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Herzschlagüberwachungsgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät
zur Erzeuglmg hörbarer und schwingender Signale zur Warnung von Personen mit Herzfehlern,
die sich in extremen Pulsschlagschwanknngen äu#ern, Das Gerät ist mit einem Elektromotor
ausgerdstet, der durch die von einer kleinen elektrischen Zelle gelieferte Energie
in einem Stromkreis angetrieben wird, der intermittierend durch einen pulsbetätigten
Schalter geschlossen wird und einen Permanentmagneten in Drehung versetzt. Letzterer
ist in einem Gehäuse eingeschlossen, das durch eine feine Feder in einer Lage gehalten
wird, die dem normalen Pulsschlag
entspricht, und unter der Kraftwirkung
des magnetischen Feldes des Magneten in richtung der Magnetdrehung infolge einer
kontinuierlicheren Erregung des Motors durch den Pulsschlag in Umdrehung versetzt
wird, sobald der Pulsschlag übernormal ist. Außerdem wird dieses Gehäuse unter der
Spannung der feinen Feder in einen Drehsinn bewegt, der der Magnetkraft entgegengesetzt
ist, sobald der Pulsschlag unter den Normalwert sinkt. Eine mit Farbzeichen versehene
Anzeigevorrichtung weist auf kleinere Pulsschlag schwankungen in beiden ILichtungen
hin. Zur Warnung bei übermäßig starken oder abnormal geringen Änderungen des Pulsschlags
wird ein Schallsignal erzeugt, Die Uberwachung der Pulsschlagzahl, Amplitude und/oder
der Regelmäßigkeit des Pulses einer Person, die einen IIerzfehler besitzt, soll
möglichst ständig geschehen, ist jedoch vor allem unter Bedingungen besonders notwendig,
während derer der Pulsschlag, die Amplitude und/oder die Regelmäßigkeit außerordentlich
stark beeinträchtigt werden, beispielsweise bei Ubermäßiger Erregung und sportlichen
oder kdrperlichen Anstrengungen.
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Die hauptaufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der eine Pulsschlagabweichung in beiden Richtungen von einem Normalwert
erkannt werden kann, und zwar auch dann, wenn es sich um nur kurze Zeitspallnen
handelt, so daß die bstreffends Person Schritte einleiten kann, die die llerrsehenden
Bedingungen verbessern oder einen derartigen Wechsel herbeiführen, ohne daß sie
zu
materiellen Veränderungen in Bezug auf ihre körperlichen oder
geistigen Anstrengungen Zuflucht nehmen müßte.
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Des weiteren hat stich die Erfindung die Schaffung einer Vorrichtung
der oben beschriebenen Art zum Ziel gesetzt, die angibt, und zwar vorzugsweise auf
akustischem Wege, daß der normale Pulsschlag entweder zu stark überschritten ist
oder sich abnormal verringert hat und somit uiiüer beiden gefährlichen Bedingungen
anzuzeigen, daß die körperlichen Anstrengungen unbedingt beendet werden müssen,
nd daß eine medizinische Behandlung notwendig ist oder ein Arzt aufgesucht werden
soll. Die Norm oder der normale Pulsschlag verschiedener Leute ist ein konstanter
Wert sondern hängt von der Konstitution der einzelnen Menschen ab. Es gibt Menschen,
die einen neidrigen Pulsschlag von etwa 50-60 Schlägen pro Minute haben, bei anderen
wiederum, deren Pulsschlag hoch ist, werden Werte von 77 uiid mehr Schlägen pro
Minute erreicht. andere Menschen wiederum haben einen Puls, der in dem Bereich zwischen
den tiefen und den hohen rerten liegt. Alle diese verschiedenen Pulsschläge sind
für den einzelnen normal, so daß der Erfindungsgegenstand dazu dient, im bezug auf
die "persönliche" Norm eines einzelnen Menschen eine nach oben oder nach unten gehende
Änderung in der Pulsschlagzahl anzuzeigen.
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Des weiteren soll der Erfindungsgegenstand so geartet sein, daß er
zwangsläufig arbeitet, bequem benutzt werdenkann leicht in einer Arbeitsstellung
installiert und leicht aus
dieser wieder ausgebaut werden kann,
wirtschaftlich hergestellt werden kann, verhältnismäßig einfach und ganz allgemein
überlegen und strapazierfähig ist.
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Schließlich weist der Erfindungsgegenstand auch neuartige konstruktive
Details und neuartige ICombinationen und Anordnung von Bauteilen auf, die in der
Beschreibung näher erläutert sind. Das erfindungsgemäße Pulsschlagüberwacilungsgerät
besteht ganz allgemein aus einer Einheit 10, die sowohl ein visuelles als auch ein
hörbares Warnsignal vor den Änderungen des Pulsschlags aufweist, ferner aus einer
Energiezelle 11, die vorzugsweise in dieser Einheit enthalten ist, einen durch den
Puls betätigten elektrischen Schalter 12 und einem ebenfalls in der Einheit enthaltenen
Elektromotor 13. Der Schalter 12 steuert einen elektrischen Schaltkreis 14, in dem
die Zelle 11 und der Motor 13 in fleihe geschaltet sind, wobei letzterer dadurch
beim Schließen des Schalters, das durch den Pulsschlag, entsprechend seiner Schlagzahl,
Amplitude oder Regelmäßigkeit, oder mehreren derartigen Pulswirkungen zusammen verursacht
wird, mit Strom gespeist und intermittierend angetrieben wird. Die Einheit 10 und
die Energiezelle 11 sind am besten auf einem Uhrenarmband 15 angebracht, so daß
sie sich am Handgelenk wie eine Armbanduhr tragen lassen, wobei der Schalter 12
auf der Innenseite des Bandes über dem Puls in diesem Bereich angeordnet werden
kann und ihn abgreift, während die Vorderseite der
Einheit 10 für
die das Überwachungsgerät tragende Person sichtbar ist. Auf dem Band kann, ohne
daß dieser Gegens-tand zu der Erfindung gehört, eine Irrt Stoppuhr vorgesehen werden.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung,
auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der
Zeichnung sind: Fig. i eine teilweise weggebrochene Draufsicht einer Einheit zur
Erzeugung visueller und akustischer Warnsignale beim Abweichen von einem Normwert
eines IIerzschlags, bezogen auf die Schlagzahl, Amplitude und Regelmä#igkeit des
Pulses, Fig. 2 eine Querschnittansicht längs der Linie 2-2 in Figur 1, Figur 3 eine
Querschnittansicht längs der Linie 3-3 in Figur 2, Fig. 4 ein Verdrahtungsdiagramm
der elektrischen Elemente des erfindungsgemä#en herz- oder Pulssciilagüberwachungsgerätes
unu Fig. 5 eine bevorzugte Vorrichtung in verkleinertem Maßstab zur Befestigung
aller Bauteile des Überwachungsgerätes, so da# diese mit dem Handgelenk in Betriebsberührung
stehen.
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Die Einheit 10 weist ein Traggehäuse 20 auf, das mit einer oberen
Wand 21, einer Bodenwand 22 und einer Zwischenwand 23 sowie mit oberen und unteren
Kammern 2 und 25 versehen ist, die durch die Wände 21,22 und 23 begrenzt werden.
Die fände 21 und 22 sind entfernbare Deckelwände, die den Zugang zu den Kammern
ermöglichen.
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Die Kammer 24 beherbergt den Elektromotor 13, dessen Antriebswelle
26 sich durch die Wandung 23 in die Kammer 25 hineinerstreckt. In der Kammer 28
ist ein frei drehbares, kreisrundes Gehäuse 27 angeordnet, das mit einem oberen
Deckel 2e verseilen ist, der in einer Öffnung 29 der Gehäusewand 21 freiliegt. In
der Öffnung 29 sitzt eine Einschnappdeckelplatte 30, die vorzugsweise undurciisicti
ist und ein Anzeigefenster 31 enthalt, durch das hindurch ein mit Farbzeichen versehener
Zeiger C sichtbar ist, der sich auf der Oberseite des drehbaren Deckels 20 des obengenannten
Gehäuses 27 befindet oder auf diesem angebracht ist. Das drehbare Gehäuse 27 weist
eine abwärts gerichtete, axiale Hülse 32 auf, die in einem in der Gehäusewand 23
sitzenden Lager drehbar gefUhrt ist. Das drehbare Gehäuse 27 besteht aus einem Metall
oder einem Material, das von dem rotierenden Feld eines Magneten beeinflu#t wird,
der auf diese Weise eine Drehbewegung des Gehäuses um die Achse seiner fliilse 32
verursacht.
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Auf einer Trägerplatte 34 sind ein Permanentaagnet oder Permanentmagnete
33 befestigt, die an sich beliebig
geformt sein können, solange
sie zu der inneren Oberfläche des drehbaren Gehäuses 27 einen Spalt lassen.
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Von der Tragplatte 34 aus erstreckt sich in der Hülse 32 elile Säule
35 abwärts, deren Ende in der Gehäusewandung 22 ein Drucklager hat. Sowohl der Magnet
bzw. die Magneten als auch ihre Trägerplatte weisen zu den Wänden des Gehäuses 27
einen Abstand auf, so daß die Teile unabhängig voneinander rotieren können, ausgenommen
da nicht, wenn das Feld des Magneten auf das Gehäuse eine Kraft ausübt, durch die
das Gehäuse auf der Achse der Säule und der Hülse in Drehrichtung des Magneten gedreht
wird. Die Platte 34 und die Säule 35 bestehen aus unmagnetischem Material, beispielsweise
Messing.
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Sobald der Motor 13 durch die durch deii Pulsschlag verursachten
Schlie#vorgänge des Schalters 12 erregt wird, treibt er die Säule 35 an, wodurch
eine entsprechende Rotation des Magneten hervorgerufen wird. In diesem Fall ist
ein Zahnrad 36, das die Welle 26 mit der Säule 35 verbindet und in der Kammer 25
angeordnet ist, als Antriebseinrichtung für den Magneten 33 vorgesehen. Eine feine
Feder 37 steht mit ihrem einen Ende mit dem Gehäuse 20 und mit ihrem anderen Ende
mit einem Stift 38 in Verbindung, der sich von dem Gehäuse 27 aus erstreckt, und
die Windungen der Feder sind so geformt, daß sie das Gehäuse in eine Drehrichtung
drücken, die der des rotierenden
Magneten 33 entgegengesetzt ist.
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Das Zeigerfenster 31 ist bezüglich der Drehachse des Magneten 33
so angeordnet, daß durch das Fenster hindurch der mit Farbzeichen versehene Anzeiger
C auf dem Gehäusedeckel 28 sichtbar ist. Bei diesem AusfUhrungsbeispiel besitzt
der Anzeiger die Form eines Bogens und ist in drei Abschnitte unterteilt. Der gelbe
Abschnitt C1 befindet sich mit dem Fenster 71 in Überdeckung, sobald zwischen der
Spannung der Feder 37 in der einen Richtung und der von dem rotierenden Magneten
33 auf das Gehäuse 27 ausgeübten Magnetkraft in der entgegengesetzten fluchtung
ein Gleichgewicht herrscht. Diese Stellung zeigt an, daß der IIerzschlag normal
ist. brenn das Überwachungsgerät nicht benutzt wird, ist es stromlos, weil der Schalter
12 im Normalzustand geöffnet ist. Sobald das Uberwachungsgerät benutzt wird, und
die Schließvorgänge des Schalters langsamer sind als normal, eine zu geringe Amplitude
aufweisen und/oder unregelmäßig sind, dann rotiert der Magnet langsamer als normal,
wodurch sich ein Ungleiehgewicht einstellt, bei dem die feine Feder auf das Gehäuse
27 eine solche Kraft ausübt, daß ein blauer Abschnitt Cw des Anzeigers mit dem Fenster
31 in Überdeckung kommt, wodurch visuell ein geringerer Puls als normal angezeigt
wird. Wenn der Pulsschlag schneller oder höher ist als normal oder aus welchen Gründen
auch immer, dann schließt der Pulsschlag den Schalter häufiger, die Drehzahl des
Motors 13 nimmt zu, wodurch eine Beschleunigung der Magnetrotation
bewirkt
wird und als Folge dessen ein derartiger Anstieg der auf das Gehäuse 27 ausgeübten
Zugkraft, dass die feine Feder gespannt wird und sich dadurch das Gehäuse so verdrehen
kann, daß ein dritter oder roter Abschnitt, nämlich der Abschnitt C'", des Anzeigers
mit dem Fenster 31 in Überdeckung kommt.
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Aus dem obigen ist ersichtlich, daß die Betriebsweise dieses Teils
des Überwachungsgerätes der eines GeschwindiO-keitsmessers mit Magnetrotation ähnlich
ist, der die Vorwärtsbewegung des Gehäuses 27, gemäß der Drehgeschwindigeit des
Magneten, bewirkt, während die feine Feder die @ückwärtsbewegung des Gehäuses 27
bewirkt, sobald sich diese Geschwindigkeit verringert.
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Um auf einen abnormal großen ns-tier des Pulsschlags oder einen großen
Abfall bis zu einem im wesentlichen vollständigen Stillstaiid des Pulses hinzuweisen,
ist eine Alarmvorrichtung 39, vorzugsweise akustischer Art, vorgesehen. Diese Vorrichtung
39 weist bei der dargestellten Ausführungsform zwei entgegengesetzt gerichtete Arme
40 auf, die auf der Hülse 32 sitzen und mit Kontaktbrücken -enden 41 ausgerüstet
sind, ferner zwei mit Abstand angeordnete Kontakte 42, die von jedem der beiden
Brückenenden 41 überbrückbar sind, eine Magnetspule 43, einen manuell schaltbaren
Sciialter 44, der mit den kontakten 42 und mit der Energiezelle 11 durch einen elektrischen
Schaltkreis 45 in Reihe liegt und schlie#lich eine Alarmvorrichtung 46 irgendeiner
geeigneten Konstruktion, die von dem Anker 47
der Spule außer Betrieb
gehalten wird, sobald einer oder beide Schalter 41,42 oder 44 offen sind.
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Wenn der Puls gefährlich ansteigt oder abfällt und der Schalter 44
geschlossen wird, dann wird das Gehäuse 27 in die eine oder die andere Wichtung
gedreht, bis eines der Kontaktbrückenenden 41 die Kontakte 42 überbrückt und dadurch
den Kreis 45 schließt, die Magnetspule 43 erregt und damit bewirkt, daß der Anker
47 zur Auslösung des Alarms 46 zurückgezogen wird, worauf dann ein akustisches Signal
ertönt. Din Blick auf das Anzeigefenster 31 zeigt an, ob der Alarm wegen eines zu
hohen oder zu niedrigen Pulses ausgelöst wurde. Durch Öffnen des Schalters 44 läßt
sich das warnsignal abschalten, und der Schalter kann so lange geöffnet bleiben,
bis die Vorrichthng in Betrieb genommen wird.
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Obgleich die hier beschriebene Vorrichtung einen normalerweise offenen
Schaltkreis 14 aufweist, der durch einen normalerweise offenen, vom Puls betätigten
Schalter 12 zur Erregung des Motors 13 geschlossen wird, würde es nur eine bloße
Umkehr der Betriebsweise bedeuten, den Schalter 12 durch einen normalerweise geschlossenen
Schalter zu ersetzen, so daß der Schaltkreis 14 normalerweise geschlossen ist und
intermittierend zur Ausschaltung des tIotors geöffnet wird. Auf diese Weise ergäbe
eine Verringerung der Motordrehzaii eine entsprechende Verringerung der Umdrehung
des Magneten und eine ähnliche jedoch umgekehrte Bewegung
des Gehäuses
27 und des auf ilim befrindlichen Anzeigers C als sie durch den obeii beschriebeneii
Schalter 12 uiid Schaltkreis 14 bewirkt werden.
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Obgleich bei dem Ausführungsbeispiel keine Einstellvorrichtungen
gezeigt sind, lä#t sich die erfindungsgemäße Vorrichtung für Personen mit verschiedenen
Normwerten für den Puls spezialisieren. In diesem Zusammenhang Iranii die feine
Feder in irgendeiner weise eingestellt werden, vergleichbar mit zur Einstellung
von Uhren, Geschwindigkeitsmessern und ähnlicher Vorrichtungen verwendeten Einstelleinrichtungen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel wird nur eine Energiezelle 11 verwendet.
Ls versteht sic jedoch von selbst, daß auch zwei getrennte Zellen, und zwar die
eine für den Schaltkreis 14 und die andere für den Sclialtkreis 45, vorgesehen werden
können.