DE4207926A1 - System zum liefern einer vokalangabe der pulsrate oder -frequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche in Kombination folgendes umfaßt: ein Elektrokardiogramm-Gerät und ein Rund­ funkgerät und/oder Bandgerät und/oder irgendein anderes zusätz­ liches Audio- oder Vokalinstrument oder -gerät, eine Elektro­ deneinrichtung oder Aufnahmeelektroden, die dazu geeignet ist bzw. sind, am menschlichen Körper angebracht zu werden, und zwar aufgrund der Tatsache, daß das Gerät ein integriertes Sy­ stem von zwei elektronischen Einrichtungen ist, und ein Batte­ riefach, und diese sind auf einem Leib- oder Brustriemen oder -gurt angeordnet, wobei es möglich ist, die Aufnahmeelektroden für das Elektrokardiogramm-Signal auf der Rückseite des Riemens oder Gurts anzuordnen. Andererseits kann, indem man Vorteil daraus zieht, daß die Einrichtung Kopfhörer verwendet, eine der Elektroden Teil eines Kopfhörers sein, während die andere auf der Rückseite des Leib- oder Brustriemens oder -gurts angeord­ net ist. Alle diese sind mit einer Elektronikeinrichtung zum Auswerten oder Beurteilen des Elektrokardiogramms verbunden und zum Liefern einer Vokalangabe der Herzrate oder Herzschlagfre­ quenz, während der Benutzer einem Rundfunkgerät oder einer zu­ sätzlichen Audioeinrichtung lauscht, wobei die Gesamtsteuerung und/oder -regelung mittels eines Mikroprozessors erfolgt.

Das Gerät ist ein tragbares Gerät, welches von einer Person zu tragen ist, die mit einer Übung oder körperlichen Bewegung be­ schäftigt ist, wie beispielsweise Jogging, Laufen, Rennen, Ge­ hen, Marschieren, Wandern, Radfahren, Rudern, Klettern oder ei­ ner anderen physischen Aktivität, bei welcher die Überwachung der Herzrate oder Herzschlagfrequenz oder der Pulszahl oder Pulsfrequenz von Wichtigkeit ist.

Physische Übungen stehen in Beziehung mit der Pulszahl oder -frequenz der übenden Person. In vielen Fällen sollte die Schwere der Anstrengung oder Leistung auf die Pulszahl oder -frequenz, welche die physische Anstrengung oder Leistung an­ zeigt, abgestimmt werden. Es gibt tragbare Überwachungsgeräte wie Respirometer, Elektrokardiogramm-Geräte u. dgl., und einige derselben können von einer übenden Person getragen werden. Das Problem ist das Ausgeben oder -lesen der Pulszahl oder -fre­ quenz oder der Atmungs- oder Respirationsrate oder -frequenz zu irgendeinem gegebenen Augenblick, da gewisse Personen eine ge­ wisse Pulszahl oder -frequenz nicht überschreiten sollten, um das Herz nicht zu überlasten. Es sind auch Einrichtungen mit einer digitalen Darstellung der Pulszahl oder -frequenz be­ kannt.

Das System der vorliegenden Erfindung ist in einer handlichen, günstigen, bequemen, praktischen und vorteilhaften tragbaren Form ausgebildet, das von einer übenden Person leicht getragen werden kann, und zwar insbesondere während des Gehens, Wan­ derns, Marschierens, Laufens, Joggings, Rennens, Radfahrens, Ruderns, Kletterns etc. Die vokalen oder sprachlichen Angaben der Pulszahl oder -frequenz erfolgen in vorbestimmten Interval­ len, die durch einen Mikroprozessor gesteuert oder geregelt werden, und auf diese Weise wird ein "übermäßiges Üben" verhin­ dert (wobei unter "üben" und "Übung" insbesondere, jedoch kei­ neswegs ausschließlich, die oben angegebenen körperlichen Betä­ tigungen, wie Gehen, Wandern, Marschieren, Laufen, Jogging, Rennen, Radfahren, Rudern, Klettern etc. verstanden werden sol­ len). Weiterhin dient einer der Kopfhörer als Elektrode, was insofern von Vorteil ist, als dabei der Kopfhörer einem zweifa­ chen Zweck dient: als Kopfhörer und gleichzeitig als Elektrode, die starke Signale an die Elektrokardiogrammeinrichtung lie­ fert.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine tragbare Ein­ richtung, die von einer übenden Person zu tragen und dazu ge­ eignet ist, in jedem gewünschten Augenblick oder periodisch In­ formation über die Herzrate oder Herzschlagfrequenz (den Puls) in dem gegebenen Augenblick zu liefern. Die vokale oder sprach­ liche Angabe der Information ist sehr günstig, vorteilhaft, be­ quem, praktisch und gut geeignet sowie angemessen für die übende Person und lenkt die Aufmerksamkeit nicht von der aktu­ ellen Übung ab.

Die Einrichtung nach der Erfindung umfaßt eine Kombination ei­ nes Rundfunkgeräts und/oder Bandgeräts, insbesondere Kassetten­ rekorders, und/oder eines anderen zusätzlichen Audiogeräts, das bzw. die an einem Elektrokardiogramm-Instrument oder -gerät an­ gebracht ist bzw. sind, wobei das Elektrokardiogramm-Instrument oder -gerät mit Elektroden versehen ist, welche an dem Körper der überwachten Person angebracht werden können, wobei bevor­ zugt der Kopfhörer als eine der Elektroden dient, und wobei eine Einrichtung zum Auswerten, Beurteilen, Bewerten und/oder Abschätzen des resultierenden Elektrokardiogramms in irgendei­ nem oder jedem gegebenen Augenblick und zum Übersetzen dessel­ ben und/oder des Ergebnisses der Auswertung, Beurteilung, Be­ wertung und/oder Abschätzung in eine vokale Botschaft oder Sprachbotschaft an die übende Person vorgesehen ist, so daß es einer solchen Person auf diese Weise ermöglicht wird, die Rate, Geschwindigkeit, Intensität, Schwere o. dgl. der Übung zu ir­ gendeinem oder jedem gewünschten Augenblick seiner Pulszahl oder -frequenz anzugleichen oder in sonstiger Weise auf seine Pulszahl oder -frequenz abzustimmen.

Das Gerät weist vorzugsweise eine Einrichtung zum elektroni­ schen Übersetzen des Elektrokardiogramms oder des Ergebnisses seiner Auswertung, Beurteilung o. dgl. in eine digitale Anzeige und/oder ein digitales Signal für die Pulszahl oder -frequenz bzw. der Pulszahl oder -frequenz auf, und diese digitale An­ zeige oder das digitale Signal wird in ein vokales oder sprach­ liches Ausgangssignal umgewandelt, so daß die übende Person mittels einer solchen vokalen oder sprachlichen Angabe bzw. ei­ nes solchen vokalen oder sprachlichen Ausgangssignals über ih­ ren Puls oder ihre Pulsfrequenz informiert wird.

Das System kombiniert damit ein Rundfunk- und/oder Bandgerät und/oder irgendein anderes zusätzliches Audiogerät oder -in­ strument, welches auf dem gleichen Riemen oder Gurt getragen werden kann. Vorteilhafterweise sind die Elektroden derart an­ geordnet und/oder ausgebildet, daß eine Elektrode auf der Rück­ seite des Riemens oder Gurts in Taillen- oder Brusthöhe posi­ tioniert ist, während die andere Elektrode ein Teil von einem der Kopfhörer ist, oder derart, daß sich die beiden Elektroden auf der Rückseite des Leib- oder Brustriemens oder -gurts be­ finden.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann in verschiedensten For­ men und Konfigurationen vorgesehen sein. Die beigefügten Figu­ ren veranschaulichen die Erfindung und sind nur beispielhaft. Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfin­ dung werden nachfolgend anhand dieser Figuren, die bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung veranschau­ lichen, näher beschrieben und erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Läufers oder Joggers, der eine Ausführungsform des Systems nach der Erfindung trägt, wo­ bei sich in der Konfiguration dieser Ausführungsform eine Elek­ trode an dem Kopfhörer befindet, während die andere Elektrode auf der Rückseite des Riemens oder Gurts angeordnet ist, wel­ cher im vorliegenden Fall ein Taillen- oder Leibriemen, -gurt oder -gürtel ist;

Fig. 2 eine Abwandlung des Systems der Fig. 1, wobei sich in der Konfiguration der hier gezeigten Ausführungsform der Erfindung die Einrichtung auf der Brust befindet, und wobei in diesem Fall zwei Möglichkeiten für die Aufnahme des Elektro­ kardiogramms bzw. das Abnehmen der Signale für das Elektrokar­ diogramm bestehen, nämlich (a) die gleiche Möglichkeit, wie sie in Fig. 1 veranschaulicht ist, d. h., daß eine Elektrode im oder am Kopfhörer und die andere Elektrode auf der Rückseite des Riemens oder Gurts vorgesehen ist, oder (b) daß sich beide Elektroden auf der Rückseite des Riemens oder Gurts befinden;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Systems nach der Erfindung;

Fig. 4 ein elektronisches Schaltschema, in dem die Haupt­ komponenten des Systems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt sind; und

Fig. 5 ein nähere Einzelheiten zeigendes elektronisches Schaltschema des Systems der Fig. 4, deren Einzelheiten dem Fachmann, welcher die Erläuterungen zu den Fig. 3 und 4 zur Kenntnis genommen hat, klar sind.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt das System ein Elektrokar­ diogramm-Gerät 19, das mit Elektrodeneinrichtungen oder Elek­ troden 16 und 17 versehen ist, wobei die eine Elektrodenein­ richtung oder Elektrode 16 als Teil des Kopfhörers 13 ausgebil­ det ist, während sich die andere Elektrodeneinrichtung oder Elektrode 17 auf dem Niveau der Taille befindet. Weiter weist das in Fig. 1 gezeigte System folgendes auf: ein Rundfunkgerät /Bandgerät 18, das mit einer Stromquelle (Batterie oder wieder­ aufladbare Batterien) versehen ist, einen in dem Elektrokardio­ gramm-Gerät 19 integrierten oder damit zusammengebauten Empfän­ ger für das Elektrokardiogramm-Signal, der eine Steuer- und/ oder Regeleinrichtung enthält, Kopfhörer 13, welche zum Zufüh­ ren der vokalen oder sprachlichen Botschaft an den Läufer oder Jogger und als die zweite Elektrode dienen (natürlich auch zum Zuführen der Sprache und/oder Musik aus dem Rundfunkgerät/ Bandgerät 18).

Eine Abwandlung des Systems der Fig. 1 ist in Fig. 2 veran­ schaulicht, wonach der Läufer oder Jogger einen Riemen oder Gurt 11 um seine Brust herum trägt, welcher die Elektrokardio­ gramm-Einheit und eine Elektrode 14 trägt, sowie außerdem das Rundfunkgerät/Bandgerät und eine Wandler- oder Umsetzungsein­ richtung 15. Dieser Gurt oder Riemen 11 erstreckt sich um die Schultern und ist mit einer Verbindungseinrichtung oder -lei­ tung oder Verbindungsmitteln 12 zu den Kopfhörern 13, die oder von denen einer die zweite Elektrode aufnehmen bzw. aufnimmt, welche einen Teil der Elektrokardiogramm-Schaltung bildet, ver­ sehen. Es ist eine elektronische Schaltung zum Übersetzen der Elektrokardiogramm-Kurve in ein digitales Signal der Pulszahl oder -frequenz vorgesehen, welches digitale Signal in eine vo­ kale oder sprachliche Angabe (die über die Kopfhörer zugeführt wird) dieser- Pulszahl oder -frequenz umgesetzt wird.

Das System gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung, welche in Fig. 3 veranschaulicht ist, umfaßt in Kombina­ tion folgendes: eine Elektrokardiogramm-Einheit 31, die mit ei­ ner Filtereinrichtung versehen ist, Elektroden 32 und 33, die an dem Körper anbringbar und mit der Elektrokardiogramm-Einheit 31 verbunden sind, wobei der Ausgang der Elektrokardiogramm- Einheit 31 über einen Verstärker 34 einem Spezialfilter 35 oder einer Wandler- oder Umsetzungseinrichtung 35 zugeführt wird, welches das Elektrokardiogramm-Signal in ein Digitalsignal 35a übersetzt bzw. umwandelt, das über eine entsprechende Verbin­ dung einer Einheit 36 zugeführt wird, die eine Mikrosteuer­ und/oder -regeleinrichtung und eine Sprachsynthetisiereinrich­ tung ist. Diese Einheit 36 ist mit einer aktiven Kombinierein­ richtung 37 verbunden, welche mittels der Mikrosteuer- und/oder -regeleinrichtung 36 gesteuert und/oder geregelt wird. Der Aus­ gang der aktiven Kombiniereinrichtung 37 ist über einen Audio­ verstärker 38 mit den Kopfhörern 39 verbunden. Die eine Elek­ trode 33 ist über einen Kondensator 40 einerseits mit einer An­ tenne 41 und andererseits über das Rundfunkgerät 42 mit der ak­ tiven Kombiniereinrichtung 37 verbunden. Es ist ein Schalter 43 für das Auswählen einer Audioeinrichtung mit der aktiven Kombi­ niereinrichtung 37 verbunden, wobei die Audioeinrichtung, wel­ che über den Schalter 43 jeweils aktuell mit der aktiven Kombi­ niereinrichtung 37 verbunden werden kann, das Rundfunkgerät 42 oder eine Einheit 44 sein kann, wobei die Einheit 44 ein Band­ gerät, insbesondere ein Kassettenrekorder, und/oder irgendeine zusätzliche Audioeinrichtung oder Audiohilfseinrichtung sein oder umfassen kann. Die Komponenten als solche sind konventio­ neller Art, und ihre Auswahl liegt im Bereich der Fähigkeit des Fachmanns, welcher das erfindungsgemäße System erstellt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die elektronischen Schaltschemata, in welchen das Blockschaltbild der Fig. 3, wie es vorstehend beschrieben ist, näher ausgeführt ist. Im einzelnen ist hier die Elektrokardiogramm-Einheit mit 51 bezeichnet, die ihre Ein­ gangssignale über die Elektroden 52 und 53 erhält. 54 ist ein Verstärker, der das Ausgangssignal der Elektrokardiogramm-Ein­ heit 51 verstärkt und einem Elektrokardiogramm-Signalfilter 55 zuführt. Dieses Elektrokardiogramm-Signalfilter 55, dessen Aus­ gangssignal dem Mikroprozessor 56 zugeführt wird, ermöglicht es dem Mikroprozessor 56, die Rate oder Frequenz der Puls- oder Herzschläge zu zählen oder zu bestimmen. Der Mikroprozessor 56, mit dem das Elektrokardiogramm-Signalfilter 55 verbunden ist, arbeitet gleichzeitig als Steuer- und/oder Regeleinrichtung oder ist durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung ergänzt. Wobei diese Steuer- und/oder Regeleinrichtung die Betriebsart steuert und/oder regelt, und zwar steuert sie insbesondere den aktiven Halbleiterschalter 57, der durch die Mikrosteuer- und/oder Regeleinrichtung 56 gesteuert und/oder geregelt wird, und über den als andere Optionen des Benutzers irgendeine an­ dere zusätzliche Audioeinrichtung 58 oder Audiohilfseinrichtung 58 oder ein eingebautes, abstimmbares Rundfunkgerät 59 an die Kopfhörer 64 angeschlossen werden kann. Diese Optionen werden mittels des Benutzerschalters 63 gesteuert bzw. angeschaltet. Außerdem ist ein Sprachsynthetisierer 61 in Verbindung mit dem ROM-Speicher 62 der Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorgese­ hen, und der ROM-Speicher 62 sowie die Sprachgeneratoransage 61 werden durch den zentralen Mikroprozessor 56 gesteuert, der ein Eingangssignal einer Vokal- oder Sprachansage über den Schalter 57 liefert. Weiter sind in Fig. 4 und 5 noch die Antenne 65 und in Fig. 5 eine Einheit 66, insbesondere eine von dem Mi­ kroprozessor 56 gesteuerte Schalteinheit, eingezeichnet.

Mit dieser Einrichtung können die Ansagen der Puls- oder Herz­ schlagzahl oder -frequenz in die aktuelle Rundfunk- oder Band­ musik oder -sprache in vorbestimmten Intervallen eingeblendet werden, während die aktuelle Rundfunk- oder Bandmusik oder -sprache lautstärkemäßig ganz oder teilweise abgeblendet wird.

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, welche einer übenden Person zu jeder ge­ wünschten Zeitdauer und/oder in gewünschten Zeitintervallen eine Information über ihre Puls- oder Herzschlagzahl oder -fre­ quenz, die diese Person in diesem Augenblick hat, liefert. Die Information wird als Vokal- oder Sprachinformation gegeben. Die Einrichtung umfaßt eine Elektrokardiogramm-Einheit mit Elektro­ den, die dazu geeignet sind, am menschlichen Körper angebracht zu werden, wobei bevorzugt eine dieser Elektroden einen Teil eines Kopfhörers bildet. Weiter umfaßt die Einrichtung Filter- und Verstärkungsmittel, einen Sprachsynthesizer oder -syntheti­ sierer, und Mittel zum augenblicklichen Auswerten, Beurteilen, Bewerten und/oder Abschätzen des Elektrokardiogramms und zum Abgeben einer Vokal- oder Sprachangabe oder -ansage der augen­ blicklichen Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz.

Die Einrichtung ist von besonderem Wert für das Überwachen der Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz während Laufens bzw. Joggings und ähnlichen Arten von Übungen, wobei die Informatio­ nen vokal oder sprachlich geliefert werden. Eine bevorzugte Ausführungsform umfaßt ein Rundfunkgerät und/oder ein Bandwie­ dergabe- und/oder -aufzeichnungsgerät und/oder ein anderes Au­ diogerät, und zwar mit Mitteln zum Abblenden des Ausgangs­ signals eines solchen Rundfunk- und/oder Bandgeräts und/oder anderen Audiogeräts, während die Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz in vorbestimmten Intervallen angesagt wird.

Claims (5)

1. Tragbares System zum Liefern einer Sprach- oder Vo­ kalangabe der Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz einer übenden Person, insbesondere für Personen, die laufen, joggen, gehen, wandern, marschieren, rennen, klettern, radfahren, ru­ dern etc., wobei eine augenblickliche, sofortige und/oder un­ verzügliche Angabe der Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz an die übende Person erfolgt, umfassend eine Elektrokardio­ gramm-Einheit oder -einrichtung (15, 19, 31, 51), die mit Elek­ trodenmitteln oder Elektroden (16, 17, 32, 33, 52, 53) versehen ist; eine Einrichtung (15, 34, 35, 54, 55) zum Verstärken des Ausgangssignals der Elektrokardiogramm-Einheit oder -einrich­ tung (15, 19, 31, 51) und zum Umsetzen desselben mittels eines Sprachsynthesizers oder -synthetisierers (36, 56, 61) in eine Vokal- oder Sprachangabe der Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz über Kopfhörer (13, 39, 64), wobei der Kopfhörer bzw. die Kopfhörer (13, 39, 64) außerdem wahlweise mit einem Rund­ funkgerät (18, 42, 59) und/oder einem Bandgerät (18, 44, 58) und/oder irgendeiner anderen zusätzlichen Audioeinrichtung und/oder Audiohilfseinrichtung verbindbar ist bzw. sind, wobei eine der beiden Elektrokardiogramm-Elektroden (16, 17, 32, 33, 52, 53) einen Teil des Kopfhörers oder der Kopfhörer (13, 39, 64) bildet, und wobei das System eine integrierte Mikrosteuer­ und/oder -regeleinrichtung (15, 36, 56) umfaßt, die dazu ge­ eignet ist, das Ausgangssignal des Rundfunkgeräts (18, 42, 59) und/oder des Bandgeräts (18, 44, 58) und/oder des zusätzlichen Audiogeräts und/oder des Audiohilfsgeräts abzublenden, wenn eine Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz angesagt wird.

2. System zum Liefern einer Sprach- oder Vokalangabe der Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz zu jedem gewünschten Zeitpunkt an eine übende Person, umfassend in Kombination eine Elektrokardiogramm-Einheit oder -einrichtung (15, 31, 51), die mit Elektroden (16, 17, 32, 33, 52, 53) zum Anbringen am Körper versehen ist, wobei eine derselben einen Teil eines Kopfhörers oder von Kopfhörern (13, 39, 64) bildet; ein Filter und eine Verstärkungseinrichtung (15, 34, 35, 54, 55), die von der Elek­ trokardiogramm-Einheit oder -einrichtung (15, 31, 51) zu einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (15, 36, 56) führt, die mit einem Sprachsynthesizer oder -synthetisierer (61) verbunden ist oder einen Sprachsynthesizer oder -synthetisierer umfaßt, wel­ che bzw. welcher mit einer aktiven Kombiniereinrichtung (37, 57) verbunden ist, wobei die Kombiniereinrichtung (37, 57) au­ ßerdem entweder mit einem Rundfunkgerät (18, 42, 59) oder Band­ gerät (18, 44, 58) oder irgendeiner anderen zusätzlichen Audio­ einrichtung oder Audiohilfseinrichtung verbindbar ist, wobei ferner die Kombiniereinrichtung (37, 57) über einen Audiover­ stärker (38, 60) mit dem Kopfhörer oder den Kopfhörern (13, 39, 64) verbunden ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Mittel zum Vermindern des Audioniveaus des Rundfunkgeräts (18, 42, 59) und/oder des Bandwiedergabe- und/oder Aufzeichnungsgeräts (18, 44, 58) und/oder des zusätz­ lichen Audiogeräts und/oder Audiohilfsgeräts für die Zeitdauer einer Ansage der Puls- oder Herzschlagzahl oder -frequenz vor­ gesehen sind, wobei vorzugsweise die Ansage und/oder das Ver­ mindern des Audioniveaus automatisch durch den oder einen Mi­ kroprozessor (36, 56) erfolgt.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elektroden (16, 17, 32, 33, 52, 53), die in Kontakt mit dem Körper der übenden Person sind, aus leitfähigem Polymermaterial hergestellt sind.

5. System nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die integrierte Elektrokardiogramm-Einheit oder -einrichtung (15, 19, 31, 51) und das Rundfunkgerät (18, 42, 59) und/oder das Bandaufzeich­ nungs- und/oder -wiedergabegerät (18, 44, 58) und/oder das zu­ sätzliche Audiogerät und/oder Audiohilfsgerät an einem Riemen oder Gurt (11) angebracht ist bzw. sind, der auf dem Leib- bzw. Taillenniveau oder auf dem Brustniveau zu tragen ist, wobei eine Elektrode oder die Elektroden (16, 17, 32, 33, 52, 53) Teil der Rückseite eines solchen Riemens oder Gurts (11) sind, so daß sie in Kontakt mit der Haut des Benutzers sind.