DE2736377A1

DE2736377A1 - Instrument zum messen des pulses einer person

Info

Publication number: DE2736377A1
Application number: DE19772736377
Authority: DE
Inventors: Laurent Chapuis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-17
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1978-02-23
Also published as: CH615334A5

Description

Instrument zum Messen des Pulses einer Person
Die Erfindung betrifft ein Instrument zum Messen des Pulses einer Person, mit einem Fühler, der ein elektrisches Signal abgibt, das von der Frequenz der Pulsschlãge abhängt, einen elektronischen Stromkreis und eine Vorrichtung zur numerischen Anzeige der Anzahl von PulsschlE-gen pro Minute aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein derartiges Instrument zu schaffen, das tragbar ist und deshalb kleine Abmessungen hat, das ferner leicht zu gebrauchen ist zum Messen des Pulses durch einfaches Anlegen des FUhlers etwa an einem Handgelenk der Person und das dann sofort in digitaler Form die Pulszahl pro Minute anzeigt.
Erfindungsgemäß wird die Lösung dieser Aufgabe darin gesehen, dass der Fehler einerseits ein Ber(1kirungsglied aufweist, das sich über eine grosse krelsrõrmige Oberfläche erstreckt, die von einer zum Anliegen an der Handgelenkschlagader bestimmten Ringwulst umgeben ist, und andererseits ein piezoelektrisch sensibles Glied aufweist, das unter dem Berührungsglied angeordnet ist und die bei den Pulsschlägen erlittenen mechanischen Beanspruchungen in elektrische Impulse umwandelt, welche durch Anschlüsse an den dektronischen Stromkreis abgegeben werden.
Inbezug auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschema des elektronischen Stromkreises des Instrumentes, Fig. 2 eine Schnittdarstellung des zum Instrument gehörenden Fühlers in einer ersten Ausführungsforin und Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Fühlers in einer zweiten Ausführungsform.
Das nachfolgend beschriebene Instrument hat ein Gehäuse von parallelepipedischer Gestalt und etwa die Grösse eines Zigarettenpäckchens. Dieses Gehäuse besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und enthält eine auswechselbare Batterie oder sonstige Stromquelle. Ein Fühler ist an einer der grossen Seiten des Gehäuses angeordnet und eine Anzeigetafel ist an der gegenüberliegenden grossen Seite angeordnet. Das Instrument könnte eingerichtet sein zum Anschluss eines Verbindungskabels, welches den Anschluss an eine gross dimensionierte Anzeigetafel, die etwa an einer Wand angehängt ist, ermöglicht. Eine solche Ausführung würde sich eignen zur Benützung des Instrumentes etwa in einem Operationssaal oder in eine UntersuchungszlMers eines Arztes. In der geläufigsten Ausführung ist das Instrument so ausgebildet,dass es durch irgendeine Person verwendet werden kann.
Bevor nun der Fühler beschrieben wird, der den wichtigsten Teil des Instrumentes bildet, wird nun zuerst in der Uebersicht der elektrische Stromkreis beschrieben und die Art und Weise, in welcher die vom Fühler gelieferten Impulse in ein Steuersignal für eine digitale Anzeige umgewandelt werden. Ein Oszilator 1, beispielsweise ein Quarzoszilator, liefert ein Hochfrequenzsignal bei 135 KHz. Dieses Signal wird in einem Teiler 2 unterteilt, dessen Ausgang ein Zählsignal bei 33 Hz liefert.
Parallel zum Teiler 2 weist der Stromkreis ein Tor 3 auf, welches das 135 KHz Signal aus dem Oszilator 1 aufnimmt sowie ein synchronisiertes Signal, welches ausgehend vom Fühler ausgearbeitet wurde. Der Fühler ist in Fig. 1 mit 4 bezeichnet. Wie nachher beschrieben gibt er bei jedem abgefühlten Pulsschlag einen Impuls ab. Diese Impulse werden verstärkt und in Form gebracht in einem Verstärker 5, dann an einen Synchronisierstromkreis 6 abgegeben.
Dieser Stromkreis nimmt auch das Zählsignal von 33 Hz auf aus dem Teiler 2. Er liefert ein kalibriertes Signal, das aus rechteckigen Impulsen von konstanter Länge besteht, die im Rythmus der Pulsschläge erscheinen. Die Dauer dieser kalibrierten Impulse ist gleich 15 ms, da ja das Kalibiriersignal das 33 Hz Signal ist, das am Ausgang des Frequenzteilers 2 aufgenommen wird. Das kalibrierte Signal aus dem Synchronisator 6 wird in der Weise dem Tor 3 übermittelt, dass bei jedem Erscheinen eines kalibrierten Impulses 2048 Impulse bei einer Frequenz von 135 KHz an das Tor 3 des Teilerstromkreises 7 übermittelt werden. Zu gleicher Zeit bewerkstelligt das vom Tor 3 an den Stromkreis 7 abgegebene Signal eine Nullrückstellung eines Periodenzählers 8, der das 33 Hz-Signal aufnimmt und die Anzahl von Impulsen dieses Signales zählt während jedem Intervall zwischen zwei Pulsschlägen. Das Signal des Zählers 8 wird dem Teiler 7 übermittelt, der dem Zähler 9 ein Signal liefert, das zur Anzahl von Pulsschlägen pro Minute proportional ist. Dieses Signal wird an den Anzeigestromkreis 10 übermittelt, der in der Art eines Dekoders arbeitet und die Anzeigetafel 11 speist. So wird erreicht, dass die Anzeigetafel 11 eine digitale Anzeige bildet, die der Anzahl von Pulsschlägen pro Minute entspricht.
Diese Anzeige wird bei jedem Pulsschlag korrigiert und die Dauer der Anzeige ist so begrenzt, dass wenn der Fühler nicht mehr beeinflusst wird, die Anzeige nach einigen wenigen Sekunden ausgelöscht wird. Der elektronische Stromkreis weist noch einen Sicherheitsanschluss auf, zu dem ein Ueberholzähler 12 gehört, welcher die Anzeige auslöscht falls die Periode zwischen zwei Pulsschlägen kleiner als 15 ms wird. In diesem Falle ist die Anzeige nicht mehr möglich.
Die Anzeigetafel 11 hat drei Zahlenstellen, die aus lumineszenten Dioden bestehen. Der Gesamtstromkreis wird aus einer Batterie von wenigen Volt gespiesen, die im Gehäuse untergebracht ist.
Um korrekt funktionieren zu können, bedarf das Instrument eines Fühlers, der eine grosse Fühlfläche hat, um auf das einfache Anlegen am Handgelenk korrekt zu reagieren. In der Ausführungsform nach Fig. 2 weist der Fühler einen zusammenfassend mit 13 bezeichneten kreisscheibenförmigen Träger mit einem Randwulst 14, der an die Haut der Person angedrückt wird, deren Puls gemessen werden soll. Der zentrale Teil des Trägers 13 hat eine flache Oberfläche 15, auf der eine stählerne Scheibe 16 angebracht ist, die beispielsweise einen Durchmesser von 30 mm und eine Dicke hat, die zwischen 4 und 8/100 mm beträgt. Diese Scheibe 16 ist beispielsweise auf der Fläche 15 aufgeklebL, die in ihrem Zentrum eine Oeffnung 17 hat, deren Durchmesser etwa lo mm beträgt. Ein scheibenförmiges Ouarzplättchen 18 ist frei in dieser Oeffnung eingesetzt. Der Schnitt des Plättchens18 ist so gewählt, dass eine Biegebeanspruchung eine elektrische Potentialdifferenz zwischen den beiden kreisförmigen Oberflächen entstehen lässt, die je einen Ueberzug aus Silber haben, der als Elektrode wirkt. Das Plättchen 18, dessen Dicke etwa 0,2 mm beträgt, ist durch isolierenden Klebstoff an der Scheibe 16 befestigt und ein zwischen der Scheibe 16 und dem Plättchen 18 eingesetzter Verbindungsdraht ist durch ein im Träger 13 vorhandenes Loch 20 weggeführt.
Ein zweiter Draht 21 ist zwischen der Unterseite 18 des Plättchensund dem Träger 13 so angeordnet, dass eine Verbindung zur Masse besteht mittels der Wand des Gehäuses 25, an dem der Träger 13 befestigt ist. Es wurde festgestellt, dass mit dieser Anordnung jede Dickenzunahme der Schlagader, auf welche die Randwulst 14 angedrückt ist, eine Verformung der Scheibe 16 bewirkt, die ihrerseits eine Verformung des piezoelektrischen Plättchens 18 bewirkt, welche genügt zur Erzeugung des eingangs Signals für den oben beschriebenen Stromkreis.
In einer anderen Ausführungsform des Fühlers sind die das piezoelektrisch sensible Glied bedeckenden Elemente aus nachgiebigen Elementen gebildet, welche nicht direkt mit dem sensiblen Glied verbunden sind.
Eine derartige Ausführungsform Ist in der Fig. 3 veranschaulicht, in welcher ein Träger 22, der ähnlich wie der Träger 13 eine zum Andrücken an das Handgelenk bestimmte Randwulst hat, eine Montur 23 trägt; an dieser ist ein(>iarzplättchen 24 angebracht, dessen beiden metallisierten Hauptflächen durch einen doppelten Draht 25 an das Plättchen 26 angeschlossen sind, welches den Stromkreis nach Fig. 1 enthält. Das Plättchen 24 kann kreisförmig sein oder eine längliche Form haben. Es kann einen Durchmesser von beispielsweise 26 mm und eine Dicke von 0,4 mm haben.
Es könnte anstatt dessen als sensibles Glied eine Serie von schmalen Streifen 24 vorgesehen sein, die zueinander parallel an der Montur 23 befestigt werden.
Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, sitzt das Plättchen 24 an seinem Rand auf einer Schulter der Montur 23, wogegen es im übrigen einen Hohlraum überdeckt, dessen Dicke beispielsweise 0,4 mm beträgt, so dass es bei seinen Beanspruchungen ausgebogen wird.
Ueber dem Plättchen 24 erstreckt sich eine nachgiebige Membran 27, die an ihrem Rand zwischen einer Schulter 28 des Trägers 22 und einen Spannring 29 eingeklemmt ist. Zwischen dem Plättchen 24 und der Membran 27 ist eine Schaumgummischicht 30 eingesetzt, welche zur Uebertragung der Beanspruchungen auf das piezoelektrische Plättchen 24 dient. Mit 31 ist ein Kabelanschluss bezeichnet, der den elektronischen Stromkreis mit einer Stromquelle, beispielsweise mit dem Netz verbindet.
In den beiden beschriebenen Ausführungsformen hat der Fühler eine kreisförmige Kontaktoberfläche, deren Durchmesser etwa 30 mm beträgt und etwa zum Anlegen an die Handgelenkschlagader bestimmt ist. Die Verformungen des Kontaktorgans bei den periodischen Schwellungen der Schlagader werden mit gutem Wirkungsgrad an das sensible Glied übertragen. Es wäre eine Variante denkbar, in welcher der Fühler anstatt an einem Gehäuse angebracht zu sein, an einem Teil angebracht wäre, der am Gehäuse angelenkt ist.
Das beschriebene Instrument hat verhältnismässig kleine Abmessungen, ist sehr leicht zu gebrauchen und bildet ein praktisches Mittel, das jedermann zur Verfügung steht zur Messung der Pulsfrequenz.

Claims

Patentansprüche Instrument zum Messen des Pulses einer Person, mit einem Fühler, der ein elektrisches Signal abgibt, das von der Frequenz der Pulsschläge abhängt, einen elektronischen Stromkreis und eine Vorrichtung zur numerischen Anzeige der Anzahl von Pulsschlägen pro Minute aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler (4) einerseits ein Berührungsglied 6; 27) aufweist, das sich über eine grosse kreisförmige Oberfläche erstreckt, die von einer zum Anliegen an der Handgelenkschlagader bestimmten Ringwulst umgoben ist, und andererseits ein piezoelektrisch sensibles Glied (18; 24) aufweist, das unter dem Berührungsglied angeordnet ist und die bei den Pulsschlägen erlittenen mechanischen Beanspruchungen in elektrische Impulse umwandelt, welche durch Anschlüsse an den elektronischen Stromkreis abgegeben werden.
2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berührungsglied aus einer elastischen Metallscheibe besteht und dass das sensible Glied aus einem zylinderförmigen StUck besteht, das an der Rückseite dieser Scheibe befestigt ist.
3. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das sensible Glied an der Rückseite des Berührungsgliedes angeklebt ist durch einen stromleitenden Klebstoff, wobei eine der Verbindungen durch die Metallscheibe, den Träger und die Masse des Instrumentes gebildet ist, wogegen die andere Verbindung aus einem Draht besteht, der im Zentrum der anderen Fläche des zylinderförmigen Teils angelötet ist.
4. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Teil von der Metallscheibe isoliert ist, dass ein sich vom zylinderförmigen Teil zur Metall scheibe erstreckender Verbindungsdraht an die der Metall scheibe zugewendete Fläche des zylinderförmigen Körpers angeschlossen ist und die gegenüberliegende Seite des zylinderförmigen Teils mit der Masse verbunden ist.
5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berührungsglied aus einer nachgiebigen Membran besteht und dass das sensible Glied aus einer dünnen Scheibe von piezoelektrischem Material besteht, die an ihrem Rand an einer zum Träger gehörenden Montur befestigt ist.
6. Instrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaumgummischicht zwischen der nachgiebigen Membran und der dünnen piezoelektrischen Scheibe eingesetzt ist.
7. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung aus einer Leuchttafel mit Leuchtdioden mit drei Zahlenstellen besteht,
8. Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Stromkreis einen Quarzoszilator, einen Frequenzteiler, einen durch das vom Fühler abgegebene Signal gesteuerten und bei jedem wieder seinen dieses Signal auf Null rückgestellten Impulszähler und einen Teilungsstromkreis aufweist, der ein Anzeigesteuersignal bildet, das umgekehrt proportional ist zur Anzahl von Impulsen, die zwischen zwei vom Fühler stamwenden Signalen gezählt werden, und dass der elektronische Stromkreis ausserdem eine Dekodervorrichtung aufweist, welche die Anzeigetafel steuert.