Verfahren zum kontinuierlichen Messen der HerzschlagfrequenzMethod for continuously measuring the heartbeat rate
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Verfahren
zum Messen der Herzschlagfrequenz, in welchem der Herzschlag einer Person an Hand
des von zwei oder mehreren EKG-Elektroden erhaltenen Signals elektronisch erfasst
und einer Sendervorrichtung zugeleitet wird, wo der einzelne Herzschlag elektronisch
identifiziert wird, und dem Körper der Person entlang als moduliertes hochfrequentes
elektrisches Signal weiter zu einer in der Hand oder am Handgelenk der Person befindlichen
Empfängervorriahtung gesandt wird, an welcher die Herzpulsfrequenz abgelesen wird.The present invention relates to an electronic method
for measuring the heartbeat rate in which the heartbeat of a person is on hand
of the signal received from two or more EKG electrodes is electronically recorded
and fed to a transmitter device where the individual heartbeat is electronically
identified, and along the person's body as modulated high frequency
electrical signal on to one in the person's hand or wrist
Receiver device is sent, on which the heart pulse rate is read.
Die Verfahrens erfindung gründet sich auf die Erkenntnis der Möglichkeit
zum drahtlosen Uebertragen des entschlüsselten EKG-Signals mit Anwendung des Körpers
der betreffenden Person als Signalpfad. Verfahrensgemäss wird das EKG-Signal der
Person in Form eines modulierten hochfrequenten elektrischen Signals von einem Körperteil
zu einem anderen übertragen, z.B. von der Brust zum Handgelenk. In dem Verfahren
wird das hochfrequente elektrische Signal so übertragen, dass der Körper als Signalleiter
dient und dass der zur Informationsübermittlung erforderliche geschlossene Stromkreis
mit Hilfe die Sender- und Empfängervorrichtungen zusammenkoppelnder Selbstkapazitanzen
und Streufelder erzielt wird. Die Signalkopplung vermittels Selbstkapazitanzen lässt
sich auch durch die Hände ersetzen, indem man beide Hände als einen geschlossenen
Stromkreis herstellende Signalleiter benutzt.The process invention is based on the recognition of the possibility
for wireless transmission of the decrypted EKG signal with use of the body
the person concerned as a signal path. According to the method, the EKG signal is the
Person in the form of a modulated high-frequency electrical signal from a part of the body
transferred to another, e.g. from the chest to the wrist. In the process
the high-frequency electrical signal is transmitted in such a way that the body acts as a signal conductor
and that the closed circuit required for the transmission of information
with the aid of self-capacitances coupling the transmitter and receiver devices together
and stray fields is achieved. The signal coupling by means of self-capacitances
also replace oneself with the hands by having both hands closed as one
Circuit establishing signal conductors used.
Die auf dem Verfahren aufbauende Vorrichtungserfindung ist dadurch
gekennzeichnet, dass das von an sich bekannten, an der Person befestigten zwei oder
mehreren EKG-Elektroden bezogene EKG-Signal elektronisch verstärkt wird und dass
mit dem so erfassten Signal das in einer Sendervorrichtung erzeugte hochfrequente
elektrische Signal moduliert wird, welches an irgendeine der vorerwähnten Elektroden
geschaltet wird, wobei dann das Spannungspotential des Körpers der Person im Verhältnis
zum Erdpotential des Senderoszillators der Vorrichtung der obengenannten Modulation
gemäss variiert, und dass4diese Schwankung des Spannungspotentials mittels einer
in der Hand oder am Handgelenk der betreffenden Person getragenen Empfängervorrichtung
erfasst wird. Die Detektion erfolgt mittels eines zur Empfängervorrichtung gehörenden
empfindlichen, bandbegrenzten Verstärkers und gründet sich darauf, dass die Selbstkapazitanz
des Verstärkers das Erdpotential des Verstärkers an das Erdpotential des Senderoszillators
schaltet, wobei sich ein geschlossener Stromkreis ergibt. Mit Rücksicht auf die
Sicherheit des Benutzers wird das obengenannte Spannungspotential von einigen Volt
Höhe von den übrigen, an den EKG-Verstärker angeschlossenen Elektroden mittels eines
Wandlers oder Optoisolators getrennt, womit man die Entstehung einer für die Person
u.U. gefährlichen Stromschleife verhindert.The device invention based on the method is thereby
characterized in that the two known per se, attached to the person or
several EKG electrodes related EKG signal is electronically amplified and that
with the signal detected in this way, the high-frequency generated in a transmitter device
electrical signal is modulated, which is applied to any of the aforementioned electrodes
is switched, then the voltage potential of the person's body in proportion
to the earth potential of the transmitter oscillator of the device of the above-mentioned modulation
varies according to, and that 4 this fluctuation of the voltage potential by means of a
receiver device worn in the hand or wrist of the person concerned
is captured. The detection takes place by means of a device belonging to the receiver device
sensitive, band-limited amplifier and is based on the fact that the self-capacitance
of the amplifier the ground potential of the amplifier to the ground potential of the transmitter oscillator
switches, resulting in a closed circuit. With consideration for the
The safety of the user will be the above voltage potential of a few volts
Height of the other electrodes connected to the EKG amplifier by means of a
Transducers or optoisolators separately, which means the emergence of one for the person
possibly dangerous current loop prevented.
Eine zweite Ausführungsform der Messapparatur besteht aus mit dem
Körper der Versuchsperson verbundenen EKG-Elektroden und einer Sendervorrichtung
sowie aus einer in der Hand oder am Handgelenk getragenen Empfängervorrichtung.
Das EKG-modulerte elektrische Signal wird zwischen zwei EKG-Elektroden geschaltet,
in welcher Weise sich ein Herzpulsmesser zum Tragen am Handgelenk oder in der Hand
ausführen lässt, zu dem ein bandbegrenzter Signalverstärker und eintPulszähl-Logik
gehören. Das Erdpotential des Signalverstärkèrs in der Empfängervorrichtung ist
an die eine Hand z.B. über das zur Vorrichtung gehörende Armband geschaltet, und
man berührt den Eingangspol des Verstärkers mit der anderen, als Signalleiter dienenden
Hand, wobei dann -die den Herzschlägen entsprechende Sendung unmittelbar mit der
Anzeigevorrichtung wahrnehmbar und ausqebbär ist. Das in den Körper eingeleitete
hochfrequente elektrische Signal'muss# in diesem Fall von einem Oszillator mit hoher
Output-Impedanz aufgescháltet werden und die Signalampltiude muss gering sein, um
die Sicherheit des Benutzers nicht zu gefährden.A second embodiment of the measuring apparatus consists of with the
Test subject's body connected to EKG electrodes and a transmitter device
as well as from a hand-held or wrist-worn receiving device.
The EKG-modulated electrical signal is switched between two EKG electrodes,
how a heart rate monitor can be worn on the wrist or in the hand
to which a band-limited signal amplifier and a pulse counting logic
belong. The ground potential of the signal amplifier in the receiving device is
connected to one hand, e.g. via the bracelet belonging to the device, and
one touches the input pole of the amplifier with the other one serving as a signal conductor
Hand, then -the program corresponding to the heartbeats immediately with the
Display device is perceptible and understandable. That introduced into the body
high-frequency electrical signal must in this case be from an oscillator with high
Output impedance must be switched on and the signal amplitude must be low
not to endanger the safety of the user.
Ein besseres Verständnis der Brfind~ng laßt sich aus den folgenden
Zeichnungen gewinnen. Es zeigen: Fig. 1 einen Sender 1, der an die Brust des Patienten
angeschlossen ist, EKG-Eiektroden 2 des Senders, einen Empfänger 3 an dem Handgelenk
des Patienten und eine Empfängerelektrode 4 des Empfängers, welche das Handgelenk
berührt, und den Körper 5, der als eine Hochfrequenzsignalleitung wirkt0 Fig. 2
zeigt eine technische Ausfi~hrung der Erfindung, und zwar ein Blockschema einer
Signalleitung zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 für ein Hochfrequenzsignal.
Der menschliche Körper 5 wirkt als eine Signalleitung, und eine weitere Signalleitung
ist vorgesehen durch die Selbstkapazitanzen 6 des Empfängers und des Senders, welche
sie mit einer gemeinsamen virtuellen Masse 7 verbinden.A better understanding of the finding can be obtained from the following
Win drawings. They show: FIG. 1 a transmitter 1 which is attached to the patient's chest
is connected, EKG electrodes 2 of the transmitter, a receiver 3 on the wrist
of the patient and a receiver electrode 4 of the receiver covering the wrist
touches, and the body 5, which acts as a high frequency signal line 0 Fig. 2
shows a technical embodiment of the invention, namely a block diagram of a
Signal line between the transmitter 1 and the receiver 3 for a high frequency signal.
The human body 5 functions as a signal line and another signal line
is provided by the self-capacitances 6 of the receiver and the transmitter, which
connect them to a common virtual ground 7.
Fig. 3 zeigt eine weitere technische Ausführung der Erfindung.Fig. 3 shows a further technical embodiment of the invention.
Es ist ein Signalweg zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 für
ein Hochfrequenzsignal in Form eines Blocksohemas dargestellt. Die beiden Zweige
des Signal wegs werden von zwei Teilen des Körpers gebildet, beispielsweise von
den beiden Härten eines Patienten. It is a signal path between the transmitter 1 and the receiver 3 for
a high-frequency signal shown in the form of a block theme. The two branches
of the signal path are formed by two parts of the body, for example by
the two hardships of a patient.