DE2642370A1 - Verfahren bzw. einrichtung zur messung und darstellung der mittleren wiederholungsfrequenz von ereignissen pro zeiteinheit - Google Patents

Verfahren bzw. einrichtung zur messung und darstellung der mittleren wiederholungsfrequenz von ereignissen pro zeiteinheit

Info

Publication number
DE2642370A1
DE2642370A1 DE19762642370 DE2642370A DE2642370A1 DE 2642370 A1 DE2642370 A1 DE 2642370A1 DE 19762642370 DE19762642370 DE 19762642370 DE 2642370 A DE2642370 A DE 2642370A DE 2642370 A1 DE2642370 A1 DE 2642370A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
events
clock pulses
measuring
control switch
pulse generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19762642370
Other languages
English (en)
Inventor
Erhard Ing Grad Schilling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19762642370 priority Critical patent/DE2642370A1/de
Publication of DE2642370A1 publication Critical patent/DE2642370A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/14Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application giving a distribution function of a value, i.e. number of times the value comes within specified ranges of amplitude
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

  • Verfahren bzw. Einrichtung zur Messung und Darstellung
  • der mittleren Wiederholungsfrequenz von Ereignissen pro Zeiteinheit Es ist oft erforderlich, die mittlere Wiederholungsfrequenz von Ereignissen pro Zeiteinheit zu erfassen, z.B.
  • die Herzschlagfrequenz eines Menschen in Herzschlägen pro Minute. Eine direkte Messung im Sinne einer genauen Messung des Abstandes zwischen zwei Ereignissen ist hier nicht möglich, weil die Wiederholungsfrequenz von Ereignis zu Ereignis schwankt, wenn auch eine mittlere Wiederholungsfrequenz innerhalb kürzerer Zeiträume konstant ist. Im Zusammenhang mit der Messung der Herzschlagfrequenz ist es insbesondere oft erforderlich, die Spitzenbelastung beim Trimmsport aufgrund ärztlicher Empfehlungen unter Beobachtung zu halten. Man kann selbstverständlich in bekannter Weise den Puls durch Zahlen der Schläge während einer festen Zeit mit der Stoppuhr oder durch Beobachtung des Sekundenzeigers einer Uhr ermitteln.
  • Hierbei sind aber mehrere synchrone "vorgänge" erforderlich, nämlich das Zählen der Pulsschläge einerseits und die gleichzeitige Beobachtung der Uhr andererseits. Aus naheliegenden Gründen schelået eine solche Uberprilfung beispielsweise der Pulsfrequellz bei einem Sportler aus, weil das Verfahren - noch au mlicherweise während einer sportlichen fjbung - zu viel Aufmerksamt erfordert.
  • Ein weiterer Nachteil des vorbekannten einfachen Verfahrens ist darin zu sehen, daß man doch eine relativ lange Beobachtungszeit, in der Regel mindestens eine halbe Minute, benötigt.
  • Es gibt bekannte und sehr aufwendige Verfahren, die in dem geschilderten Falle helfen könnten, z.B. die Kardiographie oder Oszilloskopie oder dgl; diese Verfahren scheiden aber aus Kostengründen erkennbar beispielsweise für den geschilderten Anwendungsfall aus.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung der im Titel genannten Gattung zu finden, welches bzw. welche mit einfachsten Mitteln arbeitend einen möglichst hohen Bedienungskomfort in dem Sinne gestattet, daß man praktisch nur noch einen Schalter ein- bzw. ausschalten muß.
  • Im Anspruch 1 sind die physikalischen Grundzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, dessen abstrakter allgemeiner Gedanke darin liegt, nicht mit statistischer Zeitverteilung einlaufende Ereignisse zu zählen und diese dann unter Berücksichtigung der Meßzeit in eine Frequenz umzusetzen, sondern gewissermaßen umgekehrt vorzugehen: Es werden leichter erfaßbare Informationen in der Dimension Zeit/Ereigniseinheit in die Frequenz-Dimension Ereignis/Zeiteinheit umgesetzt. Die Unteransprüche und die nun folgende Beschreibung des Ausführungsbeispieles enthalten weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Im folgenden soll zunächst die mathematische Ableitung des vorgeschlagenen Verfahrens gegeben werden, wobei beispielsweise daran gedacht ist, ein Gerät zu schaffen, mit dessen Hilfe man die Herzschlagfrequenz in der beschriebenen einfachen Weise messen kann. Grundsätzlich bestimmt sich die Anzahl von Ereignissen/Sekunde zu wobei E die Summe der Ereignisse von Ereignis 1 bis zum Ereignis n ist und t die Meßzeit in Sekunden ist. Es sei hier z.B. angenommen, daß der Puls des Sportlers während zehn Pulsschlägen gezählt wird.
  • Für die Anzahl der Ereignisse/pro Minute gilt Während der Meßzeit t werden Impulse eines mit konstanter Frequenz schwingenden Taktimpulsgenerators durch ein Meßtor freigegeben und gezählt. Aus der konstanten Impulsfolgefrequenz des Taktimpulsgenerators und der gezählten Taktzahl p ergibt sich Damit und mit Gleichung (2) gilt: Nunmehr wird als Konstante der Ausdruck im Zähler des Bruches in Gleichung (4) festgehalten zu K = (E - 1) 60 f (5) womit sich die gesuchte mittlere Herzschlagfrequenz ergibt zu Erkennbar ist bislang noch nicht über die tatsächliche Frequenz des Taktimpulsgenerators verfügt worden. Aus Gründen, die sogleich erläutert werden, wählt man diese Wiederholungsfrequenz des Taktimpulsgenerators so, daß die Konstante einen numerisch besonders einfachen Wert erhält, d.h. eine Zahl ist, die möglichst viele gleiche Ziffern aufweist. Im vorliegenden Beispiel wird K = 5000 gewählt, wodurch sich die Frequenz des Taktimpulsgenerators zu 9,24 Hz ergibt, wenn man E - 1 = 9 nimmt, weil im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht Herzschläge sondern die Intervalle zwischen den Herzschlägen gezählt werden. Beginnt man beim ersten Herzschlag zu zählen und hört man beim n-ten Herzschlag auf, dann werden n - 1 Herzschläge gezählt.
  • Wenn man mit einer so weit "normierten" Recheneinrichtung rechnet, dann ergibt sich beispielsweise eine Herzschlagfrequenz von 8D,) min 1 dann, wenn man während des ZKhlintervalles von neun Intervallen zwischen aufeinander folgenden Herzschlägen 60 Impulse des Taktimpulsgenerators verarbeitet. Der Grund dafür, die Normierungslconstante K möglichst einfach zu wählen, ist für einen Elektronikfachmann, an den sich die vorliegende Erfindung u.a. wendet, evident: Mit bekannten Bauelementen aus im Handel erhältlichen Taschenrechnern der billigsten Kategorie, kann man eine entsprechende Meßschaltung - worauf weiter unten zurückzukommen ist - um so einfacher gestalten, Je weniger unterschiedliche Ziffern die Konstante K aufweist.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, die Konstante festzulegen; bei einem Meßgerät mit frei wählbarer Konstante ist dieser Gesichtspunkt demnach gegenstandslos.
  • Für die im folgenden zu beschreibende technische Ausführung einer Meßeinrichtung nach der Erfindung wird der Rechengang zunächst in zwei Schritte unterteilt: a. Zunächst wird l/x aus Gleichung (6) gewonnen zu l/x = p/K b. x wird dargestellt als In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines elektronischen Meßgerätes nach der Erfindung darges.tellt,welches mit Bauelementen in Form integrierter Schaltungseinheiten arbeitet, und so einfache Bauelemente benötigt, daß der Verkaufspreis des Gerätes etwa im Preisbereich der billigsten derzeit im Handel erhältlichen elektronischen Taschenrechner liegt.
  • Im Blockschaltbild ist mit lo der bereits erwähnte-Taktimpulsgenerator dargestellt, der hier beispielsweise wegen Normierung auf neun zu zählende Ereignisse und der Wahl der konstanten K - 5000 mit einer Frequenz von 9,24 Hz schwingt.
  • Mit 14 ist ein Meßzeittor in der bekannten symbolischen Darstellungsweise dargestellt, welches u.a. die mit der Frequenz von 9,24 Hz abgegebenen Taktimpulse während der Meßzeit t in einen Meßzeitzähler 15 mit Rechner gelangen läßt. Die Steuerung dieses Vorganges wird durch einen Steuerschalter 11 in Form eines Zählers als Daten- und Befehlsregisters bestimmt. Zur Ansteuerung und Innenverschaltung (Normierung!) dient eine Logikgatter-Schaltung mit den beiden symbolisch dargestellten invertierenden Gattern 12 und dem Stopptor 15. Die Taste T dient dazu, zu Beginn des Meßvorganges das Arbeitsspiel des Rechners zu beginnen und am Ende des Meßvorganges> nämlich hier beim zehnten gezählten Herzschlag zu beenden. Vom Meßzeitzähler mit Rechner 15 gelangen die errechneten Daten, hier die nach dem vorliegenden Beispiel in Ereignissen pro Minute dargestellte Herzschlagfrequenz )' zur Anzeige 16.
  • Wenn man die Figuren 2a und 2b so zusammenlegt, daß sich die in beiden Figuren erscheinenden gestrichelten Linien A decken, dann erhält man die tatsächlich ausgeführte Gesamtschaltung des beschriebenen Meßgerätes.
  • Der Taktimpulsgenerator 1o des Blockschaltbildes nach Fig. 1 wird aus drei der vier Logikgatter eines integrierten Schaltkreises gebildet, der unter der Bezeichnung HEF 4001 von der Firma Valvo in Deutschland vertrieben wird. Die Logikgatter 12 und 15 sowie das Meßzeittor werden von einem IC des Typs HEF 4081 und dem verbleibenden Gatter desjenigen IC gebildet, von dem drei Gatter für den Taktimpulsgenerator gebraucht werden. Der Steuerschalter besteht z.B. aus einem Zähler in Form des IC HEF 4516 und einem Dekoder in Form des IC HEF 4514, beide ebenfalls von der Firma Valvo zu beziehen.
  • Der Rechner mit Meßzeitzähler 15 wird gebildet von dem IC des Typs 7550 der Firma General Instruments (USA), wie er z.B. auch in dem Taschenrechner des Typs "Privileg 85" des Versandhauses Quelle in Fürth verwendet wird.
  • Die Anzeigeeinheit 16 wird von einem bekanntenzBaustein der Type A 1188 der Firma National Semiconductor (USA) gebildet; auch diese Anzeigeeinheit kann man aus dem genannten Taschenrechner des Typs Privileg 85 nehmen.
  • Es sei an dieser Stelle - vor der folgenden detaillierten Erörterung der Gesamtschaltung nach Figuren 2a und 2b -darauf aufmerksam gemacht, daß das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 eine starke Vereinfachung insbesondere hinsichtlich der einzelnen Verbindungen der.Schaltpunkte der IC miteinander darstellt. Jeder Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung elektronischer Taschenrechner und dgl. ist aber in der Lage mit den vorstehenden Angaben zu Fig. 1 die Schaltung nach Fig. 2 zu verifizieren.
  • Di Schaltung nach Figuren 2a und 2b arbeitet bei einer Ausfuehrung mit den vorgenannten Einzeldaten,:d.h. Konstante K = 5000, und Abzählen von zehn Herzschlägen wie folgt: Mit dem Auftreten des ersten einer Anzahl von auszuwertenden Ereignissen, z.B. des ersten der zehn zu zählenden HerzschlAge, wird die Taste T kurz niedergedrückt. Zum in Position ZO verharrenden Steuerzähler mit Dekoder (IC VII, VI) werden über Gatter 1V3 die Zeitimpulse # des Taktgenerators IC VIII1 - IC V1ll3 und IC 1115. geleitet. Der Steuerzähler läuft bis zur Position Z3 und stoppt hier erneut, weil über 1V2 und VIII4 das Gatter 1V3 ftlr die Zufuhr von Taktimpulsen gesperrt wird. Gleichzeitig öffnet 1V4, und Uber 14 und III2 wird die Funktion n des Rechners pro eintreffendem Impuls einmal angesteuert und Je eine 1 zum Inhalt des Anzeigeregisters addiert.
  • Während der Steuerzählerschritte Z1 und Z2 war durch Eingabe einer '11" in den Rechner und Ansteuerung der Funktion '+" die Voraussetzung für den Zählbetrieb des Rechners geschaffen worden.
  • Mit Auftreten des letzten einer Anzahl auszuwertender Er-Ereignisse, z.B. des zehnten gezählten Herzschlages, wird ein zweites Mal die Taste T kurz betätigt. Der Steuerzähler geht auf Position Z4 und beendet durch Schließen von 1V4 den Zählvorgang des Rechners. Die nächsten Taktimpulse schalten den Steuerzähler kontinuierlich weiter.
  • In Postion Z5 erhält der Rechner über 112 und III2 den Befehl, mit dem Zählergebnis in seinem Anzeigeregister als Multiplikant und den dann aus den Steuerzählerständen Z6 bis Zlo dekodierten Multiplikator (1/Konstante) die Multiplikation einzuleiten. Z6 setzt über 114 und III2 das Komma, Z7 bis Z9 geben über 13 und III2 drei Nullen ein und während Zlo gelangt über 12 und 1111 eine "2" in den Rechner. Mit dem Divisionsbefehl während Zil wird die vorgegebene Multiplikation ausgeftlhrt, das Produkt im Anzeigeregister gespeichert und eine Division eingeleitet. (Gatter 113 und 1112). Mit Z 12 übernimmt der Rechner das Produkt von Zll als Divisor mit einer 1 als Dividenden.
  • In Steuerzählerposition Z12 führt der Rechner die vorbereitete Division aus und bringt den Kehrwert des Produktes von Zll zur Anzeige. Diese Anzeige bleibt erhalten, bis der Steuerzähler die Stopposition ZO beim erneuten Druck auf die Taste T wieder verläßt.
  • Patentanspruche

Claims (5)

  1. Patent ansprüche 1. Verfahren bzw. Einrichtung zur Messung und Darstellung der mittleren Wiederholungsfrequenz von Ereignissen pro Zeiteinheit, z.B. der Herzschlagfrequenz eines Menschen in Herzschlägen pro Minute, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst während einer bestimmten Anzahl von Ereignissen (z.B. über zehn Herzschläge hinweg) innerhalb dieses Zeitraumes auftretende Taktimpulse vorgewählter bekannter Wiederholungsfrequenz zählt, dann aus der Anzahl der gezählten Taktimpulse und deren bekannter Wiederholungsfrequenz die Meßzeit ermittelt, diese in Bezug zur vorherbestimmten Anzahl von Ereignissen setzt, den so erhaltenen Wert in seinen Kehrwert umsetzt und dann diesen Kehrwert anzeigt.
  2. 2. Verfahren bzw. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenRzeichnet, daß man die Frequenz des Taktimpulsgenerators (lo) derart wählt, daß die Normierungskonstante K = (E-1) 60 f (Gleichung 5) einen numerischen Wert erhält, der möglichst viele gleiche Ziffern enthält (z.B. K = 5000).
  3. ). Meßschaltung für eine Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerschalter (11) während der Meßzeit (t) eine Torschaltung (14) öffnet, welche zwischen dem Taktimpulsgenerator (lo) und einem Meßzeitzähler mit Rechner (15) liegt (Fig. 1).
  4. 4. Meßschaltung nach Anspruch ), dadurch gekennzeichnet, daß der Taktimpulsgenerator (lo), der Steuerschalter (11), der Meßzeitzähler mit Rechner (15) und eine Logikgatter-Schaltung (12,1#) für den Steuerschalter in integrierter Bauweise (IC-Technologie) ausgeführt sind.
  5. 5. Meßschaltung nach Anspruch ) oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter (11) in Form eines Zählers mit Dekoder als Daten- und Befehlsregister ausgebildet ist.
DE19762642370 1976-09-21 1976-09-21 Verfahren bzw. einrichtung zur messung und darstellung der mittleren wiederholungsfrequenz von ereignissen pro zeiteinheit Pending DE2642370A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762642370 DE2642370A1 (de) 1976-09-21 1976-09-21 Verfahren bzw. einrichtung zur messung und darstellung der mittleren wiederholungsfrequenz von ereignissen pro zeiteinheit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762642370 DE2642370A1 (de) 1976-09-21 1976-09-21 Verfahren bzw. einrichtung zur messung und darstellung der mittleren wiederholungsfrequenz von ereignissen pro zeiteinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2642370A1 true DE2642370A1 (de) 1978-08-03

Family

ID=5988427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762642370 Pending DE2642370A1 (de) 1976-09-21 1976-09-21 Verfahren bzw. einrichtung zur messung und darstellung der mittleren wiederholungsfrequenz von ereignissen pro zeiteinheit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2642370A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2613414C2 (de) Armbanduhr
DE1946166B2 (de) Zeithaltende Einrichtung mit einer Impulsuntersetzerschaltung
DE2717747B2 (de) Herzfrequenzmeßgerät
DE2319437B2 (de) Digital anzeigende elektronische uhr
DE69925136T2 (de) Elektronische zeitmessvorrichtung mit zeitangabe auf einem dezimalsystem basierend
DE2655096C3 (de) Eine Frequenzmessung gestattende Armbanduhr
DE2653576A1 (de) Zeitmesser
DE2642370A1 (de) Verfahren bzw. einrichtung zur messung und darstellung der mittleren wiederholungsfrequenz von ereignissen pro zeiteinheit
DE1673834B2 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen von zeitdauern
DE2941138C2 (de)
DE1523879A1 (de) Zeitmessgeraet
DE2345101A1 (de) Frequenz-messverfahren und vorrichtung
DE3444634C2 (de) Einrichtung zur Stimulation des Entspannungsverhaltens
DE2143416A1 (de) Verfahren und Gerät zur Messung des momentanen Gangs eines Gangreglers in einem Zeitmesser
DE3020543A1 (de) Vorrichtung zur leistungsmessung des menschlichen koerpers
DE81166C (de)
DE2245539A1 (de) Elektrooptische anzeigevorrichtung
DE10008739C1 (de) Zeitanzeigeeinrichtung und Zeitanzeigeverfahren
CH532256A (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Frequenz elektrischer Impulse
DD239289A1 (de) Taschenrechner mit zusatzfunktionen
DE1801405C (de) Elektronische Schaltung zum Erzeugen von periodisch wiederkehrenden Steuerimpulsen für ein digitales Frequenzmeßgerät
DE3011964A1 (de) Verfahren und anordnung zum modifizieren einer zahlenanzeige und anwendung derselben
DE2943301A1 (de) Messanordnung fuer den gang eines elektronischen zeitmessgeraetes
DE7738702U1 (de) Tragbares Pulsschlagmeßgerät
DE1548039C3 (de) Zeithaltendes elektrisches Gerät, insbesondere elektronische Uhr

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
OHW Rejection