges Drücken des Startknopfes 8.11 ausgelösten, automatisch ablaufenden Prüfroutine systematisch getestet, protokolliert und auf ihre korrekte Anzeige überprüft werden.In an internal memory of the calibrator 7 , 11 At least four electronic reference signals are stored, the electronic structures of which are such that the four risk levels described above can be electronically simulated. This means that the four modes of the device can be activated by pressing the start button twice 8.11 triggered, automatically running test routine are systematically tested, logged and checked for correct display.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung verfügt über mindestens eine drahtgebundene mehrpolige elektronische und drahtlose mehrkanalige infrarottechnische Schnittstelle 7.9, über welche die in einem Speicher enthaltenen Daten in einen externen Rechner (PC, Laptop) eingelesen werden können, um im Labor zusätzlich Informationen zu erlangen und um die gemessenen Ereignisse für spätere Vergleiche auf einem separaten Datenträger speichern zu können.The measuring device according to the invention has at least one wired multi-pole electronic and wireless multi-channel infrared technology interface 7.9 , via which the data contained in a memory can be read into an external computer (PC, laptop) in order to obtain additional information in the laboratory and to be able to save the measured events on a separate data carrier for later comparisons.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, daß bei routinemäßiger Herzuntersuchung im Rahmen einer allgemeinen Gesundheitsuntersuchung die erfindungsgemäße Meßvorrichtung eingesetzt wird, um die am gesunden Patienten erzeugte typische keulenförmige Punktgeometrie zu speichern, damit sie dann später als Referenzgeometrie in seinem Gerät programmiert und so eine erfolgreiche Früherkennung möglich gemacht werden kann.Another application is that at routine cardiac examination the measuring device according to the invention as part of a general health examination is used to the typical generated on healthy patients lobar Save point geometry so that it can later be used as reference geometry his device programmed, making successful early detection possible can be.

Außerdem kann gleichzeitig bei der Gesundheitsuntersuchung an dem gesunden Patienten sein individueller cardiophysiologischer Frequenzquotient bestimmt werden, um ihn später als gespeicherter cardiophysiologischen Referenzfrequenzquotient in seinem Gerät zur Verfügung zu haben, wenn eine individuelle Diagnose über seine aktuelle körperliche Konstitution und seine psychische Grundstimmung erstellt werden soll.In addition, at the same time the health examination on the healthy patient is more individual cardiophysiological frequency quotient to be determined later than stored cardiophysiological reference frequency quotient in his Device for disposal to have an individual diagnosis about his current physical constitution and his basic psychological mood is to be created.

Im folgenden werden nun verschiedene physikalische und technisch konstruktive Bauformen von Elementarsensoren beschrieben.The following are different physical and technical design of elementary sensors described.

In 9 ist das technische Aufbauprinzip eines optoelektronischen Elementarsensors 9 dargestellt. Der Ele mentarsensor 9 ist mechanisch in ein hautfreundliches elastisch fixierbares und mit einstellbarem Bandzug versehenes Armband 9.5 einer Herzdiagnostik-Armbanduhr 9.0 integriert. Nach dem richtigen Anlegen der Herzdiagnostik-Armbanduhr 9.0 wird der Blutdruckpuls der Radialis mit Hilfe der Tastkuppe 9.6 über den Fluidkoppler 9.1 auf die nicht gesickte Messmembran 9.2 übertragen, wobei sich diese konkav gleichmäßig durchbiegt. Eine Sende-LED 9.3 wird mit Konstantstrom von der Stromquelle 7.7 (7) gespeist. Eine Empfänger-LED 9.4 ist über einen Stecker 9.7 mit dem I/U-Wandler 7.61 des Elektronikblocks 7.6 verbunden. Der von der Sende-Diode 9.3 emittierte Lichtstrahl wird von einer polierten Membranunterseite reflektiert und von der Empfänger-LED 9.4 absorbiert, wobei sich abhängig von der Membrandurchbiegung die von der Empfänger-LED 9.4 aufgenommene Lichtintensität ändert. Der Empfängerstrom wird mit Hilfe des I/U-Wandlers 7.61 in ein analoges Spannungssignal gewandelt und einem programmierbaren Spannungsverstärker 7.62 im Elektronikblock 7.6 zugeführt. von dort wird das Signal auf ein analoges vierpoliges Tiefpass-Filter im Elektronikblock 7.2 weitergeleitet. Von dort gelangt es in den elektronischen Differenzierer 7.23. Die weitere elektronische Signalaufbereitung und die weitere Signalauswertung sowie die Generierung der elektronischen und optischen Anzeigefunktionen sind weiter oben schon beschrieben.In 9 is the technical construction principle of an optoelectronic elementary sensor 9 shown. The elementary sensor 9 is mechanically into a skin-friendly elastic fixable and with a adjustable strap provided bracelet 9.5 a heart diagnostic wristwatch 9.0 integrated. After correctly putting on the heart diagnostic wristwatch 9.0 the blood pressure pulse of the radial nerve becomes with the help of the probe tip 9.6 via the fluid coupler 9.1 on the not beaded measuring membrane 9.2 transmitted, which bends evenly concave. A send LED 9.3 is using constant current from the power source 7.7 ( 7 ) fed. A receiver LED 9.4 is via a plug 9.7 with the I / U converter 7.61 of the electronics block 7.6 connected. The one from the transmit diode 9.3 emitted light beam is reflected by a polished membrane underside and by the receiver LED 9.4 absorbed, depending on the membrane deflection that of the receiver LED 9.4 recorded light intensity changes. The receiver current is with the help of the I / U converter 7.61 converted into an analog voltage signal and a programmable voltage amplifier 7 , 62 in the electronics block 7.6 fed. from there the signal is transferred to an analog four-pole low-pass filter in the electronics block 7.2 forwarded. From there it gets into the electronic differentiator 7 , 23 , The further electronic signal processing and the further signal evaluation as well as the generation of the electronic and optical display functions have already been described above.

Um im Elektronikblock 7.6 den programmierbaren Verstärker 7.62 auf die richtige Verstärkung einstellen zu können wird das Signal von dem I/U-Wandler 7.61 über das Meß- und Kalibrierinterface 7.10 dem Verstärker 7.81 im analogen Elektronikblock 7.8 zugeführt und von dort, wie schon oben beschrieben, zu dem Prozessor 7.31 im digitalen Elektronikblock 7.3 weitergeleitet. Der Prozessor 7.31 führt dann über die Steuerleitung die Verstärkungseinstellung des programmierbaren Verstärkers im Elektronikblock 7.6 durch.To in the electronics block 7.6 the programmable amplifier 7 , 62 The signal from the I / U converter can be set to the correct amplification 7.61 via the measurement and calibration interface 7 , 10 the amplifier 7 , 81 in the analog electronics block 7.8 fed and from there, as already described above, to the processor 7 , 31 in the digital electronics block 7.3 forwarded. The processor 7 , 31 then carries out the gain setting of the programmable amplifier in the electronics block via the control line 7.6 by.

In 10 ist das technische Aufbauprinzip eines elektrodynamischen Elementarsensors 10 dargestellt. Der Elementarsensor 10 ist mechanisch in ein hautfreundliches elastisch fixierbares und mit einstellbarem Bandzug versehenes Armband 10.11 einer Herzdiagnostik-Armbanduhr 10.0 integriert. Nach dem richtigen Anlegen der Herzdiagnostik-Armbanduhr 10.0 wird der Blutdruckpuls der Radialis mit Hilfe der Tastkuppe 10.3 über den Fluidkoppler 10.2 auf die gesickte Meßmembran 10.4 übertragen, wobei sich diese jetzt, bedingt durch entsprechende Randsicken, parallel verschiebt. Auf der Unterseite der Mesmembran 10.4 ist ein Spulenkörper 10.8 mit einer Schwingspule 10.1 mechanisch befestigt. Konzentrisch zur Schwingspule 10.1 ist ein Permanentmagnetsystem angeordnet. Dieses besteht aus zwei axial polarisierten Permanentmagnetenringen 10.5 und 10.7 auf der Basis seltener Erden und einer dazwischen angeordneten hoch weichmagnetischen Metallringscheibe 10.6. Die beiden Permanentmagnetringe 10.5 und 10.7 sind dabei geometrisch so angeordnet, daß ihre magnetischen Nordpole einander zugewandt sind. Dadurch werden die magnetischen Feldlinien der beiden Permanentmagnete radial gebündelt, so daß sie radial die Schwingspule 10.1 durchfluten. Bei der zur Pulsdruckamplitude proportionalen Bewegung der Messmembran 10.4 wird in der Schwingspule 10.1 eine Spannung induziert die über eine Steckverbindung 10.14 und flexible Leiterbahnen 10.9 dem programmierbaren Verstärker 7.21 im Elektronikblock 7.2 und dem Verstärker 7.81 in Block 7.8 zugeführt wird. Die folgende elektronische Signalaufbereitung sowie die elektronische Auswertung der Signale und die Generierung der Anzeigefunktionen sind oben schon beschrieben worden.In 10 is the technical construction principle of an electrodynamic elementary sensor 10 shown. The elementary sensor 10 is mechanically into a skin-friendly, elastically fixable bracelet with an adjustable strap 10 , 11 a heart diagnostic wristwatch 10.0 integrated. After correctly putting on the heart diagnostic wristwatch 10.0 the blood pressure pulse of the radial nerve becomes with the help of the probe tip 10.3 via the fluid coupler 10.2 on the corrugated measuring membrane 10.4 transferred, which now shifts parallel due to corresponding edge beads. On the underside of the measuring membrane 10.4 is a bobbin 10.8 with a voice coil 10.1 mechanically attached. Concentric to the voice coil 10.1 a permanent magnet system is arranged. This consists of two axially polarized permanent magnet rings 10.5 and 10.7 based on rare earths and a highly soft magnetic metal washer arranged between them 10.6 , The two permanent magnet rings 10.5 and 10.7 are arranged geometrically so that their magnetic north poles face each other. As a result, the magnetic field lines of the two permanent magnets are bundled radially, so that they radially the voice coil 10.1 flood. With the movement of the measuring membrane proportional to the pulse pressure amplitude 10.4 is in the voice coil 10.1 a voltage induces the via a plug connection 10 , 14 and flexible conductor tracks 10.9 the programmable amplifier 7 , 21 in the electronics block 7.2 and the amplifier 7 , 81 in block 7.8 is fed. The following electronic signal processing as well as the electronic evaluation of the signals and the generation of the display functions have already been described above.

In 11 ist das technische Aufbauprinzip eines piezoelektrischen Elementarsensors 11 dargestellt. Der Elementarsensor 11 besteht aus zwei dünnen elektrisch axial polarisierten piezoelektrischen Keramikscheiben oder zwei piezoelektrischen Folien 11.3 und 11.5 die an ihrer Oberfläche zur elektrischen Kontaktierung metallisiert sind. Die piezoelektrischen Elemente 11.3 und 11.5 sind mit einem hochsteifen elektrisch nichtleitenden, dichten keramischen Gehäuseelement 11.4 mit einem eingebauten sehr hochohmigen Instrumentenverstärkerchip fest verklebt. Diese gesamte Baueinheit ist im Uhrgehäuse 11.9 einer Herzdiagnostik-Armbanduhr 11.0 untergebracht.In 11 is the technical construction principle of a piezoelectric element sensor 11 shown. The elementary sensor 11 consists of two thin electrically axially polarized piezoelectric ceramic disks or two piezoelectric foils 11.3 and 11.5 which are metallized on their surface for electrical contacting. The piezoelectric elements 11.3 and 11.5 are with a highly rigid, electrically non-conductive, dense ceramic housing element 11.4 firmly glued with a built-in very high impedance instrument amplifier chip. This entire assembly is in the watch case 11.9 a heart diagnostic wristwatch 11.0 accommodated.

Nach dem richtigen Anlegen der Herzdiagnostik-Armbanduhr 11.0 ist das Element 11.3 mit Hilfe der Tastkuppe 11.2 über den Fluidkoppler 11.1 mit der Meßfläche 5.3 am Unterarm der Probanten kraftschlüssig verbunden. Das Gehäuseelement 11.4 ist immer konstruktiv von dem zu messenden Drucksignal abgekoppelt. Die Elemente 11.3 und 11.5 sind elektrisch so verschaltet, daß sie mit Hilfe des im Gehäuseelement 11.4 eingebauten Instrumentenverstärkerchips ein Differenz-Spannungssignal bilden welches über die Steckverbindung 11.10 und die integrierten flexiblen Leiterfolien 11.8 über das Mess- und Kalibrierinterface 7.10 auf den Eingang des programmierbaren Verstärkers 7.21 im Elektronikblock 7.2 geschaltet wird. Die Leiterfolie besitzt eine Signalleitung, eine positive und negative Spannungsversorgungsleitung, wobei die in der Mitte liegende negative Versorgungsleitung gleichzeitig die Masseleitung des Meßsignals ist. Durch die Signaldifferenzbildung werden fast alle physikalischen (z. B. elektromagnetische und thermische) Störgrößen kompensiert. Die weitere Signalaufbereitung und -auswertung sowie die Generierung der einzelnen Anzeigefunktionen sind oben schon beschrieben worden.After correctly putting on the heart diagnostic wristwatch 11.0 is the element 11.3 with the help of the probe tip 11.2 via the fluid coupler 11.1 with the measuring surface 5.3 non-positively connected to the forearm of the test subjects. The housing element 11.4 is always structurally decoupled from the pressure signal to be measured. The Elements 11.3 and 11.5 are electrically connected so that they are in the housing element 11.4 built-in instrument amplifier chips form a differential voltage signal which via the connector 11 , 10 and the integrated flexible conductor foils 11.8 via the measurement and calibration interface 7 , 10 to the input of the programmable amplifier 7 , 21 in the electronics block 7.2 is switched. The conductor foil has a signal line, a positive and a negative voltage supply line, the negative supply line lying in the middle being the ground line of the measurement signal at the same time. Almost all physical (e.g. electromagnetic and thermal) disturbances are compensated for by the signal difference formation. The further signal processing and evaluation as well as the generation of the individual display functions have already been described above.

In 12 ist das technische Aufbauprinzip eines DMS-Elementarsensors 12 dargestellt (DMS-Dehnungsmeßstreifen). Der Elementarsensor 12 besteht aus einer dünnen Membranfeder 12.2 auf deren Unterseite Mess- und Kompensations-DMS 12.3 so appliziert sind, daß je zwei DMS auf den mechanischen Druck- und Zugzonen angeordnet sind welche zu einer temperaturkompensierten elektrischen DMS -Vollbrücke verschaltet sind. Infolge der Krafteinleitung wird die Tastkuppe 12.4 proportional zur Pulsdruckamplitude ausgelenkt. Über den Fluidkoppler 12.1 wird dadurch die Meßmembran 12.2 so durchgebogen, daß die dadurch bewirkte elektrische Brückenverstimmung ein zum Pulsdrucksignal analoges proportionales Spannungssignal erzeugt, welches über einen integrierten Instrumentenverstärker, der in das Elektronikgehäuse 12.6 eingebaut ist, so elektronisch aufbereitet wird, daß es weiter über die Steckverbindung 12.9 und die Signalleitungen der flexiblen Leiterbahnenfolie 12.11 dem programmierbaren Verstärker 7.21 im Elektronikblock 7.2 zugeführt werden kann. Die Energieversorgung erfolgt über die Energieleitungen der flexiblen Leiterbahnenfolien 12.11. Die weitere Signalaufbereitung und -auswertung sowie die Generierung der Anzeigefunktionen erfolgt wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen.In 12 is the technical construction principle of a DMS elementary sensor 12 shown (strain gauge strain gauge). The elementary sensor 12 consists of a thin diaphragm spring 12.2 measurement and compensation strain gauges on the underside 12.3 are applied so that two strain gauges are arranged on each of the mechanical pressure and tension zones, which are connected to form a temperature-compensated electrical strain gauge full bridge. As a result of Force is applied to the tip 12.4 deflected in proportion to the pulse pressure amplitude. Via the fluid coupler 12.1 this becomes the measuring membrane 12.2 bent so that the resulting electrical bridge detuning generates a voltage signal which is proportional to the pulse pressure signal and which is transmitted via an integrated instrument amplifier into the electronics housing 12.6 is installed, is electronically processed so that it continues through the connector 12.9 and the signal lines of the flexible conductor foil 12 , 11 the programmable amplifier 7 , 21 in the electronics block 7.2 can be supplied. The energy is supplied via the energy lines of the flexible conductor foil 12 , 11 , The further signal processing and evaluation as well as the generation of the display functions takes place as in the previously described embodiments.

In 13 ist das technische Aufbauprinzip eines galvanomagnetischen Sensors 13 dargestellt. Ein Hallsensorchip 13.3 mit integrierter Signalanpassung und Stromquelle ist mechanisch in ein Uhrgehäuse 13.0 einer Herzdiagnostik-Armbanduhr 13.11 so integriert, daß er genau gegenüber einem kleinen Permanentmagneten 13.4 (auf der Basis seltener Erden) liegt, welcher auf der Unterseite einer gesickten Meßmembran 13.2 klebetechnisch befestigt ist. Das Uhrgehäuse 13.0 ist mit einem hautfreundlichen, elastisch fixierbaren Armband 13.5 versehen, das einen einstellbarem Bandzug aufweist. Nach dem vorschriftsmäßi gen Anlegen der Herzdiagnostik-Armbanduhr 13.11 wird der Blutdruckpuls der Radialis mit Hilfe der Tastkuppe 13.6 über den Fluidkoppler 13.1 auf eine gesickte Mesmembran 13.2 übertragen, wobei sich diese und damit der Permanentmagnet 13.4 gleichmäßig vertikal auf den Hallsensor 13.3 zu bewegt und diesen dann proportional zur Membranbewegung aussteuert. Der integrierte Hallsensor 13.3 ist mittels der Steckverbindung 13.7 über die flexiblen Leiterbahnen 13.8 mit dem programmierbaren Verstärker 7.21 des Elektronikblocks 7.2 elektrisch verbunden. Die weitere Signalaufbereitung und -auswertung sowie die Generierung der Anzeigefunktionen erfolgt wie bei den oben beschrieben Ausführungsformen.In 13 is the technical construction principle of a galvanomagnetic sensor 13 shown. A Hall sensor chip 13.3 with integrated signal adaptation and power source is mechanically in a watch case 13.0 a heart diagnostic wristwatch 13 , 11 so integrated that it is exactly opposite a small permanent magnet 13.4 (based on rare earths), which is on the underside of a corrugated measuring membrane 13.2 is technically attached. The watch case 13.0 comes with a skin-friendly, elastically fixable bracelet 13.5 provided that has an adjustable belt tension. After completing the cardiac diagnostic wristwatch in accordance with regulations 13 , 11 the blood pressure pulse of the radial nerve becomes with the help of the probe tip 13.6 via the fluid coupler 13.1 on a corrugated measuring membrane 13.2 transferred, these and thus the permanent magnet 13.4 evenly vertically on the Hall sensor 13.3 to move and then controlled this proportional to the membrane movement. The integrated Hall sensor 13.3 is by means of the plug connection 13.7 via the flexible conductor tracks 13.8 with the programmable amplifier 7 , 21 of the electronics block 7.2 electrically connected. The further signal processing and evaluation as well as the generation of the display functions takes place as in the embodiments described above.

In 14 ist das technische Aufbauprinzip eines kapazitiven Elementarsensors 14 dargestellt. Auf der Unterseite einer Messmembran 14.2 ist klebetechnisch ein axial polarisierter Permanentmagnet 14.4 mit einer stirnseitig aufgebrachten nicht magnetischen Metallelektrode befestigt. Zentrisch und planparallel dazu ist in einem kleinen Abstand ein zweiter axial polarisierter Permanentmagnet 14.5 mit einer ebenfalls stirnseitig angebrachten nicht magnetischen Metallelektrode angeordnet. Die beiden sich konzentrisch gegenüberliegenden Metallelektroden bilden einen Flächenkondensator. Die beiden sich konzentrisch gegenüberliegenden Permanentmagnete 14.4 und 14.5 sind geometrisch so angeordnet, daß ihre Nordpole einander gegenüberliegen und so durch die magnetische Abstoßungskraft eine sog. magnetische Feder bilden, die in ihrer Federwirkung die sehr leichte und dünne Messmembran 14.2 unterstützen. Dadurch ist es möglich, eine Messmembran 14.2 zu verwenden, deren elastomechanische Eigenschaften schlechter sein dürfen als die der bisher in den beschriebenen Elementarsensoren eingesetzten. Auch dieser Elementarsensor 14 ist in einem Uhrgehäuse 14.0 einer Herzdiagnostik-Armbanduhr 14.00 mit einem Armband 14.11 eingebaut. Nach dem vorschriftsmäßigen Anlegen der Herzdiagnostik-Armbanduhr 14.00 wird der Blutdruckpuls der Radialis mit Hilfe der Tastkuppe 14.3 über den Fluidkoppler 14.1 auf die Messmembran 14.2 übertragen, wobei sich diese und damit der Permanentmagnet 14.2 mit seiner Metallelektrode gleichmäßig vertikal auf den Permanentmagneten 14.5 mit seiner Metallelektrode zu bewegt und so eine zur Membranbewegung proportionale, elektrische Kapazitätsänderung zwischen den beiden Metallelektroden bewirkt. Die beiden Kondensator-Metallplatten sind über sehr kurze Zuleitungen mit einer Signalaufbereitungselektronik 14.8 verbunden. Diese Signalaufbereitungselektro nik 14.8 generiert aus der Kapazitätsänderung eine analoge proportionale elektrische Spannung. Die flexible Leiterfolie 14.9 dient zur elektrischen Energie- und Signalübertragung über den Steckverbinder 14.7 und die Meß- und Kalibriereinheit 7.10 auf den programmierbaren Verstärker 7.21 im der Elektronikblock 7.2. Die weitere Signalaufbereitung und -auswertung sowie die Generierung der Anzeigefunktionen erfogt in der gleichen Weise wie beiden bereits beschriebenen anderen Elementarsensoren.In 14 is the technical construction principle of a capacitive elementary sensor 14 shown. On the underside of a measuring membrane 14.2 is an axially polarized permanent magnet 14.4 fixed with a non-magnetic metal electrode on the face. A second axially polarized permanent magnet is centrally and plane-parallel to it at a small distance 14.5 arranged with a non-magnetic metal electrode also attached to the front. The two concentrically opposite metal electrodes form a flat capacitor. The two concentrically opposite permanent magnets 14.4 and 14.5 are geometrically arranged in such a way that their north poles face each other and so form a so-called magnetic spring due to the magnetic repulsive force, which in its spring action is the very light and thin measuring membrane 14.2 support. This makes it possible to have a measuring membrane 14.2 to use, the elastomechanical properties may be worse than those previously used in the elementary sensors described. This elementary sensor too 14 is in a watch case 14.0 a heart diagnostic wristwatch 14 , 00 with a bracelet 14 , 11 built-in. After the cardiac diagnostic wristwatch has been properly applied 14 , 00 the blood pressure pulse of the radial nerve becomes with the help of the probe tip 14.3 via the fluid coupler 14.1 on the measuring membrane 14.2 transferred, these and thus the permanent magnet 14.2 with its metal electrode evenly vertically on the permanent magnet 14.5 moved with its metal electrode and thus causes an electrical capacitance change between the two metal electrodes that is proportional to the membrane movement. The two capacitor metal plates are connected to signal conditioning electronics via very short leads 14.8 connected. This signal conditioning electronics 14.8 generates an analog proportional electrical voltage from the change in capacity. The flexible conductor foil 14.9 is used for electrical energy and signal transmission via the connector 14.7 and the measuring and calibration unit 7 , 10 on the programmable amplifier 7 , 21 in the electronics block 7.2 , The further signal processing and evaluation as well as the generation of the display functions takes place in the same way as the two other elementary sensors already described.

In 8 ist beispielhaft die Oberfläche einer Herzdiagnostik-Armbanduhr schematisch dargestellt, die eine Uhreinheit, eine Elektronikeinheit und eine Informationseinheit umfaßt. Sie ist ausgestattet mit alphanumerischen, optischen und akustischen Anzeigeneinheiten zur Anzeige von medizinischen Daten, von Meßwerten, von Uhrfunktionen und von eingestellten Parametern. Sie besitzt eine elektronische und eine infrarottechnische Schnittstelle, ein Mikromultitastenfeld, ein Halbarmband mit einem mechanischen Armbandstraffer, ein Halbarmband mit flexiblen Leiterbahnen zur Energie- und Signalübertragung zwischen der Uhr-, Elektronik- und Informationseinheit (auf der Außenseite des Unterarms) und mit einer sensorischen Einheit (auf der Innenseite des Unterarms).In 8th the surface of a cardiac diagnostic wristwatch is shown schematically by way of example, which comprises a clock unit, an electronic unit and an information unit. It is equipped with alphanumeric, optical and acoustic display units for the display of medical data, measured values, clock functions and set parameters. It has an electronic and an infrared interface, a micromulti-key pad, a half-band with a mechanical wrist tensioner, a half-band with flexible conductor tracks for energy and signal transmission between the watch, electronics and information unit (on the outside of the forearm) and with a sensory unit (on the inside of the forearm).

Eine Mikrotaste 8.10 dient als Sensortesttaste, und eine LED 8.1 stellt die optische Anzeige für Sensortests dar (Funktion wie oben beschrieben). Eine LED 8.2 dient als optische Anzeige für die Batteriekontrolle (Funktion wie oben beschrieben). Vier verschiedenfarbige LEDs 8.5 werden zur optischen Anzeige der vier verschiedenen Risikostufen für das mögliche Eintreten eines Herzvorkammerflimmerns benutzt (Funktion wie oben beschrieben). Eine Mikrotaste 8.6 dient zur Uhreinstellung sowie zur Umschaltung zwischen verschiedenen Modi durch mehrfaches Antippen (Uhrzeit 12/24-Std.-Modus, zwei Zeitzonen, Alarm/Wecker, Wochentagsanzeige, Stoppuhr Kalender, Intervalltimer für Trainingsfunktionen). Eine weitere Mikrotaste 8.7 wird zum Abruf der oben eingestellten Modi durch mehrfaches Antippen benutzt, die auf dem Uhrdisplay 8.3 optisch dargestellt werden. Eine Mikrotaste 8.12 dient als Kalibriertaste zur Einleitung von Kalibriervorgängen (Funktion wie oben beschrieben). Über eine Mikrotaste 8.8 lassen sich seitlich integrierte Beleuchtungseinheiten für die Datendisplays bei schlechten Lichtverhältnissen einschalten. Eine Mikrotaste 8.9 ist zur Dateneingabe für die wissenschaftlich, physiologischen und medizinischen Parameter vorgesehen. Eine Mikrotaste 8.13 dient zur Eingabe von persönlichen allgemeinen und medi zinischen Daten. Über den bereits erwähnten Startknopf 8.11 wird bei einmaligem Drücken der Start/Stopp Funktion für den Meßbetrieb und bei zweimaligem Drücken die EIN/Aus-Funktion für die Batterie aktiviert. Die piezoakultischen Informationseinheiten 8.20 mit ihren akustischen Abstrahlflächen befinden sich seitlich am unteren Gehäuserand (Funktion wie oben beschrieben). Die mehrpolige elektronische und mehrkanalige infrarottechnische Schnittstelle 8.19 befindet sich seitlich am oberen Gehäuserand. Am Uhrgehäuse 8.0 befindet sich die mit dem elastischen dehnfähigen Teilarmband 8.14 verbundene Armbandstraffmechanik 8.16 mit manueller Einstellmöglichkeit. In das biegeelastische und nur sehr gering dehnfähige Teilarmband 8.15 sind die flexiblen Leiterbahnen 8.21 für die elektrische Energieversorgung von passiven Elementarsensoren und die Signalleitungen von passiven oder aktiven Elementarsensoren oder deren Signalanpasselektroniken integriert. Ein Datendisplay 8.4 dient zur alphanumerischen Darstellung aller erfaßten, eingegebenen und ausgewerteten Daten, wie jeweils aktuelle Herzfrequenz, maximale Herzfrequenz, durchschnittliche Herzfrequenz, Prozentsatz der maximalen Herzfrequenz (OwnIndexs), Ober-/Untergrenzen der Herzfunktion, Erholungs-Herzfrequenz usw..A micro button 8th , 10 serves as a sensor test button, and an LED 8.1 shows the optical display for sensor tests (function as described above). An LED 8.2 serves as an optical display for battery control (function as described above). Four different colored LEDs 8.5 are used to visually display the four different risk levels for the possible occurrence of atrial fibrillation (function as described above). A micro button 8.6 is used to set the clock and to switch between different modes by more Quick tap (time 12/24 hour mode, two time zones, alarm / alarm clock, weekday display, stopwatch calendar, interval timer for training functions). Another micro button 8.7 is used to call up the modes set above by repeatedly tapping on the clock display 8.3 be represented optically. A micro button 8th , 12 serves as a calibration button to initiate calibration processes (function as described above). Via a micro button 8.8 Laterally integrated lighting units can be switched on for the data displays in poor lighting conditions. A micro button 8.9 is intended for data entry for scientific, physiological and medical parameters. A micro button 8th , 13 is used to enter personal general and medical data. Via the already mentioned start button 8th , 11 the start / stop function is activated for measuring operation and the ON / OFF function for the battery is pressed twice. The piezoacultic information units 8th , 20 with their acoustic radiation surfaces are located on the side on the lower edge of the housing (function as described above). The multi-pole electronic and multi-channel infrared interface 8th , 19 is located on the side of the upper edge of the case. On the watch case 8.0 is the one with the elastic stretchy partial bracelet 8th , 14 connected bracelet tightening mechanism 8th , 16 with manual setting option. In the flexible and only slightly stretchable part of the bracelet 8th , 15 are the flexible conductor tracks 8th , 21 integrated for the electrical power supply of passive elementary sensors and the signal lines of passive or active elementary sensors or their signal matching electronics. A data display 8.4 is used for the alphanumeric representation of all recorded, entered and evaluated data, such as current heart rate, maximum heart rate, average heart rate, percentage of maximum heart rate (OwnIndexs), upper / lower limits of the heart function, recovery heart rate, etc.

Um die Funktionstüchtigkeit des Gerätes jeweils kurz vor dessen Benutzung prüfen zu können, ist auch eine an sich bekannte Einrichtung zur Anzeige des jeweiligen Ladezustandes der Spannungsquelle vorgesehen, die sich optisch und/oder akustisch wahrnehmbar macht.To ensure the functionality of the device in each case Check shortly before using it to be able to also a known device for displaying the respective Charge state of the voltage source provided, which is optically and / or acoustically perceptible.

Claims (42)

Digitales, elektronisches, softwaregestütztes Diagnose-Verfahren unter Benutzung eines Mikrocontrollers und eines im Mikrocontroller – ROM fest programmierten speziellen Algorithmus, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von Herzerkrankungen, insbesondere des Vorkammerflimmerns, aus elektronischen Pulssignalen, welche aus physiologischen Pulsdruckwellen elektronisch generiert sind, eine virtuelle Datenliste der Pulssignal-Intervalle in einem Daten-RAM gespeichert und daraus über eine festgelegte Datenreduktion ein virtueller, elektronischer drei- oder zweidimensionaler Scatter-Plot berechnet wird, daß dieser Scatter-Plot mit Hilfe eines fest programmierten speziellen Algorithmus auf das Vorhandensein einer charakteristischen physiologischen oder pathologischen geometrischen Punktstruktur digital elektronisch geprüft wird, und daß je nach berechnetem Prüfergebnis eine optische und/oder akustische Anzeige aktiviert wird.Digital, electronic, software-supported diagnostic method using a microcontroller and a special algorithm permanently programmed in the microcontroller ROM, characterized in that a virtual one for the detection of heart diseases, in particular atrial fibrillation, from electronic pulse signals which are generated electronically from physiological pulse pressure waves Data list of the pulse signal intervals is stored in a data RAM and a virtual, electronic three- or two-dimensional scatter plot is calculated therefrom via a defined data reduction, that this scatter plot using a firmly programmed special algorithm for the presence of a characteristic physiological or pathological geometric point structure is digitally checked electronically, and that depending on the calculated test result, an optical and / or acoustic display is activated. Diagnose-Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für den virtuellen Scatter-Plot aufbereiteten Daten einer Fourier-Analyse (FFT) unterzogen werden, aus der in einer weiteren Auswertung mit Hilfe eines speziellen Algorithmuses die höchste Frequenz (fhigh) und die niedrigste Frequenz (flow) ermittelt wird, daß aus diesen Frequenzwerten der "cardiophysiologischen Frequenzquotienten" (fhigh/flow) gebildet wird, daß dieser Frequezquotient mit einem experimentell normierten cardiophysiologischen Frequenzquotienten verglichen und das Vergleichsergebnis als Aussage über die physiologische Balance (zw. Sympathikus u. Parasympathikus) und somit über die aktuelle körperliche Konstitution des Probanden oder Patienten optisch und/oder alphanumerisch angezeigt oder über eine Schnittstelle ausgegeben wird.Diagnostic method according to claim 1, characterized in that the data prepared for the virtual scatter plot are subjected to a Fourier analysis (FFT), from which, in a further evaluation with the aid of a special algorithm, the highest frequency (f high ) and the lowest frequency (f low ) is determined, that the "cardiophysiological frequency quotient" (f high / f low ) is formed from these frequency values, that this frequency quotient is compared with an experimentally standardized cardiophysiological frequency quotient and the comparison result is a statement about the physiological balance (between Sympathetic and parasympathetic) and thus visually and / or alphanumerically displayed via the current physical constitution of the subject or patient or output via an interface. Elektronische Messvorrichtung zur Durchführung des Diagnose-Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Sensierung von biologischen Pulsdrucksignalen einen spannungs- oder stromgenerierenden Elementarsensor (7.1) aufweist und zur Umschaltung zwischen verschiedenen Mess- und Kalibriervorgängen mit einem prozessorgesteuerten multifunktionalen Mess- und Kalibrierinterface (7.10) versehen ist, das mit einem programmierbaren, linearen Breitbandverstärker (7.21) eines analogen Elektronikblocks (7.2) in Verbindung steht, der zur Nachregelung der Verstärkung des Elementarsensorsignals in Abhängigkeit von dessen Spannungsamplitude über eine Steuerleitung (7.211) von einem Mikrokontroller (7.31) regelbar ist.Electronic measuring device for carrying out the diagnostic method according to claim 1 or 2, characterized in that it has a voltage or current-generating elementary sensor (4) for sensing biological pulse pressure signals. 7.1 ) and for switching between different measurement and calibration processes with a processor-controlled multifunctional measurement and calibration interface ( 7 , 10 ) which is equipped with a programmable, linear broadband amplifier ( 7 , 21 ) of an analog electronics block ( 7.2 ) is connected, which is used to readjust the gain of the elementary sensor signal as a function of its voltage amplitude via a control line ( 7 , 211 ) from a microcontroller ( 7 , 31 ) is adjustable. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitbandverstärker eine (7.21) sehr kleine Temperaturdrift aufweist.Electronic measuring device according to claim 3, characterized in that the broadband amplifier has a ( 7 , 21 ) has very small temperature drift. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Breitbandverstärker (7.21) zur Unterdrückung von Störsignalen ein mehrpoliges, elektronisches Filter (7.22) zugeordnet ist.Electronic measuring device according to claim 3 or 4, characterized in that the broadband amplifier ( 7 , 21 ) a multi-pole electronic filter to suppress interference signals ( 7 , 22 ) assigned. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch einen elektronischen Differenzierer (7.23) zur Erzeugung von Nulldurchgängen im Signalverlauf und durch einen Nullpunktdetektor zur elektronischen Erkennung von Nulldurchgängen und zur Steuerung eines Impulsgenerators, der elektronische unipolare Rechteck-Pulssignale erzeugt.Electronic measuring device after a of claims 3 to 5, characterized by an electronic differentiator ( 7 , 23 ) for the generation of zero crossings in the signal curve and by a zero point detector for the electronic detection of zero crossings and for the control of a pulse generator which generates electronic unipolar rectangular pulse signals. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch einen analogen Elektronikblock (7.8) mit einem sehr breitbandigen linearen Verstärker (7.81) und einem mehrpoligen elektronischen Filter (7.82) zur Störsignalunterdrückung sowie mit einem A/D-Wandler, der eine digitale Signalfolge erzeugt, welche durch den Mikrocontroller (7.31) zur Verstärkungseinstellung am Verstärker (7.21) benutzt wird.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 5, characterized by an analog electronic block ( 7.8 ) with a very broadband linear amplifier ( 7 , 81 ) and a multi-pole electronic filter ( 7 , 82 ) for interference signal suppression as well as with an A / D converter that generates a digital signal sequence that is generated by the microcontroller ( 7 , 31 ) for gain adjustment on the amplifier ( 7 , 21 ) is used. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 7 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (7.81) eine kleine Temperaturdrift aufweist.Electronic measuring device according to claim 7 or 4, characterized in that the amplifier ( 7 , 81 ) has a small temperature drift. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (7.22) des Elektronikblocks (7.2) verbunden ist mit einem analogen Elektronikblock (7.6), der einen linearen driftarmen I/U-Wandler (7.61) aufweist, welcher die vom stromgenerierenden Elementarsensor (7.1) erzeugten Stromsignale in Spannungssignale umwandelt, welche dem Mess- und Kalibrierinterface (7.10) zugeführt und von dort auf den Eingang des Verstärkers (7.81) im Elektronikblock (7.8) geschaltet werden.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the filter ( 7 , 22 ) of the electronics block ( 7.2 ) is connected to an analog electronics block ( 7.6 ), which has a linear low-drift I / U converter ( 7 , 61 ), which the from the current-generating elementary sensor ( 7.1 ) converts the generated current signals into voltage signals, which the measuring and calibration interface ( 7 , 10 ) and from there to the input of the amplifier ( 7 , 81 ) in the electronics block ( 7.8 ) are switched. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 9 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungssignale zeitgleich dem Verstärker (7.61) des Elektronikblocks (7.6) zugeführt und durch den Mikrocontroller (7.31) zur Nachregelung der Signalverstärkung in Abhängigkeit von den Stromamplituden des Elementarsensorsignals benutzt und zur weiterer Signalverarbeitung dem mehrpoligen Filter (7.22) im Elektronikblock (7.2) zugeführt werden.Electronic measuring device according to claim 9 or 4, characterized in that the voltage signals simultaneously with the amplifier ( 7 , 61 ) of the electronics block ( 7.6 ) supplied and by the microcontroller ( 7 , 31 ) for readjustment of the signal gain depending on the current amplitudes of the elementary sensor signal and for further signal processing the multi-pole filter ( 7 , 22 ) in the electronics block ( 7.2 ) are fed. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Elektronikblöcke (7.2, 7.6 und 7.8) elektrisch verbunden sind mit einem digitalen; den Mikrocontroller (7.31) enthaltenden Elektronikblock (7.3), der zudem mit einem internen ROM zur Speicherung von Steuer-/Regelfunktionen mittels eines speziellen Auswertealgorithmus versehen ist und einen externen RAM aufweist.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 10, characterized in that the analog electronic blocks ( 7.2 . 7.6 and 7.8 ) are electrically connected to a digital; the microcontroller ( 7 , 31 ) containing electronic block ( 7.3 ), which is also provided with an internal ROM for storing control functions using a special evaluation algorithm and has an external RAM. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet durch eine Risikoanzeige (7.5) mit mindestens einer piezoakustischen und mindestens vier optoelektronischen Anzeigeelementen (8.5) sowie mit mindestens zwei Displays (8.3, 8.4) zur akustischen und optischen Anzeige von Daten und Warnfunktionen.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 11, characterized by a risk indicator ( 7.5 ) with at least one piezoacoustic and at least four optoelectronic display elements ( 8.5 ) and with at least two displays ( 8.3 . 8.4 ) for acoustic and visual display of data and warning functions. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, gekennzeichnet durch mindestens eine mehrpolige, elektronische und mindestens eine mehrkanalige, infrarottechnische Schnittstelle (7.9) zur Datenübergabe an einen externen elektronischen Rechner.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 12, characterized by at least one multi-pole, electronic and at least one multi-channel, infrared technology interface ( 7.9 ) for data transfer to an external electronic computer. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, gekennzeichnet durch eine Mikrotasteneinheit (7.5) und eine Tasten-Logik zur Eingabe von technischen, medizinischen und/oder persönlichen Daten.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 13, characterized by a micro-key unit ( 7.5 ) and a key logic for entering technical, medical and / or personal data. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, gekennzeichnet durch einen externen elektronischen Kalibrator (7.11) zur Sicherstellung der richtigen Funktionsweise der elektronischen Messvorrichtung, wobei in einem internen Speicher des Kalibrators mindestens vier Referenzsignale gespeichert sind, deren elektronische Struktur so beschaffen ist, daß vier Risikostufen elektronisch simuliert werden können und in einer automatisch ablaufenden Prüfroutine die Messeinrichtung systematisch getestet und auf ihre korrekte Anzeige überprüft werden kann.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 14, characterized by an external electronic calibrator ( 7 , 11 ) to ensure the correct functioning of the electronic measuring device, whereby at least four reference signals are stored in an internal memory of the calibrator, the electronic structure of which is such that four risk levels can be electronically simulated and the measuring device is systematically tested and tested in an automatic test routine correct display can be checked. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Elementarsensor (6.6) in ein Sensorgehäuse (6.7) eingebaut ist, das austauschbar in ein Uhrgehäuse eingesetzt ist, das seinerseits in ein elastisch fixierbares, hautfreundliches Armband (6.5) integriert ist.Electronic measuring device according to claim 15, characterized in that the elementary sensor ( 6.6 ) in a sensor housing ( 6.7 ) is installed, which is interchangeably inserted in a watch case, which in turn is in an elastically fixable, skin-friendly bracelet ( 6.5 ) is integrated. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Elementarsensor (7.1) zum Abtasten der Pulsdruckwelle z. B. einer Arterie radialis ein aus einem halbharten, biegeelastischen Material bestehendes Tastorgan (6.10) aufweist, das über einen Fluidkoppler (6.1) mit einem mechanisch/elektrischen Wandler in Verbindung steht.Electronic measuring device according to claim 15 or 16, characterized in that the elementary sensor ( 7.1 ) for sampling the pulse pressure wave z. B. a radial artery, a probe made of a semi-hard, flexible material ( 6 , 10 ) which has a fluid coupler ( 6.1 ) is connected to a mechanical / electrical converter. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur distalen Komprimierung der abzutastenden Arterie im Abstand neben dem Tastorgan (6.10) ein z.B. aus einer Gumminoppe bestehendes Druckelement (6.4) vorgesehen ist.Electronic measuring device according to claim 17, characterized in that for distal compression of the artery to be scanned at a distance next to the sensing element ( 6 , 10 ) a pressure element consisting of a rubber knob, for example ( 6.4 ) is provided. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidkoppler (6.1) aus einem mit Silikonöl gefüllten Behälter mit einer elastischen Oberflächenwand besteht, die sich der Flächenkontur der Taststelle (5.2) anpaßt.Electronic measuring device according to claim 17, characterized in that the fluid coupler ( 6.1 ) consists of a container filled with silicone oil with an elastic surface wall that matches the surface contour of the touch point ( 5.2 ) adapts. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Elementarsensor (6.6) eine Messmembran aufweist, deren mechanische Durchbiegung taktil oder berührungslos vom Wandler in eine elektrische Meßgröße umgewandelt wird.Electronic measuring device according to claim 17, characterized in that the el ment sensor ( 6.6 ) has a measuring membrane, the mechanical deflection of which is converted into an electrical measured variable by the transducer in a tactile or contactless manner. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Messmembran mit Randsicken versehen ist.Electronic measuring device according to claim 20, characterized in that the Measuring membrane is provided with edge beads. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Armband (6.5) aus einem dehnbaren Abschnitt und einem nicht dehnbaren Abschnitt besteht und daß in den nicht dehnbaren Abschnitt flexible elektrische Leiterbahnen (6.9) elastisch integriert sind.Electronic measuring device according to claim 16, characterized in that the bracelet ( 6.5 ) consists of a stretchable section and a non-stretchable section and that in the non-stretchable section flexible electrical conductor tracks ( 6.9 ) are integrated elastically. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Elementarsensor (6.6) über einen lösbaren Steckverbinder (6.8) mit der im Uhrgehäuse untergebrachten Elektronik verbunden ist.Electronic measuring device according to claim 16, characterized in that the elementary sensor ( 6.6 ) via a detachable connector ( 6.8 ) is connected to the electronics housed in the watch case. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, gekennzeichnet durch die Verwendung eines optoelektronischen Elementarsensors , der eine Messmembran (9.2) mit verspiegelter Unterseite aufweist, die als Reflektor für den Lichtstrahl einer Reflektor-Lichtschranke dient, deren Sende-LED (9.3) und Empfänger-LED (9.4) über Steckkontakte (9.7) und flexible Leitbahnen (9.8) mit einem externen I/U-Wandler (7.61) verbindbar sindElectronic measuring device according to one of claims 3 to 14, characterized by the use of an optoelectronic elementary sensor which has a measuring membrane ( 9.2 ) with a mirrored underside, which serves as a reflector for the light beam of a reflector light barrier, the transmitter LED ( 9.3 ) and receiver LED ( 9.4 ) via plug contacts ( 9.7 ) and flexible interconnects ( 9.8 ) with an external I / U converter ( 7 , 61 ) are connectable Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elektrodynamischen Elementarsensors.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 14, characterized by the use of an electrodynamic Elementary sensor. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrodynamische Elementarsensor eine gesickte Messmembran (10.3) mit einer unterseitig angebrachten Schwingspule (10.1) aufweist in der konzentrisch eine Permanentmagnetsystem angeordnet ist.Electronic measuring device according to claim 25, characterized in that the electrodynamic elementary sensor has a corrugated measuring membrane ( 10.3 ) with a voice coil on the underside ( 10.1 ) has a permanent magnet system arranged concentrically. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Permanentmagnetsystem aus zwei axial polarisierten Permanentmagnetringen 10.5 und 10.7 besteht, die beiderseits einer weichmagnetischen Metallringscheibe (10.6) so ange ordnet sind, daß ihre magnetischen Nordpole einander zugewandt sind.Electronic measuring device according to claim 26, characterized in that the permanent magnet system consists of two axially polarized permanent magnet rings 10.5 and 10.7 exists on both sides of a soft magnetic metal washer ( 10.6 ) are arranged so that their magnetic north poles face each other. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, gekennzeichnet durch die Verwendung eines piezoelektrischen Elementarsensors.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 14, characterized by the use of a piezoelectric Elementary sensor. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Elementarsensor aus einer dünnen elektrisch axial polarisierten piezoelektrischen Keramikscheibe (11.3) oder einer piezoelektrischen Folie besteht.Electronic measuring device according to claim 26, characterized in that the piezoelectric elementary sensor consists of a thin electrically axially polarized piezoelectric ceramic disk ( 11.3 ) or a piezoelectric film. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrischen Keramikscheibe (11.3) bzw. piezoelektrischen Folie zur Kompensation thermischer Effekte eine zweite dünne elektrisch axial polarisierte piezoelektrische Keramikscheibe (11.5) oder eine piezoelektrischen Folie zugeordnet ist, die nicht dem Meßsignal ausgesetzt wird.Electronic measuring device according to claim 29, characterized in that the piezoelectric ceramic disc ( 11.3 ) or piezoelectric film to compensate for thermal effects, a second thin electrically axially polarized piezoelectric ceramic disk ( 11.5 ) or a piezoelectric film is assigned that is not exposed to the measurement signal. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Keramikscheibe (11.5) elektrisch so verschaltet ist, daß mit Hilfe eines Instrumentenverstärkerchips ein Differenz-Spannungssignal erzeugt wird, welches über eine Steckverbindung (11.10) und integrierte flexible Leitfolien (11.8) auf eine nachfolgende Signalverarbeitungselektronik übertragbar ist.Electronic measuring device according to claim 29, characterized in that the second ceramic disc ( 11.5 ) is electrically connected in such a way that a differential voltage signal is generated with the aid of an instrument amplifier chip. 11 , 10 ) and integrated flexible guiding foils ( 11.8 ) can be transferred to subsequent signal processing electronics. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Elementarsensor in ein keramisches Gehäuse (11.4) eingebaut ist.Electronic measuring device according to claim 26, characterized in that the piezoelectric element sensor in a ceramic housing ( 11.4 ) is installed. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, gekennzeichnet durch die Verwendung eines DMS-Elementarsensors.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 14, characterized by the use of a DMS elementary sensor. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der DMS-Elementarsensor eine dünne Membranfeder (12.2) aufweist, auf deren Unterseite Mess-DMS und Kompensations-DMS (12.3) so appliziert sind, daß je zwei DMS auf den mechanischen Druckzonen und Zugzonen angeordnet sindElectronic measuring device according to claim 33, characterized in that the strain gauge elementary sensor has a thin membrane spring ( 12.2 ), on the underside of which measuring strain gages and compensation strain gauges ( 12.3 ) are applied so that two strain gauges are arranged on the mechanical pressure zones and tensile zones Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei DMS zu einer temperaturkompensierten elektrischen DMS-Vollbrücke verschaltet sind, so daß bei einer Durchbiegung der Messmembran (12.2) eine elektrische Brückenverstimmung bewirkt wird, die ein zum Pulsdrucksignal analoges Spannungssignal erzeugt.Electronic measuring device according to claim 34, characterized in that in each case two strain gauges are connected to form a temperature-compensated electrical strain gauge full bridge, so that when the measuring diaphragm bends ( 12.2 ) an electrical bridge detuning is effected, which generates a voltage signal analogous to the pulse pressure signal. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungssignal über einen integrierten Instrumentenverstärker elektronisch aufbereitet auf eine weitere Signalaufbereitungselektronik geschaltet wird.Electronic measuring device according to claim 35, characterized in that that this Voltage signal above electronically processed an integrated instrument amplifier is switched to another signal processing electronics. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Hall-Elementarsensors.Electronic measuring device according to one of claims 3 to 14, characterized by the use of a Hall elementary sensor. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Elementarsensor eine gesickte Messmembran (13.2) mit einem auf ihrer Unterseite klebetechnisch befestigten Permanentmagneten (13.4) aufweist, der sich bei einer Membranbewegung vertikal auf einen Hall-Sensorchip (13.3) zu bewegt und im Hall-Sensorchip (13.3) eine zur Membranbewegung proportionale elektrisch Spannung generiert.Electronic measuring device according to claim 37, characterized in that the Hall elementary sensor a corrugated measuring membrane ( 13.2 ) with a permanent magnet attached on its underside ( 13.4 ), which vertically rests on a Hall sensor chip during membrane movement ( 13.3 ) moved and in the Hall sensor chip ( 13.3 ) generates an electrical voltage proportional to the membrane movement. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Sensorchip (13.3) mit einer integrierten Signalanpassung und einer integrierten Konstantstromquelle versehen ist, und daß die vom Hall-Sensorchip (13.3) erzeugten Spannungen über eine Steckverbindung (13.7) und über flexible Leiterbahnen (13.8) zur Signalaufbereitung einer externen Elektronik zuführbar ist.Electronic measuring device according to claim 38, characterized in that the Hall sensor chip ( 13.3 ) is provided with an integrated signal adaptation and an integrated constant current source, and that from the Hall sensor chip ( 13.3 ) generated voltages via a plug connection ( 13.7 ) and via flexible conductor tracks ( 13.8 ) can be fed to external electronics for signal processing. Elektronische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, gekennzeichnet durch die Verwendung eines kapazitiven ElementarsensorsElectronic measuring device according to one of claims 3 to 14, characterized by the use of a capacitive elementary sensor Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Elementarsensor eine Messmembran (14.2) aufweist, auf deren Unterseite klebetechnisch ein axial polarisierter Permanentmagnet (14.4) mit einer unterseitigen Metallelektrode angeordnet ist, dem konzentrisch sowie planparallel dazu in einem kleinen Abstand ortsfest ein zweiter axial polarisierter Permanentmagnet (14.5) so zugeordnet ist, daß sich die Nordpole beider Permanentmagnete (14.4 und 14.5) gegenüberliegen, wobei der zweite Permanentmagnet (14.5) auf seiner Oberseite ebenfalls mit einer Metallelektrode versehen ist.Electronic measuring device according to claim 40, characterized in that the capacitive elementary sensor has a measuring membrane ( 14.2 ), on the underside of which there is an axially polarized permanent magnet ( 14.4 ) is arranged with a metal electrode on the underside of which a second axially polarized permanent magnet is fixed in a concentric and plane-parallel manner at a small distance from it ( 14.5 ) is assigned so that the north poles of both permanent magnets ( 14.4 and 14.5 ) are opposite, the second permanent magnet ( 14.5 ) is also provided with a metal electrode on its top. Elektronische Messvorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Metallelektro den über sehr kurze Zuleitungen mit einer im gleichen Gehäuse untergebrachten Signalaufbereitungselektronik (14.8) verbunden sind, die aus der Kapazitätsänderung eine analoge proportionale elektrische Spannung erzeugt, welche über eine flexible Leiterfolie (14.9) und einen Steckverbinder (14.7) einer externen Elektronik zur weiteren Signalverarbeitung zuführbar ist.Electronic measuring device according to claim 41, characterized in that the two metal electrodes are connected to the signal processing electronics ( 14.8 ) are connected, which generates an analog proportional electrical voltage from the change in capacitance, which via a flexible conductor foil ( 14.9 ) and a connector ( 14.7 ) external electronics can be supplied for further signal processing.
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