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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von biometrischen Informationen, wobei die Vorrichtung ermöglicht, verschiedene Informationen von einem Benutzer zu messen, wobei sich der Benutzer dabei wohl fühlt. Die Vorrichtung kann umfassende Ergebnisse liefern.
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Technischer Hintergrund
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In den letzten Jahren hat sich der Lebensstandard und das Gesundheitsbewusstsein erhöht. Daher nehmen das Interesse und der Bedarf für Gesundheitsuntersuchungen zu. In der Regel werden Blutdruck, Puls, Elektrokardiogramm (EKG) und Körperfett gemessen und das Resultat wird als Grundlage verwendet.
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Dafür werden Blutdruckmesser, EKG-Messer, Körperfettmesser, Sphygmograph (um die Pulswellen zu messen) und Plethysmograph (um die Durchblutung zu messen) verwendet.
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Die herkömmlichen Geräte weisen jedoch die folgenden Probleme auf.
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Meist liefert ein Gerät nur eine Information. Für verschiedene Informationen braucht man daher mehrere passenden Messgeräte, die jeweils Platz benötigen und die Pflegekosten erhöhen. Außerdem ist es umständlich, da sich die Patienten von einem Gerät zum anderem bewegen müssen.
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Außerdem können verschiedene Informationen von mehreren Geräten nicht automatisch zusammengesammelt werden. Beim Zusammensammeln können Fehler oder Irrtümer auftreten.
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EP 1516580A1 beschreibt eine Handgelenkbefestigungsvorrichtung für eine Pulswellenmessvorrichtung mit einem Befestigungsbasishauptkörper, der an einer Befestigungsoberfläche montiert ist, und einem Halteabschnitt, der in einem oberen Abschnitt des Befestigungsbasishauptkörpers vorgesehen ist, zum Aufnehmen des Handgelenks, wobei ein Handflächenseitenabschnitt des Handgelenks nach oben gerichtet ist. Der Halteabschnitt hat eine Stützfläche, die das Handgelenk in einer geneigten Position aufnimmt, so dass ein Endabschnitt an einer radialen Seite des Handgelenks über einem Endabschnitt an einer ulnaren Seite davon liegt, während das Handgelenk auf dem Halter ruht.
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JP 3668831 B2 beschreibt eine Vorrichtung zum Messen von biometrischen Informationen mit einem Gehäuse, dessen innere Seitenfläche teilweise geöffnet ist, um den Unterarm hineinzulegen oder herauszunehmen.
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Weitere Vorrichtungen zum Messen von biometrischen Informationen sind aus JP H06- 125 881 A und aus
US 3 935 984 A bekannt.
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Ausführliche Erklärung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Um die oben genannte Probleme zu lösen, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Messen von verschiedenen biometrischen Informationen anzugeben, die ein schnelles Messen und ein einfaches und bequemes Handling für den Patienten ermöglicht.
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Lösungsmethode der Aufgabe
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Um die Aufgabe zu lösen, weist eine Vorrichtung zum Messen von biometrischen Informationen ein Gehäuse mit einer Ablagevorrichtung für den Unterarm auf, wobei das Gehäuse an einer Seite teilweise offen ist, um den Unterarm hineinzulegen oder herauszunehmen. In dem Gehäuse gibt es eine rundförmige Handablage, um darin die Hand bequem abzulegen. Darüber hinaus ist wenigstens eine Messeinrichtung vorhanden, die als Sphygmograph oder Plethysmograph ausgebildet ist oder zum Messen eines Elektrokardiogramms (EKG), Körperfettgehalts oder Blutdrucks vorgesehen ist.
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Die Handablage weist eine Fingerablageaussparung auf mit einer den Fingern entsprechenden Form, um die einzelnen Finger der Hand bequem abzulegen.
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Die Handablage kann je nach Länge des Unterarms bezüglich des Gehäuses verstellbar sein. Die Messeinrichtung, die eine ausgewählte Stelle des Unterarms auf der Ablagevorrichtung drückt, ist eine Blutdruckmesseinrichtung.
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Die Blutdruckmesseinrichtung umfasst eine Drucklufteinheit, um Druckluft zu erzeugen, eine dem Unterarm des Patienten angepasste Druckluftbinde, um den Unterarm des Patienten unter Verwendung der Drucklufteinheit zu drücken, einen Blutdrucksensor, um den Blutdruck basierend auf einer Druckveränderung der Druckluftbinde zu messen.
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Die Druckluftbinde enthält einen oberen Teil zum Drücken oder Komprimieren der oberen Seite des Unterarms; und einen unteren Teil zum Drücken oder Komprimieren der unteren Seite des Unterarms.
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Die Messeinrichtung kann eine Elektrokardiogramm-Messeinrichtung sein. In diesem Fall, ist das Gehäuse und die Handablage für beide Hände vorbereitet.
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Die Elektrokardiogramm-Messeinrichtung umfasst einen ersten und zweiten EKG-Sensor, die in den Finger- und Handflächenberührungsbereichen in einer der zwei Handablagen vorhanden sind, und einen dritten EKG-Sensor, der in den Finger- und Handflächenberührungsbereichen der anderen Handablage angeordnet ist. Die Elektrokardiogramm-Messeinrichtung nimmt die elektrische Aktivität beim Herzschlag wahr.
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Alternativ kann die Messeinrichtung als Körperfettmesseinrichtung ausgestaltet sein, um den Körperfettgehalt des Patienten zu messen. In diesem Fall werden das Gehäuse und die Handablage für beide Hände vorbereitet.
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Die Körperfettmesseinrichtung umfasst einen ersten Körperfettsensor und einen zweiten Körperfettsensor, die in Fingerberührungsbereichen von einer der beiden Handablagen entsprechend der linken und rechten Hand des Patienten vorgesehen sind, wobei der erste Körperfettsensor und der zweite Körperfettsensor verschiedene Finger berühren und einen dritten Körperfettsensor und einen vierten Körperfettsensor, die in Fingerberührungsbereichen von der anderen der beiden Handablagen vorgesehen sind, wobei der dritte Körperfettsensor und der vierte Körperfettsensor verschiedene Finger berühren; wobei der Körperfettsensor zum Messen des Körperfettgehalts des Patienten vorgesehen ist.
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Alternativ kann die Messeinrichtung eine obere Druckbinde umfassen, um selektiv die obere Seite des Handgelenks des Patienten zu drücken; und einen Sphygmographsensor, der das Pulswellensignal auf der unteren Seite des Bereichs des Handgelenks misst, der von der oberen Druckbinde gedrückt wird.
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Alternativ kann die Messeinrichtung eine Infrarotstrahlungsausgabeeinheit und eine Infrarotstrahlungsempfangseinheit umfassen. Dann bildet die Messeinrichtung einen Plethysmograph, um die Durchblutungsänderung an den Stellen zu messen, an denen die Finger aufliegen.
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Ein Abbruchknopf kann von einem Finger der Patienten optional in anomalen Fällen gedrückt, werden.
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Darüber hinaus kann eine Übertragungseinheit vorhanden sein, um die von der Messeinrichtung gemessenen Daten zu einem externen Gerät zu übertragen.
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Der Effekt der Erfindung
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Dieses Messinstrument zum Erfassen von biometrischen Daten hat folgende Effekte: Erstens gibt es an der Seite des Gehäuses eine Öffnung zum Zweck den Unterarm hinein- und herauszunehmen. Daher ist die Anwendung bequemer, als bei einem herkömmlichen Blutdruckmesser.
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Zweitens ist die Ablagevorrichtung an die Form des Unterarms angepasst. Das erhöht die Präzision der Daten und bietet für die Benutzer mehr Bequemlichkeit.
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Drittens ist in der Ablagevorrichtung die Handablage eingerichtet. Das erhöht die Präzision der Daten und bietet für die Benutzer mehr Bequemlichkeit.
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Viertens kann die Handablage je nach Länge des Unterarms bewegt werden. Das erhöht die Präzision der Daten und bietet für die Benutzer mehr Bequemlichkeit.
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Fünftens können durch verschiedene Messeinrichtungen der Vorrichtung verschiedene Informationen erfasst werden. Die Anschaffungskosten der Vorrichtung sind niedriger, als von mehreren einzelnen Geräten. Dazu sind geringe Pflegekosten und ein sparsamer Platz auch vorteilhaft. Es können verschiedene Informationen von einem Gerät automatisch zusammengetragen werden. Das ist benutzerfreundlich und beim Sammeln kommen weniger Fehler oder Irrtümer vor.
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Sechstens drückt bei der Benutzung des Sphygmographs die obere Druckbinde das Handgelenk regelmäßig. Der Sphygmographssensor ist an der Unterseite des Handgelenks angehaftet, wodurch die Präzision der Daten erhöht wird.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Gesamtbild des Messinstrumentes für biometrische Daten nach einem Ausführungsbeispiel.
- 2 ist ein Gesamtbild des Messinstrumentes für biometrische Daten mit Unterarm eines Benutzers in dem Instrument.
- 3 ist ein Gesamtbild der Handablage von 1.
- 4 ist ein Gesamtbild der Handablage von 3 bei einer Bewegung im Gehäuse.
- 5 ist eine Schnittansicht der 2.
- 6 ist ein Gesamtbild der Drucklufteinheit von 1.
- 7 ist ein Bild eines Diagramms über Elastizitätsgrad der Blutgefäße von 1, die mit einem Sphygmograph erfasst wurden;
- 8 ist ein Bild eines Diagramms einer beschleunigten Pulswelle, die mit einem Plethysmograph von 1 erfasst wurde.
- 9 ist eine Ansicht, mit zwei Instrumenten von Fig. 1 für beide Hände.
- 10 ist eine Darstellung der Handpartien, die mit einem EKG-Messer von 1 in Berührung kommen.
- 11 ist ein Bild, in dem das Prinzip des Körperfettmessers einfach gezeichnet ist. (von 1)
- 12 ist ein Grundriss der Handpartien, die mit einem Körperfettmesser von 1 in Berührung kommen.
- 13 ist ein Gesamtbild von 1 aus einer anderen Perspektive.
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Die beste Gestalt für Ausführung der Erfindung
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Ich erkläre den Zweck dieser Erfindung zum Verwirklichen, anhand von Ausführungsbeispielen und beigefügten Abbildungen. Dabei werden gleiche Namen und Ziffern für gleiche Konstruktionen verwendet und nebensächliche Erklärungen werden ausgelassen.
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Das Messinstrument kann ein Gehäuse (110), eine Handablage (120) und eine Messeinrichtung wie bei 1 und 2 umfassen.
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Ein Arm eines Patienten wird von Ellbogen bis zum Schulter als Oberarm bezeichnet und von Ellbogen bis zur Hand als Unterarm.
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Das Gehäuse (110) bildet das gesamte Äußere und in dem Gehäuse ist die Ablagevorrichtung (112) angeordnet, worauf der Unterarm (10) abgelegt wird. Die Handablage (120) ist rund bzw. konkav ausgebildet. Das Gehäuse (110) weist eine Öffnung (114) an einer Seite auf, ähnlich wie der Buchstabe C, wodurch der Unterarm auf der Ablagevorrichtung (112) leicht bewegt werden kann.
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Die Handablage (120) ist vor der Ablagevorrichtung (112) in dem Gehäuse (110) angeordnet und wie in 3 gezeigt, bildet sie den Platz, um die Hand abzulegen. Sie hat eine runde Form wie eine Maus.
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An der oberen Seite der Handablage (120) gibt es Fingerablageaussparungen für die einzelnen Finger (122) entsprechend der Fingerform.
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Wie in 4 dargestellt, lässt sich die Handablage (120) je nach Länge des Unterarms nach vorn und hinten abhängig von der Armlänge bewegen, wodurch für den Patienten die Bequemlichkeit erhöht wird.
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Die Messeinrichtungen zum Messen der Daten der Benutzer sind im Gehäuse (110) oder der Handablage (120) vorhanden. Die Messeinrichtung umfasst mindestens eine Einheit, ausgewählt aus Blutdruckmesser, Sphygmograph, Plethysmograph, EKG-Messer oder Körperfettmesser.
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Mindestens eine Einheit bedeutet in diesem Fall mehr als eine Einheit.
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Natürlich können auch andere Arten von Messeinrichtungen eingerichtet sein.
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Die Blutdruckmesseinrichtung misst den Blutdruck, indem der Oberarm gedrückt oder komprimiert wird. Sie besteht , wie in den 5 und 6 gezeigt, aus einer Drucklufteinheit (132), Druckluftbinde (135), einem Ventil (ohne Ziffer) und dem Blutdrucksensor (ohne Ziffer). Der Drucklufteinheit (132) produziert die Druckluft.
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Die Druckluftbinde (135) ist, wie in 5 gezeigt, an der Ablagevorrichtung ausgebildet und mit der Drucklufteinheit (132) verbunden. Die Druckluft aus der Drucklufteinheit (132) drückt den Unterarm. Und die Druckluftbinde (135) hat an der Druckluftbinde (135) ein Ventil (ohne Ziffer), das die Druckluft gelegentlich ausgibt. Der Blutdrucksensor (ohne Ziffer) misst basierend auf der Änderung der Druckluft an der Druckluftbinde (135) den Blutdruck. Das Ventil (ohne Ziffer) und der Blutdrucksensor (ohne Ziffer) sind über einen Luftkanal verbunden (ohne Ziffer). Die Druckluftbinde (135) kann wie in 5 eine obere Druckluftbinde (136) und eine untere Druckluftbinde (137) aufweisen, die getrennt voneinander eingerichtet sein.
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Die obere Druckluftbinde (136) ist an der inneren Oberseite der Ablagevorrichtung (112) in dem Gehäuse (110) angeordnet. Sie drückt die Oberseite des Unterarms (10). Dabei drückt die obere Druckluftbinde (136) das Handgelenk und die Handgelenkpartie des Unterarms (10).
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Die untere Druckluftbinde (137) ist an der inneren Unterseite der Ablagevorrichtung (112) in dem Gehäuse (110) angeordnet. Sie drückt die Unterseite des Unterarms (10).
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Wenn die Druckluftbinde (135) mit der oberen Druckluftbinde (136) und der unteren Druckluftbinde (137) getrennt eingerichtet sind, kann die Drucklufteinheit (132) eine erste Druckluftpumpe (133) und eine zweite Druckluftpumpe (134) aufweisen. Die erste Druckluftpumpe (133) beliefert die obere Druckluftbinde (136) mit Luft und die zweite Druckluftpumpe (134) beliefert die untere Druckluftbinde (137).
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Eine Messeinrichtung als Sphygmographs drückt das Blutgefäß (12) im Handgelenk des Unterarms und misst die Pulswelle des Blutgefässes mit dem Drucksensor. Dazu wird die Herzschlagzahl pro Minute und der Elastizitätsgrad der Blutgefäße ermittelt.
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Normalerweise ist es wichtig, dass die richtige Stelle an der Blutgefäßpartie mit dem richtigen Druck beim Messen der Pulswelle beaufschlagt wird.
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Folglich besteht die Pulsmesseinrichtung aus der oberen Druckbinde (142) und dem Sphygmographsensor (144).
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Die obere Druckbinde (142) ist an der Oberseite der Ablagevorrichtung (112) eingerichtet, die sich in der Innenseite des Gehäuses (110) befindet. Sie drückt die Oberseite des Handgelenks. Die obere Druckbinde (142) kann gleich der oberen Druckluftbinde (136) vom Blutdruckmesser sein oder aber auch eine andere. Wenn die obere Druckbinde (142) des Sphygmographs nicht die gleiche wie die obere Druckluftbinde (136) des Blutdruckmessers ist, kann ein Antriebteil z.B eine extra Druckluftpumpe (ohne Ziffer), der die obere Druckbinde (142) des Sphygmographs antreibt, eingerichtet sein.
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Der Sphygmographsensor (144) ist an der Handgelenkpartie angeordnet, die von der oberen Druckbinde (142) gedrückt wird. Er ist eine Art Drucksensor der die Änderung des Druckes von dem Blutgefäß (12) an der Handgelenkpartie misst.
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Denn die obere Druckbinde (142) drückt die Handgelenkpartie mit regelmäßigem Druck in Richtung Sphygmographsensor(144). Es werden die Informationen für die Herzschlagzahl pro Minute und den Elastizitätsgrad der Blutgefäße durch Kombination des Druckes von der oberen Druckluftbinde (136) und dem Sphygmographssensor (144) erfasst.
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Die Einheit des Plethysmographs misst die Menge des Blutstroms und die Pulswelle in den umliegenden Körperteilen wie z.B Finger.
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Die Einheit des Plethysmographs ist ein Lichtsensor, der die Menge des Blutstroms und die Pulswelle in den umliegenden Körperteilen misst. Die Ablagevorrichtung für die einzelnen Finger (122) ist auf der Handablage (120) angeordnet und der Plethysmographssensor (150) wird aus einem Infrarotstrahlungssender und einem Infrarotempfänger gebildet.
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Vorteilhaft kann ein Plethysmographsensor (150) an der Ablagevorrichtung für den Daumen (122) wie im 3 eingerichtet sein.
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Die Einheit des Plethysmographs erhält die Informationen über die Herzschlagzahl pro Minute, die Herzfrequenzvariabilität und den beschleunigten Plethysmograph wie in 8. Andererseits, wenn die Messeinrichtung als EKG- Messeinrichtung eingerichtet ist, sind zwei Messvorrichtungen zur Erfassung von biometrischen Daten für beide Hände vorgeschlagen. Das Elektrokardiogramm registriert elektrische Aktivitäten während das Herz schlägt. Nachdem die Elektroden an den richtigen Stellen des Patienten geklebt sind, registriert man die Elektrokardiogrammsignale mit verschieden Kombinationen der Elektroden im Speichergerät. Die winzigen elektrischen Spannungen müssen mit Hilfe von Ableitungen verstärkt werden, die die elektrischen Aktivitäten im Herzen aus 3 Richtungen erfassen. Die oben genannten Ableitungen bilden eine unipolare Ableitung. Einer der drei Ableitungspunkte hat den Pluspol und die zwei Übrigen haben den Minuspol. Die Ableitung mit dem Pluspol verstärkt das Potenzial des Herzens.
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Normalerweise werden 3 Elektroden an zwei Hände und einen Fuß geklebt. Aber im diesen Fall werden die Elektroden an den Finger und die Handfläche geklebt. Daher erhöht sich die Qualität der Messung.
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Die Elektrode der EKG-Messeinrichtung kann auf der Handablage (120) eingerichtet sein. Ausführlich gesagt, sind der erste Elektrokardiogrammsensor (162) und der zweite Elektrokardiogrammsensor (164) an Finger und Handfläche von einer Handablage (120) für die rechte oder linke Hand eingerichtet. Der dritte Elektrokardiogrammsensor (ohne Ziffer) für die andere Hand ist an der Fingerfläche und Handfläche von der anderen Handablage (120) eingerichtet.
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In Fall gem. 10 berührt der erste Elektrokardiogrammsensor (162) den Mittelfinger (23) der linken Hand, der zweite Elektrokardiogrammsensor (164) die linke Handfläche (26), der dritte Elektrokardiogrammsensor (ohne Ziffer) den Mittelfinger (23) der rechten Hand.
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Der erste Elektrokardiogrammsensor (162) wie in 3 ist an der Ablagevorrichtung für den Mittelfinger (122) auf der linken Handablage (120) angeordnet und der zweite Elektrokardiogrammsensor (164) auf der linken Handablage (120). Der dritte Elektrokardiogrammsensor (ohne Ziffer) ist an der Ablagevorrichtung für den Mittelfinger (122) auf der rechten Handablage (120) angeordnet. Weil die Struktur der beiden Handablagen symmetrisch sind, kann die ausführliche Erklärung und Abbildung ausgelassen werden. Der Fachmann erkennt dabei die Struktur.
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Die EKG-Messeinrichtung kann die Herzschlagzahl pro Minute in Echtzeit messen, und dadurch wird die Herzfrequenzvariabilität gemessen. Es hat mit dem sympathischen Nervensystem und dem parasympathischen Nervensystem zu tun. Je nach der Änderung der Herzschlagzahl wird der Stressgrad geschätzt.
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Wenn die Messeinrichtung ein Körperfettmesser ist und die Messeinrichtung wie in 9 beim EKG-Messer eingerichtet ist, sind zwei Messvorrichtungen für biometrische Daten für beide Hände erforderlich.
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Dabei wird der Körperfettgehalt, wie in 11 gezeigt, gemessen, indem zwei Elektroden an zwei Finger angeschlossen werden und ein Strom durch die beiden Finger fließt. Dadurch wird die Änderung des Widerstandes von einer Seite des Körpers analysiert.
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Die Elektrode des Körperfettmessers ist an der Handablage (120) eingerichtet. Sie kann wie in 12 die Zeigefinger (22,32) und die Ringfinger (24,34) von beiden Händen berühren. Daher können sich die Elektroden des Körperfettmessers wie in 3 in den Ablagevorrichtungen für die beiden Zeige- und Ringfinger (122) befinden.
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Es kann ein Abbruchknopf oder Auslöseknopf (170) vorhanden sein, der beim Messen verwendet wird, um bei anomalen Fällen, z.B. wenn ein Fehler auftritt oder der Benutzer den Test plötzlich nicht mehr durchführen kann, ausgelöst wird, um die Messung abzubrechen. Der Abbruchknopf (170) kann, wie in 3 dargestellt, in der Ablagevorrichtung für den Daumen (122) auf der Handablage angeordnet sein. Mit dem Abbruchknopf (170) kann der Benutzer den Test beenden.
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Die Vorrichtung zum Messen von biometrischen Daten (100) kann mit einer Sendevorrichtung (180) ausgestattet sein. Diese schickt die gesammelten Daten zu externen Geräten, z.B. Analysator, Monitor und Speichervorrichtung. Natürlich kann die Sendevorrichtung (180) Kabel oder eine drahtlose Verbindung verwenden, um die Messvorrichtungen für beide Hände zu synchronisieren.
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Die verschiedene Daten aus mehreren Messeinrichtungen können zusammengefasst oder kombiniert werden, wobei neue Informationen entstehen. Z.B. werden der systolische Blutdruck und der diastolische Blutdruck aus der Korrelation zwischen besonderen Parameter von Elektrokardiogrammsignal und Plethysmographsignal gebildet.
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Wie bereits erwähnt, bilden die Ausführungsbeispiele Beispiele um die Erfindung zu verstehen. Es ist offensichtlich für den Fachmann, dass diese Erfindung auch anders konkretisiert werden kann, ohne den Zweck und die Kategorie zu verlassen. Daher dürfen die Ausführungsbeispiele nicht als Einschränkung, sondern nur als Beispiel gesehen werden. Aus dem Grund ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche.
