DE2624732A1 - Pulsometer - Google Patents

Pulsometer

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DE2624732A1
DE2624732A1 DE19762624732 DE2624732A DE2624732A1 DE 2624732 A1 DE2624732 A1 DE 2624732A1 DE 19762624732 DE19762624732 DE 19762624732 DE 2624732 A DE2624732 A DE 2624732A DE 2624732 A1 DE2624732 A1 DE 2624732A1
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pulses
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Francois Prinz
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HEUER LEONIDAS
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HEUER LEONIDAS
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    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/10Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into a train of pulses, which are then counted, i.e. converting the signal into a square wave
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pulsometer zum Anzeigen der mittleren Herzschlagfrequenz, das die Anzahl der Herzschläge während einer vorbestimmten Zeitperiode zählt, die ausreicht, um die Abweichungen in der Dauer auszugleichen, die jede isoliert genommene Periode beeinflussen können.
Zahlreiche Personen, die an Herzkrankheiten leiden, müssen in jedem Moment und in bequemer Weise ihre mittlere Herzschlagfrequenz überwachen können. Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung, die es solchen Personen ermöglicht, diese Überwachung mit einer ausreichenden Genauigkeit in der Größenordnung von einigen Prozent zu einem beliebigen Moment und mit einer geringen Verzögerungszeit zwischen dem Beginn einer
-» . Zählperiode für die Herzschläge und dem Moment, in dem das ° Resultat dieser Zählung angezeigt wird, leicht vorzunehmen.
In der CH-PS 540 041 wird bereits eine Pulsanzeigeeinrichtung
Telefon: (02 21) 38 02 38 - Telegramm: Inventator Köln · Telex: 8 883 555 max d Postscheckkonto Köln (BLZ 37010050) Kto.-Nr. 152251-500 · Deutsche Bank AG Köln (BLZ 37070060) Kto.-Nr. 1236181
beschrieben, die an einer Armbanduhr befestigt ist, die einerseits die Uhrzeit anzeigt und andererseits eine Anzeige der Herzschlagfrequenz gibt. Das hierbei verwendete Meßprinzip besteht im Messen einer oder einer Anzahl von vorbestimmten Perioden der Herzschläge durch Zählen von Impulsen, die sich mit einer bekannten Frequenz wiederholen. Dies entspricht jedoch nicht der medizinischen Praxis, bei der man umgekehrt vorgeht, indem die Zahl der Herzschläge gezählt werden, die während einer festen Zeitdauer, üblicherweise 1 min, auftreten. Nur in diesem Fall erhält man wirklich eine Angabe über die mittlere Herzschlagfrequenz, während man bei der bekannten Einrichtung eine andere Angabe, nämlich die Intervalldauer der Herzschläge erhält.
Selbst wenn eine Angabe der Intervalldauer zwischen Herzschlägen in eine Angabe der mittleren Herzschlagfrequenz kunstlich umgeformt werden könnte, sind die Meßsysteme wesentlich voneinander verschieden, wobei die Messung der Intervalldauer mit Ungenauigkeiten aufgrund der sehr kurzfristigen Instabilität der Herzschläge behaftet ist.
Die DT-OS 2 352 692 beschreibt eine ähnliche Einrichtung, die außerdem Mittel aufweist, durch die die durch Messung der Intervalldauer erhaltene Angabe in eine Angabe über die Anzahl der Herzschläge pro Zeiteinheit umgeformt wird. Hierdurch wird jedoch der oben beschriebene Nachteil nicht beseitigt.
Schließlich ist bereits aus der US-PS 3 742 937 eine Anzeige-
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einrichtung für die Herzschlagfrequenz bekannt, die einen Pulsfühler und eine Zähleinrichtung aufweist, die die Anzahl der Impulse während einer vorbestimmten Zeitdauer, z.B. 15 see, zählt. Hierbei handelt es sich somit um ein tatsächliches Pulsometer für die mittlere Herzschlagfrequenz, jedoch, wenn hierbei vorteilhafterweise alle 15 see ein erneuerter Wert geliefert wird, ergibt sich auch der Nachteil, daß man nur eine Genauigkeit erhält, die vfermal schlechter ist verglichen mit derjenigen, die man erhält, wenn man die Pulsschläge/min zählt.
Die vorliegende Erfindung schafft ein tatsächliches Pulsometer für die mittlere Herzschlagfrequenz im oben angegebenen Sinne, wobei jedoch der Torteil besteht, daß bei jeder Erneuerung des angezeigten Wertes keine schlechtere Genauigkeit im Vergleich zu einem Pulsometer erhalten wird, das über eine längere Zeitperiode zählt.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Pulsometer mit einem Zähl- und Anzeigeteil in einem Gehäuse und einer Einrichtung zum Fühlen des Pulsschlags mit Mitteln zum Umfassen eines Teils eines menschlichen Körpers, wo der Pulsschlag fühlbar ist, und einem Fühler, der mit den Mitteln zum Umfassen derart verbunden ist, daß er an diesem Teil des Körpers zur Anlage gelangt,
wobei der Zähl- und Anzeigeteil einen elektronischen Schaltkreis aufweist, mit dem der Fühler elektrisch verbunden ist,
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während eine elektrische Energiequelle in dem Gehäuse angeordnet und zur Versorgung des Schaltkreises mit diesem verbunden
und eine Anzeigeeinrichtung im Zähl- und Anzeigeteil vorgesehen ist,
wobei der Schaltkreis
Mittel zum Zählen,
mit dem Fühler verbundene Mittel zum Liefern von Eingangssignalen auf die Zähleinrichtung, deren Zahl während einer vorbestimmten Zeitperiode wenigstens nahezu proportional der Zahl der vom Fühler festgestellten Pulsschläge während der Zeitperiode ist, die 60/N see ist, wobei N ein ganzer Teiler von 60 ist, Mittel zum Setzen der Zähleinrichtung auf Null am Anfang jeder Zeitperiode,
einen Speicher zum Aufnehmen des von der Zähleinrichtung am Ende der Zeitperiode erreichten Wertes und zum Erhalten dieses Wertes bis zum Ende der folgenden Zeitperiode und eine mit dem Speicher und der Anzeigeeinrichtung verbundene Anzeigebetätigungseinrichtung aufweist, um die Anzeigeeinrichtung derart zu betätigen, daß diese den gespeicherten Wert anzeigt, der die Herztaktfrequenz des Trägers angibt, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Mittel zum Liefern von Eingangsimpulsen eine Schaltkreiseinrichtung aufweisen, die einen Eingang zur Aufnahme eines vom Fühler gelieferten Signals aufweist und elektrische Impulse liefert, die die Pulsschläge vervielfachen, während ein mit der Zähleinrichtung verbundener Ausgang ein Signal liefert, das wnigstens nahezu N Impulse für jeden am Eingang der Schaltkreis-
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einrichtung ankommenden Signalimpuls aufweist.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Schaltkreiseinrichtung eine Impulsformerstufe zum Aufnehmen des Fühlersignals und fern eines Signals, das für jeden festgestellten Pulsschlag einen Impuls mit fester vorbestimmter Dauer und Amplitude aufweist,
eine Integrierstufe, die das von der Impulsformerstufe gelieferte Signal aufnimmt und eine Spannung liefert, die entsprechend einer direkten Funktion der Intervalldauer zwischen den Impulsen des von der Impulsformerstufe gelieferten Signals variiert,
und eine Regeloszillatorstufe aufweist, die das von der Integrierstufe gelieferte Signal aufnimmt und ein Signal liefert, das Impulse enthält, die sich während der Intervalle, deren Dauer gemäß einer direkten Funktion der genannten Spannung variiert, wiederholen, wobei die direkten Funktionen, die in der Integrier- und der Regeloszillatorstufe verwendet werden, untereinander eine Relation derart aufweisen, daß für jedes gegebene Intervall T, das zwischen den Impulsen konstant ist, die in die Integrierstufe gelangen, die Regeloszillatorstufe ein Signal liefert, daß N-mal mehr Impulse aufweist, die durch Intervalle Τ'=Τ/ίί getrennt sind.
Um alle Meßfehler aufgrund eines momentanen Herzstillstandes auzuschalten, ist es vorteilhaft, wenn die Schaltkreiseinrichtung einen Hilfszähler, dessen Zählkapazität wenigstens
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gleich. N ist, der jedesmal, wenn in der Integrierstufe ein Impuls erscheint, auf NuIl gesetzt wird und zum Zählen die Impulse aufnimmt, die die Regeloszillatorstufe liefert, wobei der Hilfszähler ein logisches Signal liefert, das ein logisches Niveau ändert, wenn er N Impulse gezählt hat, seit er das letzte Mal auf Null gesetzt wurde, und ein Gatter aufweist, das einen Ausgang, der den Ausgang der Schaltkreiseinrichtung bildet, und zwei Eingänge besitzt, die einerseits das von der Regeloszillatorstufe gelieferte Signal und andererseits das logische Signal des Hilfszählers aufnehmen, so daß die Impulse der Oszillatorstufe nur durchgelassen werden, wenn nach dem letzten Zurückstellen des Hilfszählers auf Null das logische Signal das logische Niveau noch nicht geändert hat, und das Zählen von weiteren N Impulsen verhindert wird, die von der Oszillatorstufe nachfolgend einem Pulsschlag in dem Fall geliefert werden, in dem das Auftreten des nachfolgenden Pulsschlages verzögert wird.
Zweckmäßigerweise ist N gleich 4, während die vorbestimmte Zeitperiode 15 see beträgt und die Anzeige alle 15 see zum Liefern einer Angabe der Anzahl der Pulsschläge/min, die durch Extrapolation auf der Basis der Anzahl der Pulsschläge während der vergangenen Periode von 15 see gebildet wird, korrigiert wird.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Anzeigeeinrichtung neben der numerischen Anzeige der Herzschlagfrequenz einen Blink-
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punkt aufweist, der zum Blinken entsprechend den Pulsschlägen gesteuert wird.
Schließlich ist es vorteilhaft, die Schaltkreiseinrichtung in Form eines einzigen integrierten Schaltkreises vorzusehen, während die Zähleinrichtung und der Speicher in Form eines anderen integrierten Schaltkreises ausgeführt sind, der zweckmäßigerweise auch die Betätigungseinrichtung für die Anzeige enthalten kann. In dieser Ausführungsform kann das Pulsometer zum Tragen wie eine Armbanduhr eingerichtet sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Pulsometers, das zum Tragen wie eine Armbanduhr eingerichtet ist.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltkreise des Pulsometers von Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte Pulsometer 1 weist einen Zähl- und Anzeigeteil 2 auf, dessen Bestandteile in einem Gehäuse 3 in. der Art eines Uhrgehäuses angeordnet sind, wobei an dem Gehäuse 3 zwei Arme eines Arfoandes 4- befestigt sind. Eine Ziffernanzeige 5 ist auf der Oberseite des Gehäuses 3 sichtbar, wobei die Anzeige von einem Typ "aus sieben Segmenten" gebildet
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wird und eine Gruppe 5b mit drei Anzeigestellen für Hunderter, Zehner und Einer aufweist. Das beschriebene Pulsometer dient zur Anzeige der Herzschlagfrequenz in Schlagen pro Minute derart, daß die Anzeige, die es zu liefern hat, in der Praxis kaum den Wert 2oo übersteigen wird. Man kann daher die Anzeige für die Hunderter aus einem einzigen Segment bildet, das von 0 bis 99 dunkel und von 100 bis 199 erleuchtet ist. Um eine gute Betriebssicherheit des Pulsometers sicherzustellen, ist es jedoch vorzugsweise derart konstruiert, daß es theoretisch bis zu einem Pulsschlag größer als 200/min arbeitet, wobei es für Kontrollzwecke bevorzugt ist, eine Hunderter-Anzeige vorzusehen, die auch eine Zahl größer als 1 anzeigen kann.
Neben der numerischen Anzeige 5b besitzt die Ziffernanzeige 5 einen leuchtenden Punkt 5a, der im Bhythmus der Herzschläge blinkt und einerseits anzeigt, daß das Pulsometer arbeitet und der Fühler an der richtigen Stelle angeordnet ist, und andererseits unter üblichen Bedingungen eine Anzeige bilden kann, <He >' \.;>. für den Träger des Pulsometers ausreicht, sich darüber Gewißheit zu verschaffen, daß seine Herzschlagfrequenz wenigstens etwa normal ist. Sobald der Träger hingegen den Eindruck bekommt, daß anormale Beschleunigung oder Verlangsamung auftritt, wo er selbst genau den Wert seines Pulsschlags feststellen will, betätigt er einen Druckknopf 6, der die Ziffernanzeige 5b aufleuchten läßt, die den numerischen Wert seiner Herzschlagfrequenz liefert.
Das Pulsometer arbeitet auf der Basis einer Information, die
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mittels eines Fühlers 7 erhalten wird, der an einem Arm des Armbandes 4 an einer Stelle derart "befestigt ist, daß ..er sich gegen das Untere des Handgelenks an der Stelle abstützt, wo man im allgemeinen den Puls einer Person fühlt, wobei das Armband ein Zubehörteil bildet, das im allgemeineren Falle auch an /· einem anderen Körperteil angeordnet werden kann, wo der Puls fühlbar ist. Der Fühler 7 kann beispielsweise von einem Typ sein, der analog zu demjenigen ist, der von der Firma Hewlett-Packard als digitaler Plethysmograph, Modell 14 3o1A vertrieben wird. Damit der Fühler 7 korrekt arbeitet, ist es notwendig, daß er sich gegen die Unterseite des Handgelenks des Trägers mit einem bestimmten Druck legt, was voraussetzt, daß das Armband 4 das Handgelenk gut umschließt. Zum bestmöglichen Anordnen und Umschließen sind die Arme des Armbandes 4 mit einem Netz oder einer Ausrüstung 8 versehen, wie sie in der Bekleidungsindustrie bekannt ist, die ein Sicherstellen einer Adhäsion zwischen den beiden Enden der Arme in jeder gewünschten Position und mit einer ausgezeichneten Festigkeit in Bezug auf eine Gleitbeanspruchung sicherstellt.
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild des elektronischen Schaltkreises des Pulsometers gemäß Fig. 1. Hierin ist die Anzeigeeinrichtung 5» der Druckschalter 6 und der Fühler 7 für die Pulsschläge schematisch dargestellt. Eine Batterie 9, die in dem Gehäuse 3 untergebracht ist, versorgt den Pulsometerstromkreis. In der dargestellten Ausführungsform sind zum Vereinigen des größten Teils der Bauteile zwei integrierte Schaltkreise 10 und 15 vorgesehen, neben denen jedoch bestimmte
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andere Bauteile wie ein Oszillator 19 als Grundlage für die Zeit, ein Frequenzteiler 2o, eine Differenzierstufe 21 mit positivem Sprung und eine Differenzierstufe 22 mit negativem Sprung existieren. Eine zwischengeschaltete Betätigungsstufe 23 zum Anzeigen ist ebenfalls getrennt angeordnet, jedoch kann diese sich auch in dem integrierten Schaltkreis 15 befinden. Die Umrahmung des letzteren ist durchgezogen dargestellt, da er von einer Platte eines heutzutage kommerziell erhältlichen integrierten Schaltkreises gebildet wird. Der integrierte Schaltkreis 10 stellt nur die Vereinigung von verschiedenen Bauteilen dar, wie sie realisierbar ist, falls sie nicht anders ausgeführt ist, die in diskreter Form zur Realisation eines Prototyps verveidet worden ist.
Das Impulssignal, das von dem Fühler 7 geliefert wird, wird auf eine Impulsformerstufe 11 gegeben, deren Ausgang Impulse im Rhythmus der Herzschläge mit vorbestimmter Amplitude und Dauer liefert. Der Ausgang der Impulsformerstufe 11 betätigt direkt die Leuchtpunktanzeige 5a. Das Ausgangs signal der Impulsforme rs tufe 11 wird auf den Eingang einer Gruppe 12 von zwei miteinander verbundenen Bauteilen 12a und 12b gegeben, wobei das erste ein Integrator ist, der die Dauer der Intervalle zwischen den Impulsen in eine variable Spannung U konvertiert, während das zweite ein Regeloszillator (vom Typ eines Kipposzillators) ist, der diese variable Spannung in eine Intervalldauer zwischen den von diesem Oszillator gelieferten Impulsen- .- konvertiert, wobei diese beiden Bauteile aneinander angepaßt sind, damit das Intervall
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zwischen zwei Impulsen, das am Ausgang des Bauteils 12b geliefert wird, immer etwa ein Viertel des Intervalls zwischen zwei Impulsen ist, die am Eingang des Bauteils 12a erscheinen. Das Intervall der Herzschläge ist mit T bezeichnet, während das Intervall zwischen den am Ausgang der Gruppe 12 gelieferten Impulse, das im allgemeinen gleich T/Di und in dem speziellen hier beschriebenen Fall gleich T/4 ist, mit T1 bezeichnet ist. D^e logischen Gleichungen und die stilisierten Kurven, die auf der Zeichnung erscheinen, ermöglichen ein. klares Verständnis der Funktionsweise der Gruppe 12 zum Reduzieren des Intervalls. In dem Moment, in dem die Herztaktfrequenz zunimmt und daher die Zeitdauer T abnimmt, nimmt die Zeitdauer T1 ebenfalls ab, um zu erreichen, daß T1 ein Viertel von T bleibt, jedoch wird der Verlauf von T1 eine bestimmte Verzögerung auf denjenigen von T haben. Da der Anstieg der Herz taktfrequenz eines Menschen nicht plötzlich erfolgt, ist diese Anpassungsverzögerung vernachlässigbar, wobei das gleiche für den Fall einer Verlangsamung der Herztaktfrequenz gilt.
Die von der Gruppe 12 abgegebenen Impulse, die durch die Intervalle T1 getrennt sind, werden in einem Zähler 16 mit drei Dekaden 0 10, der in dem integrierten Schaltkreis 15 enthalten ist, gezählt. Der Zähler 16 wird alle 15 see auf Null gesetzt, wobei unmittelbar, bevor er auf Null gesetzt wird, die in den drei Dekaden O 10 enthaltene Information in einen Speicher 17 gegeben wird, der aus drei Schieberegistern BEG mit vier Bits
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gebildet wird und ebenfalls einen Teil des integrierten Schaltkreises 15 bildet.
Um das Zurücksetzen auf Null und das Einlesen in den Speicher vorzunehmen, ist der Oszillator 19 als Zeitbezug vorgesehen, der mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von Prozent, die in diesem Fall ausreichend ist, eine Frequenz größer als 5o Hz, die in dem Frequenzteiler 2o geteilt wird, dessen letzte Stufe in einer Richtung alle 15 see kippt (Im allgemeinen Fall alle 60/li see). Falls entsprechend der Frequenz des Oszillators 19 notwendig, kann der Frequenzteiler noch Schleifen zum Bilden der Periode von 15 see aufweisen, wobei diese Schleifen jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Jedesmal wenn eine Ausgangsinformation des Frequenzteilers 20 vom unteren zum oberen Pegel läuft, liefert der Differenzierer 21 mit positivem Sprung, der diese Information empfängt, an seinem Ausgang einen kurzen Impuls, der auf die ühreingänge der Register des Speichers 17 gegeben wird, wobei diese Register den logischcü Zustand' im BOD-(Dezimal-Binär-)Code speichern, der die drei Dekaden der Zählung des Zählers 16 darstellt. In dem Moment, in. dem dieser kurze Impuls endet, d.h. wenn die Information bereits in den Speicher 17 eingelesen ist, liefert der Differenzierer 22 mit negativem Sprung, dessen Eingang den genannten kurzen Impuls ebenfalls aufnimmt, einen kurzen negativen Impuls, der auf die Eingänge zum Mullsetzen der drei Dekaden 0 10 des Zählers 16 gegeben wird. Weil außerdem der
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Zähler 16 Impulse mit einer vervierfachten Taktfrequenz bezüglich der Herztaktfrequenz empfängt, erreicht der Zähler 16 im Verlauf einer Periode von 15 see einen Zustand entsprechend der Angabe der Herztaktfrequenz pro Minute (um das Vierfache zusammengerückte Impulse, die wahrend einer viermal geringeren Zeitdauer gezahlt werden). Auf diese Weise korrigieren sich daher die Register des Speichers 17 alle 15 see um eine Position entsprechend der Angabe des Wertes der Herztaktfrequenz anzunehmen, die als Funktion der Anzahl der durch den Fühler 7 festgestellten Pulsschläge während der verstreichenden Periode von 15 see berechnet ist.
Eine Gefahr könnte jedoch für die Vornahme genauer Messungen darin bestehen, daß ein Herzschlag in dem einen oder anderen Moment ausfallen kann, ohne daß der Regeloszillator 12b unmittelbar aufhört, weiterhin Impulse zu liefern, wobei das Nichtvorhandensein des Pulsschlags sich zunächst lediglich durch eine Vergrößerung des Intervalls T1 zwischen den Impulsen des Regeloszillators ausdrückt. Auf diese Weise wird daher riskiert, daß eine bedeutende Herzschwäche durch das Pulsometer nicht entdeckt wird, da der Zahler 16 fortfahrt Impulse aufzunehmen.
Um diese Gefahr zu beseitigen, wird ein Hilfszählregister 13
besitzet vorgesehen, das vier in Serie geschaltete Flip-Flops, die von dem Regeloszillator 12b gelieferten Impulse von dem Moment an zählen, in dem ein Pulsschlag durch einen Impuls von dem Impulsformer 11 angezeigt wurde. Der von dem Impulsformer 11
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gelieferte Impuls, der ebenfalls auf den Eingang des Integrators 12a und auf die Blinkanzeige 5a gegeben wird, setzt die Flip-Flops des Zählers 13 derart auf Null, daß nur nach Durchgang von vier Impulsen des Regeloszillators der letzte Flip-Flop des Zählers 13 seinen Zustand ändert. Am invertierten Ausgang S2T des letzten Flip-Flops wird eine Information abge-
s ich
griffen, die auf dem logischen Niveau 1 seit dem Moment, in dem ein Herzimpuls erzeugt wird, bis zu dem Moment befindet, in dem vier Impulse danach am Ausgang des Regeloszillators 12b erschienen sind. Die Ausgangsinformation des Zählregisters 13 wird auf einen Eingang eines UND-Gatters 14 gegeben, dessen anderer Eingang die Impulse aufnimmt, die den Regeloszillator 12b verlassen, und dessen Ausgang mit dem Eingang des Zählers 16 verbunden ist, Auf diese Weise werden daher die vier ersten Impulse, die von dem Regeloszillator 12b abgegeben werden, bis zu dem Moment, in dem ein Herzimpuls erzeugt wird, durch das UND-Gatter 14 zum Eingang des Zählers 16 gelassen, während alle weiteren Impulse nach dem vierten am Durchgang gehindert werden, solange kein neuer Herzimpuls erscheint und der Zähler 13 nicht auf Null gesetzt wird. Wenn daher ein Herzimpuls versagt oder ausfällt, ergibt sich auf diese Weise für die Taktfrequenz, die ansonsten gleich bleibt, eine Erniedrigung um vier Einheiten,der Herztaktfrequenzanzeige. Wenn Z.B. während einer Periode von 15 see vier Herzschläge ausfallen, erniedrigt sich der angezeigte Wert um 16 Einheiten, was unmittelbar bemerkt wird.
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Ferner wird bemerkt, daß der integrierte Schaltkreis 15 eine Anzeigesteuerstufe 18 aufweist, die nur einen einzigen BCD/ 7 SEG- - Wandler aufweist, wobei die Umwandlung der drei getrennten Ziffern durch Mehrkanalausnutzung vorgenommen wird. Zu diesem Zweck benötigt man eine Zerlegungsfrequenz, deren Periode unterhalb der Netzhautträgheit liegt. Man verwendet hierzu die Frequenz, die von dem Oszillator 19 geliefert wird, indem vorzugsweise die Frequenz verwendet wird, die sich nach dem Durchgang durch wenigstens eine erste Stufe ergibt, die Rechteckimpulse bildet. Die synchrone Information des Multiplexbetriebs wird parallel zur Information der Ziffer aus 7 Segmenten (auf sieben Drähten) in einer zwischengeschalteten Anzeigebetätigungsstufe geliefert, die des weiteren die Information aufnimmt, die von dem Druckknopfschalter 6 geliefert wird. Diese Stufe 23 liefert nur die Erregerspannung für die Segmente der Ziffernanzeige ^b1 wenn der Schalter 6 betätigt wird. Wenn dies nicht der Fall ist, bleiben die Anzeigesegmente gelöscht, was für den Energiehaushalt der Batterie 9 günstig ist.
Ferner ist es möglich, das von der Information des Fühlers herrührende Signal direkt auf Zähleinrichtungen zu geben, wobei diese Zähleinrichtungen um jeweils vier Einheiten bei der Überwachung weitergestellt werden. Jedoch ist die Genauigkeit, die man erhält, viermal weniger gut, da die Feinheit der Definition, d.h. die Dauer der Intervalle, in denen m » die Anzahl ' a
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in 15 sec zählt, viermal weniger gut sein wird. Die beschriebene Einrichtung besitzt dagegen den Vorteil, daß sie eine Genauigkeit durch eine während 15 see durchgeführte Messung ermöglicht, die ebenso gut ist wie diejenige, die man durch eine Messung während eines Zeitraums von 60 see erhält, was sich durch die Tatsache ergibt, daß man das Nichtvorhandensein des Risikos einer absolut plötzlichen Inderung der Herztaktfrequenz in Betracht ziehen konnte (was selbst bei beträchtlicher Anstrengung der Fall ist, wo das Herz einige 1o see zum Beschleunigen der Herzschlagfrequenz benötigt). Die technische Messung, die in einer Transformation des Intervalls T in das Intervall T'=T/N" besteht, erweist sich daher als sehr vorteilhaft, da sie es ermöglicht, die Herzschlagfrequenz sehr schnell d.h. in 15 see festzustellen, wobei die Genauigkeit von einigen Prozent eingehalten wird, die man normalerweise bloß durch eine Messung während einer Zeitdauer von 1 min erhält.
Der Zähl- und Anzeigeteil 2 kann beispielsweise in einem Gehäuse in Form einer Tasche untergebracht werden, während die Fühl einrichtung eine Einrichtung aufweisen kann, die das Handgelenk oder einen Finger einer Person umfaßt, oder eine Einrichtung besitzen kann, die am Ohrläppchen einer Person befestigt wird. Eine weiche und dünne Leitung mit zwei Leitern wird dann vom Fühler zu dem Zähl- und Anzeigeteil 2 geführt.
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Claims (10)

_ _ 262A732 Patentansprüche
1. Pulsometer zur Anzeige der mittleren Herzschlagfrequenz durch Zählen der Anzahl der Schläge während einer vorgegebenen Zeitdauer, die ausreicht, um die Abweichungen in der Zeitdauer, die bei jeder isoliert genommenen Periode vorkommen können, unschädlich zu machen, mit einem Zähl- und Anzeigeteil in einem Gehäuse und einer Einrichtung zum Fühlen des Pulsschlags mit Mitteln zum Umfassen eines Teils eines menschlichen Körpers, wo der Pulsschlag fühlbar ist, und einem Fühler, der mit den Mitteln zum Umfassen derart verbunden ist, daß er an diesem Teil des Körpers zur Anlage gelangt, wobei der Zähl- und Anzeigeteil einen elektronischen Schaltkreis aufweist, mit dem der Fühler elektrisch verbunden ist, während eine elektrische Energiequelle in dem Gehäuse angeordnet und zur Versorgung des Schaltkreises mit diesem verbunden und eine Anzeigeeinrichtung im Zähl- und Anzeigeteil vorgesehen ist, wobei der Schaltkreis Mittel zum Zählen, mit dem Fühler verbundene Mittel zum Liefern von Eingangssignalen auf die Zähleinrichtung, deren Zahl während einer vorbestimmten Zeitperiode wenigstens nahezu proportional der Zahl der vom Fühler festgestellten Pulsschläge während der Zeitperiode ist, die 60/Ef see ist, wobei H" ein ganzer Teiler von 60 ist, Mittel zum Setzen der Zähleinrichtung
; auf Null am Anfang jeder Zeitperiode, einen Speicher zum
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Aufnehmen des von der Zähleinrichtung am Ende der Zeitperiode erreichten Wertes und zum Erhalten dieses Wertes bis zum Ende der folgenden Zeitperiode und mit dem Speicher und der Anzeigeeinrichtung verbundene Anzeigebetätigungseinrichtung aufweist, um die Anzeigeeinrichtung derart zu betätigen, daß diese den gespeicherten Wert anzeigt, der die Herztaktfrequenz des Trägers angibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Liefern von Eingangsimpulsen eine Schaltkreis einrichtung (10) aufweisen, die einen Eingang zur Aufnahme eines vom Fühler (7) gelieferten Signals aufweist und elektrische Impulse liefert, die die Pulsschläge vervielfachen, während ein mit der Zähleinrichtung (16) verbundener Ausgang ein Signal liefert, das wenigstens nahezu N Impulse für jeden am Eingang der Sch altkreis einrichtung (10) ankommenden Signalimpuls aufweist.
2. Pulsometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreiseinrichtung (10) eine Impulsformerstufe (11) zum Aufnehmen des Fühlersignals und Liefern eines Signals, das für jeden festgestellten Pulsschlag einen Impuls mit fester, vorbestimmter Dauer und Amplitude aufweist, eine Ihtegrierstufe (12a), die das von der Impulsformerstufe (11) gelieferte Signal aufnimmt und eine Spannung liefert, die entsprechend einer direkten Funktion der Intervalldauer zwischen den Impulsen des von der Impulsformerstufe (11) gelieferten Signals variiert, und eine Regelosζillator-
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stufe (12b) aufweist, die das von der Integrierstufe (12a) gelieferte Signal aufnimmt und ein Signal liefert, das Impulse enthält, die sich während der Intervalle, deren Dauer gemäß einer direkten Funktion der genannten Spannung variiert, wiederholen, wobei die direkten Funktionen, die in den Stufen (12a bzw. 12b) verwendet werden, untereinander eine Relation derart aufieisen, daß für jedes gegebene Intervall T, das zwischen den Impulsen konstant ist, die in die Integrierstufe (12a) gelangen, die Regeloszillatorstufe (12b) ein Signal liefert, daß N-mal mehr Impulse aufweist, die durch Intervalle T'=T/N getrennt sind.
3. Pulsometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreiseinrichtung (1o) einen Hilfszähler (13)» dessen Zählkapazität wenigstens gleich N ist, der jedesmal, wenn in der Integrierstufe (12a) ein Impuls erscheint, auf Null gesetzt wird und zum Zählen die Impulse aufnimmt, die die Regeloszillatorstufe (12b) liefert, wobei der Hilfszähler (13) ein logisches Signal liefert, das ein logisches Niveau ändert, wenn er N Impulse gezählt hat, seit er das letzte Mal auf Null gesetzt wurde, und ein Gatter (14) aufweist, das einen Ausgang, der den Ausgang der Schaltkreiseinrichtung (10) bildet, und zwei Eingänge besitzt, die einerseits das von der Regeloszillatorstufe (12b) gelieferte Signal und andererseits das logische Signal des
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Hilfszählers (13) aufnehmen, so daß die Impulse der Oszillatorstufe (12b) nur durchgelassen werden, wenn nach dem letzten Zurückstellen des Hilfszählers (13) auf Full das logische Signal das logische Niveau noch nicht geändert hat, und das Zählen von weiteren Ή Impulsen verhindert wird, die von der Oscillatorstufe (12b) nachfolgend einem Pulsschlag in dem Fall geliefert werden, in dem das Auftreten des nachfolgenden Pulsschlags verzögert wird.
4. Pulsometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeiehnet, daß N gleich 4 ist, während die vorbestimmte Zeitperiode 15 see beträgt und die Anzeige alle 15 see zum Liefern einer Angabe der Anzahl der Pulsschläge/min, die durch Extrapolation auf der Basis der Anzahl der Pulsschläge während der vergangenen Periode von 15 see gebildet wird, korrigiert wird.
5. Pulsometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Liefern von Eingangsimpulsen, die die Impulsformerstufe (11), die Integrier- und Regeloszillatorstufen (12a, 12b), den Hilfszähler (13) und das Gatter (14) aufweisen, als integrierter Schaltkreis ausgebildet sind.
6. Pulsometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung digitale Anzeigeelemente in Form von Fotoemissionsdioden aufweist, wobei der Zähl- und Anzeige-
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teil (2) eine von außen betätigbare Schalteinrichtung (6) aufweist, die mit der Betätigungseinrichtung (23) verbunden ist.
7. Pulsometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der vorbestimmten Zeitperiode von 60/N see ein unabhängig arbeitender Oszillator (19) niit einer Frequenz von wenigstens 5o Hz und ein Frequenzteiler (20) vorgesehen sind, der auf der Basis der Frequenz des Oszillators (19) jede 6o/N see einen kurzen Betätigungsimpuls liefert, wobei der Anfang und das Ende dieses kurzen Impulses den Speicher (17) bzw. Mittel zum Nullsetzen des Zählers (16) betätigt, während der Speicher (17)» die Betätigungseinrichtung (23) und die Anzeigeeinrichtung (5) digital arbeiten und die Frequenz von wenigstens 5o Hz verwendet wird, um dort das Abtasten der verschiedenen Ziffern, Einer, Zehner, Hunderter, vorzunehmen.
8. Pulsometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (5) neben der numerischen Anzeige (5b) der Herzfrequenz einen Blinkpunkt (5a) aufweist, der zum Blinken entsprechend den Pulsschlägen gesteuert wird.
9· Pulsometer nach Anspruch 1 zum Tragen entsprechend einer Armbanduhr, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) die Form eines Uhrgehäuses besitzt, das an einem Armband (4)
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angeordnet ist, wobei der Fühler (7) in dem Armband (4-) derart angeordnet ist, daß er von unten gegen das Handgelenk des Trägers anliegt.
10. Pulsometer nach. Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Armband (4-) zwei Arme aufweist, deren Endteile sich in getragenem Zustand überdecken, wobei die Endteile mit einem Uetz oder einer Ausrüstung versehen sind, die die gegenseitige Adhäsion in einer Position sicherstellt, die ein genügendes Drücken des Fühlers (7) gegen das Handgelenk zum zufriedenstellenden Arbeiten liefert.
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