DE2753165A1

DE2753165A1 - Verfahren sowie vorrichtung zum tragen am handgelenk und in der tasche zum kontinuierlichen messen des herzpulses und der pulsrueckkehr

Info

Publication number: DE2753165A1
Application number: DE19772753165
Authority: DE
Inventors: Seppo Juhani Saeynaejaekangas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-23
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FI771626A; FI55293C; SE7713844L; FI55293B; SE437119B; DE2753165C3; DE2753165B2

Description

Verfahren sowie Vorrichtung zum Tragen am Handgelenk und in
der Tasche zum kontinuierlichen Messen des Herzpulses und der Pulsrückkehr Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Tragen am Handgelenk und in der Tasche zum kontinuierlichen Messen des Herzpulses und der Pulsrückkehr, wobei in dem Verfahren von den Händen des Subjekts mittels zweier EKG-Geber das EKG-Herzpulssignal der Person erfasst und dieses Signal zu einer Signalverarbeitungs- und AnzeigeVorrichtung geleitet wird, an der die Herzpulsfrequenz abgelesen wird.
Der Herzpuls ist einer der wichtigsten Indikatoren für körperliche Fitness insbesondere bei Leistungen, die Kraft und Ausdauer verlangen. Der Herzpuls einer ruhenden Person kann zuverlässig mittels mehrerer Prinzipe und Gebertypen gemessen werden, wogegen die Pulsmessung bei einer Person in Bewegung ein äusserst schwieriges Problem darstellt. Dies rührt daher, dass die Geber verschiedenartigen mechanischen, elastischen, akustischen und elektrischen Störeinflüssen gegenüber empfindlich sind. Man müsse aber den Herzpuls gerade im Verlauf einer tatsächlichen Leistung verfolgen können. Besonders akut wird das Problem in der Training der Spitzensportler empfunden, denn man hat nicht vermocht, den Herzpuls zuverlässig und auf leichte Weise während einer Sportloistung zu messen. Es ist nämlich festgestellt worden, dass im Labor und in Kliniken ausgeführte Ergometerteste der auf dem Sportplatz stattfindenden Training oder der eigentlichen Wettbewerbsleistung nicht immer entsprechen bzw. ein wahrheitsgemässes Bild davon vermitteln.
Der Gegenstand der aror.liegeedeo ErEindung ist ein geländetaugliches elektronisches Verfahren, das sich zu Jedermanns Gebrauch eignet, und nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtungen und Geber, mittels deren man kontinuierlich und zuverlässig den Herzpuls und die Rückkehr des Herzpulses während der Bewegung messen und anzeigen kann. Die Verfahrenserfindung gründet sich auf die Erkenntnis betreffs der Brauchbarkeit leitungsloser EKG-Geber einerseits als Detektoren für ein zuverlässiges Herzpulssignal und andererseits im Hinblick auf das Zustandebringen einer kleinen und leichtbedienten Messvorrichtung. Die Verfahrenserfindung basiert auf der Verwendung von zwei drahtlosen EKG-Elektroden, mit denen das EKG-Signal des Subjekts differentiell an zwei verschiedenen Stellen am Körper erfasst wird, vorzugsweise an den Händen. Die Verfahrenserfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die EKG-Elektroden gegeneinander isoliert und direkt am Messinstrument befestigt sind und dass nur der Kontakt zweier verschiedenen Körperteile des Subjekts mit diesen Elektroden notwendig ist, um das EKG-Herzpulssignal zu erzielen. Die in dem erfassten, verstärkten und vorbearbeiteten Herzpulssignal enthaltene Herzpulsfrequenz wird dann in der Anzeige des Messinstruments abgelesen. Das Vorfahren ermöglicht äusserst zuverlässige Anzeige der I3erzpulssignals und das Ausführen eines preiswerten und hohen Brauchbarkeitsgrad aufweisenden Pulsmessers für Jedermann. Durch Verwendung des Verfahrens isijes nunmehr möglich, den Herzpuls selbst während einer heftigen Leistung zuverlässig zu messen.
Die Apparaterfindung gründet sich auf die Erkenntnis betreffs der Verwendung eineslDetektorverstärkers von hoher Klasse, der sich zur Differentialmessung des EKG-Herzsignals eignet, betreffs der Wahl eines günstigsten Frequenzbandes, das sich zur Signalübertragung eignet, sowie betreffs einer instrumentmechanischen Lösung mit möglichst gutem Störschutz. Die Apparaterfindung wird im folgenden mit Hilfe einiger vorteilhaften Ausführungsformen und an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, worin Fig. 1 die mechanische Ausführung eines Herzpulsmessgeräts zum Tragen am Handgelenk darstellt, Fig. 2 zeigt die mechanische Ausführungsweise des Herzpulsmessgeräts zum Tragen in der Tasche.
Fig. 3 zeigt in Form eines Blockschemas verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemässen Herzpulsmessgeräts.
Das in Fig. 1 gezeigte verzpulemessgeãt zum Tragen am Handgelenk ist inFrmbanduhrform ausgeführt worden. Die eine EKG-Elektrode 1 besteht aus der Bodenplatte des Messgeräts, und die andere EKG-Elektrode 2 gibt das Gehäuse 2 des Messgeräts ab. Diese Elektroden sind durch eine besondere, zwischen der Bodenplatte 1 und dem Gehäuse 2 eingelegte elektrisch isolierende Zwischenlegplatte 3 isoliert. Zum Messen drückt man mit dem Zeigefinger 4 der rechten Hand auf das Gehäuse 2. Hierbei presst die Bodenplatte 1 mit entsprechender Kraft gegen das Handgelenk 5, womit die Elektroden 1 und 2 das EKG-Signal von Hand zu Hand erfassb und dasselbe zu der im Gehäuse 2 eingebauten Elektronik 20 geleitet wird, wonach das Ergebnis an der Anzeigevorrichtung 15 abgelesen wird. Das Messgerät ist am Handgelenk 5 zwecks verbesserten Störschutzes durch ein separates, vom Handgelenk isoliertes Armband 6 befestigt.
Hig. 2 zeigt ein Herzpulsmessgerãt, das man in der Tasche oder in der Hand hält. Das Messgerät besteht aus den an den Enden des Gehäuses 7 aus Metall angebrachten, elektrisch isolierten metallischen Elektroden 1 und 2, aus der im Gehäuse untergebrachten Elektronik 20 sowie aus der Anzeigevorrichtung 15. Beim Messen hält das Subjekt das Messgerät mit beiden Händen an den Enden, wobei die Elektroden 1 und 2 an den Händen der Person das EKG-Herzsignal erfassen, welches der in das Gehäuse eingeschlossenen Elektronik zugeleitet wird, wonach man das Ergebnis an der Anzeige 15 abliest.
Die Elektroden 1 und 2 des Herzpulsmessgeräts sind direkt an die differentialen Eingangsklemmen 8 und 9 des EKG-Vorverstärkers 10 angeschlossen. Das vom Vorverstärker 10 abgegebene EKG-Herzsignal wird im Filter 11 gefiltert, vorzugsweise mit Passband von 5 bis 40 Hz, undpas damit störfreie EKG-Herzsignal wird im AGC-Verstärker 12 auf einen für den Pulsbearbeiter 13 passenden Pegel verstärkt.
Das vom Pulsbearbeiter 13 abgegebene gepulste EKg!.Signal wird zur Logik 14 geführt, die das EKG-Signal in einen direkt an der Anzeige 15 numerisch ablesbaren Herzpuls umwandelt. Man kann in der Logik 14 auch die R0ckkehr des Herzpulses bestimmen, die numerisch an der Anzeige 16 ablesbar ist. Die Logik 14 prüft auch die Zuverlässigkeit der Messung und meldet allerhand Störungen bzw. Unzuverlässigkeit der Messung durch ein Signallicht 17. An der Logik kann ferner ein Mikroprozessor 18 angeschlossen werden, der eine programmierte statistische und zeitmässige vielseitige Analyse des EKG-Herzsignals, das Verwahren der Ergebnisse und die Ausgabe der erhaltenen Daten Uber8; s~ S ien Ausgangsanschluss 19 möglich macht.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprilche yl) Verfahren zum kontinuierlichen Messen des Herzpulses und der RUckkehr des Herzpulses, nach dem das EKC-Herzsignal einer Person gemessen und der aus diesem Signal elektronisch ermittelte Herzpuls und die Pulsrückkehr zu Anzeigegeräten (15,16) geleitet werden, an denen die Herzpulsfrequenzen direkt numerisch abgelesen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das EKG-Herzsignal des Subjekts differential an zwei verschiedenen Körperteilen erfasst wird, am vorteilhaftesten an den Händen, mittels zweier an einem Cerätgehäuse zum Tragen am Handgelenk oder in der Tasche fest angebauten, voneinander elektrisch isolierten, nach aussen leitungslosen EhG-Elektroden (1,2), welche Art von mechanischer Konstruktion völlig erschtitterungsfreie Messung verbürgt, und dass die geschlossenen metallischen Gerätgehäuse (2,7) mitsamt ihrer festen EKG-Elektroden (1,2) den für die empfindliche differentiale Messung des EKG-Signals unerlässlicht und hinreichenden Störschutz darstellen, indem die eine massive äussere Elektrode (2) fUr die andere Elektrode (1) einen geschlossenen etLtstörten Raum, einen sog. Faradaykäfig bildet.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen den EKG-Elektroden (1,2) und den Körperteilen (4,5) erheblich verbessert worden ist durch Anbringen der Elektroden (1,2) am Gerätgehäuse einander gegenüber, wobei ein und derselbe Kontaktdruck an beiden Kontaktstellen wirksam ist und wobei keine kontaktfördernden Pasten oder Salben benötigt werden, und dass das differe 4 wal angezeigte EKG-Hertsignal mittels eines hochklassigen differentialen Vorverstärkers (1~) verstärkt wird, das hiervon erhaltene EKG-Herzsignal in einem Filter (11) am gUnstigsten mit 5 bis 40 Hz Passband von Störungen befreit wird, das dadurch erhaltene störungsfreie EKG-Her Fgnal in seinem Spannungspegel in einem AGC-Verstärke;}stabilisiert wird, das hiervon bezogene Signal fieber einen Pulsbearbeiter (13) einer Rechenlogik (14) zugeleitet und der von dieser errechnete Herzpuls und die Herzpulsrückkehr direkt numerisch in Pulsen je Minute an den Ablesevorrichtungen abgelesen werden.
3. Verfahren gemäss Ailspruch 1 un~ 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Steuern der Rechenlogik (14), zum statistischen Verarbeiten des EKG-Herzsignals, zum Verwahren der Messergebnisse und zu deren Ausgabe ein programmierbarer Mikroprozessor <18) verwendet wird, sowie daran anschliessbare Zusatzkreise (19) zum Programmieren des Mikroprozessors selbst und zum Ueberrnitteln von Daten an das Messgerat und aus diesem heraus.
4. Herzpuls-Messvorrichtung gemäss Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung von aussen her völlig leitungslos ist, indem das Cerätgehäuse (2,7) einen festen und geschlossenen entstörten Raum für die in der Vorrichtung benötigte Elektronik (20) darstellt, und dass zur Vorrichtung zwei fest am Gehäuse (2,7) angebaute, nach aussen leitungslose Elektroden (1,2) gehören, die direkt an die Eingangsklemmen (8,9) des EKG-Vorverstärkers (10) angeschlossen sind, unter Ausführung der zur Elektronik (20) gehörigen Komponenten gemäss Fig. 3 (10,11,12, 13,14,15,16,17,18 und 19).