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Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine EKG-Elektrodenanordnung zur Benutzung
im Wasser, z.B. beim Schwimmen, und auf ein Verfahren zum Messen
eines EKG-Signals von einer im Wasser befindlichen Person.
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Hintergrund
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Die
Herzfrequenz-Messung beruht auf der Überwachung der Herztätigkeit.
Wenn sich das Herz kontrahiert, erzeugt es eine Reihe messbarer
elektrischer Impulse im Körper.
Die Messung und Analyse eines derart erzeugten Signals ist als Elektrokardiographie
(EKG) bekannt. Das Signal selbst wird als EKG-Signal bezeichnet.
Weitere Einzelheiten über die
Elektrokardiographie sind beschrieben in: Guyton, Arthur C.: Human
Physiology and Mechanisms of Disease, Third edition, W. B. Saunders
Company 1982, ISBN 4-7557-0072-8, Chapter 13: The Electrocardiogram.
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Aus
dem US-Patent 4 625 733, Säynäjäkangas,
ist ein drahtloses und kontinuierliches Herzfrequenz-Messkonzept
bekannt, bestehend aus einem mittels eines elastischen Bandes auf
der Brust anzuordnenden Messgurt und einem Herzfrequenz-Empfänger, der
wie eine Armbanduhr am Handgelenk zu tragen ist.
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Der
Messgurt besteht aus einem mit einem elastischen Band an der Brust
befestigten Teil mit zwei Messelektroden, die auf die Haut gesetzt
werden, und einem an die Messelektroden angeschlossenen EKG-Erfassungsblock
zur Erzeugung von Herzfrequenz-Information auf der Grundlage durch die
Messelektroden ausgeführter
EKG-Signalmessungen. Der Sender auf dem Messband überträgt mittels
induktiver Telemetrie die Herzfrequenz-Information zu einem am Handgelenk
des Benutzers befestigten Empfänger.
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Die
Messelektroden erfassen eine Projektion des elektrischen Feldes
des Herzens auf der Haut. Obwohl beide Elektroden nach ihrer Struktur
Messelektroden sind, ist die auf der linken Seite des Messbandes
angeordnete Elektrode, die teilweise auf dem Herzen sitzt, üblicherweise
die tatsächliche
Messelektrode, während
die rechte Elektrode eine Bezugs- oder Masseelektrode ist. Die Messung
erfolgt durch Messung einer Potentialdifferenz, nämlich einer Spannung,
zwischen den betreffenden Messelektroden. Hinsichtlich der Messung
ist der einzige wichtige Aspekt die Potentialdifferenz zwischen
der ersten und der zweiten Elektrode.
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Weitere
Einzelheiten der zur Messung erforderlichen Elektronik sind beschrieben
in Bronzino, Joseph D.: The Biomedical Engineering Handbook, CRC
Press 1995, Chapter 72: Biopotential Amplifiers.
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Damit
die beschriebene Messelektrodenanordnung auch während des Schwimmens anwendbar ist,
müssen
die Messelektroden vom Wasser isoliert werden. Die Isolation ist
möglich,
wenn man einen Vorsprung um die Messelektroden legt, so dass das Wasser
nicht zwischen Messelektrode und Haut eintreten kann, wenn das Band
auf der Haut aufliegt. Dies ist jedoch keine besonders gute Lösung. Beim Sprung
ins Wasser oder während
des Schwimmens wird das Band durch die Muskelbewegungen bewegt,
so dass Wasser zwischen die Messelektroden und die Haut gelangt.
Auch durch die durch das Atmen erzeugten Bewegungen der Brust kann
sich das Band bewegen.
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In
gewisser Weise kann das Wasser als dritte Elektrode betrachtet werden,
weil, mit Ausnahme der unter den Messelektroden befindlichen Körperbereiche,
der Körper
mit dem Wasser in Kontakt steht, das wegen der enthaltenen Verunreinigungen üblicherweise
leitfähig
ist. Wenn die Messelektroden im Messband mit dem Wasser in Kontakt
treten, werden die Messelektroden miteinander elektrisch kurzgeschlossen,
und es lässt
sich keine Potentialdifferenz zwischen ihnen messen. Wenn nur die
erste Messelektrode im Messband mit dem Wasser in Kontakt gelangt,
wird die Potentialdifferenz zwischen der aus der ersten Messelektrode
bestehenden Elektrode und dem Wasser und der zweiten Messelektrode
gemessen. Ändert
sich die erste Messelektrode in eine Elektrode, die aus der ersten
Messelektrode und dem Wasser besteht, ändert sich die Projektion des
elektrischen Feldes des Herzens, wodurch die Messgenauigkeit verschlechtert
wird.
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Die
Elektroden können
auch mittels Klebeband oder Klebstoff befestigt werden; diese sind
aber unangenehm in der Benutzung. Auch kann der Klebstoff das Wasser
verschmutzen.
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Aus
den US-Patenten 4 637 399 und 4 791 933 sind Elektrodenanordnungen
bekannt, die auf der Hautoberfläche
in wasserdichter Weise anzuordnen sind. Die Befestigung basiert auf
der Benutzung einer Saugscheibe. Diese Lösung ist in der Benutzung nicht
sehr angenehm, weil die Saugscheibe einen Unterdruck erzeugt, der
die Haut in die Scheibe zieht, wodurch es zu Rötungen der Haut kommen kann.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte EKG-lektrodenanordnung
und ein verbessertes Verfahren zum Messen eines EKG-Signals einer
im Wasser befindlichen Person anzugeben. Ein Aspekt der Erfindung
ist die EKG-Elektrodenanordnung nach Anspruch 1. Ein weiterer Aspekt der
Erfindung ist das Verfahren zum Messen eines EKG-Signals von einer im Wasser befindlichen
Person nach Anspruch 16. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Eine
der Erfindung zugrunde liegende Idee ist, dass, im Gegensatz zum
Stand der Technik, die zweite Messelektrode so angeordnet ist, dass
sie nur mit dem Wasser und nicht mit der Haut in Kontakt kommt.
Da diese Lösung
nur eine Messelektrode benötigt,
die vom Wasser elektrisch isoliert ist, sind die Positionierung
der Elektrode und ihre Isolation leichter auszuführen als bei einer Lösung, bei
der zwei Messelektroden auf der Haut anzuordnen sind. Dies verbessert
die Zuverlässigkeit
der Messung.
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Liste der
Zeichnungen
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Schwimmer, an dem ein Herzfrequenz-Monitor verwendet wird,
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2 die
Messverbindungen in einer bekannten EKG-Elektrodenanordnung,
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3 eine
erste bevorzugte Ausführungsform
einer EKG-Elektrodenanordnung und ihrer Messverbindungen,
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4 eine
zweite bevorzugte Ausführungsform
einer EKG-Elektrodenanordnung und ihrer Messverbindungen,
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5 einen
Elektroden-Sendegurt eines Herzfrequenz-Monitors,
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6 den
Aufbau eines an der Brust befestigten Herzfrequenz-Monitor-Sendegurts
und eines am Handgelenk getragenen Herzfrequenz-Monitors, und
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7 ein
Flussdiagramm mit der Darstellung eines Verfahrens zum Messen eines
EKG-Signals von
einer im Wasser befindlichen Person.
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Beschreibung
der Ausführungsformen
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1 zeigt
einen einen Herzfrequenz-Monitor 104 benutzenden Schwimmer 100 im
Wasser 108 mit einem Elektroden- und Sendegurt 106,
der zum Messen seiner Herzfrequenz um seine Brust gelegt ist. Wie
erwähnt,
kann es beim Sprung ins Wasser oder durch die Kontraktion der Rücken- und
Brustmuskulatur während
des Schwimmens zu Bewegungen des Elektrodengurts 106 kommen,
so dass zwischen Messelektroden und Haut eintretendes Wasser die
Messung stören
kann.
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Im
Folgenden wird der Elektroden- und Sendegurt 106 des Herzfrequenz-Monitors
anhand 5 genauer beschrieben. Der Elektrodengurt 106 enthält Löcher 506, 508,
in denen ein elastisches Band, üblicherweise
mit einer Druckknopfverbindung, befestigt ist, das den Elektrodengurt 106 an
der Brust befestigt. Die die Herzfrequenz messenden Elektroden 502, 504 sind
mit Drähten
oder leitfähigem
Kunststoff an eine Elektrodeneinheit 500 angeschlossen,
wo das von den Elektroden 502, 504 erhaltene EKG-Signal
verarbeitet und zu dem am Handgelenk getragenen Herzfrequenz-Monitor 104 gesendet
wird. Wie erwähnt,
sind die Messelektroden üblicherweise
so angeordnet, dass die linke Elektrode, die auf das Herz der Person
kommt, eine Bezugselektrode 504 ist. Die Messelektrode 502 ist z.B.
mittels eines verhältnismäßig niedrigen
Stegs 510 elektrisch vom Wasser isoliert. Entsprechend
ist die Bezugselektrode 504 mittels eines Stegs 512 vom
Wasser elektrisch isoliert.
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6 zeigt
den Aufbau des Elektroden- und Sendegurts 106 und den des
am Handgelenk getragenen Herzfrequenz-Monitors 104. "Herzfrequenz-Monitor" bezieht sich hier
auf die vom Elektroden- und Sendegurt 106 und dem Empfänger 104 gebildete
Einheit. Elektrodengurt 106 und Empfänger 104 können auch
andere als die in 6 gezeigten Teile enthal ten,
es ist aber nicht relevant, sie hier zu beschreiben. 6 zeigt
oben die wesentlichen Teile des Elektroden- und Sendegurts 106,
in der Mitte ein Beispiel der zu sendenden Herzfrequenz-Information 608 und
unten den Herzfrequenz-Monitor 104. Die elektronische Einheit 500 des
Elektroden- und Sendegurts 106 empfängt von den zur Messung eines EKG-Signals
benutzten Elektroden 502, 504 Herzfrequenz-Information.
Die EKG-Signale werden vorzugsweise verarbeitet, d.h. in einem EKG-Erfassungsblock 600 gefiltert,
verstärkt
und erfasst, und zwar auf bekannte Weise, die es erlaubt, Herzschlaginformation,
wie Herzschläge,
zu erfassen. Zum Erfassen des Herzschlags misst der EKG-Erfassungsblock 600 eine
Potentialdifferenz zwischen den Messelektroden 502, 504.
Die Erfassung der Herzfrequenz beruht z.B. auf dem im Herzschlagsignal
erfassten QRS-Komplex, wobei sich die Buchstaben Q, R und S auf
Potentialphasen beziehen, die durch elektrische Aktivierung in einem
elektrischen Signal erzeugt werden. Der QRS-Komplex kann unter Verwendung
eines signalangepassten Filters erfasst werden, wodurch ein Modellkomplex
mit dem gemessenen QRS-Komplex verglichen wird. Überschreitet der Vergleich
einen vorbestimmten Schwellenwert, wird der Komplex als Herzschlag
erfasst. Der Sender 606 ist vorzugsweise unter Verwendung
einer Spule implementiert, die die Herzschlaginformation 608 induktiv
zum Empfänger 200 des
Herzschlagmonitors 104 am Handgelenk sendet.
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Ein
Herzschlag wird z.B. von einer 5-kHz-Impulsfolge 610A oder
einer Gruppe 610A, 610B, 710C von mehreren
Impulsfolgen dargestellt. Die Intervalle 612A, 612B zwischen
den Impulsfolgen 610A, 610B, 610C können von
gleicher oder variabler Dauer sein. Die Information kann induktiv
oder, alternativ, optisch z.B. über
einen Draht oder unter Anwendung einer anderen drahtlosen elektronisch
und/oder magnetisch ausgeführten
Datenübertragung übertragen werden.
Der Empfänger 620 enthält eine
Empfangsspule, von der das empfangene Signal über einen Signalempfänger zu
einer Steuerelektronik 624 übertragen wird, die den Betrieb
der verschiedenen Teile des Herzfrequenz-Monitors 104 steuert
und koordiniert. Der Herzschlagmonitor 104 enthält vorzugsweise
ferner einen Speicher (EPROM = Erasable Programmable Read Only Memory,
löschbarer,
programmierbarer Nur-Lese-Speicher) 626 zum Speichern der
Herzfrequenz-Infor-mation und einen Speicher (ROM = Read Only Memory,
Nur-Lese-Speicher) 628 zum Speichern der Computer-Software
des Herzfrequenz-Monitors 104. Die Steuerelektronik 624 und ihr
Speicher sind vorzugsweise unter Verwendung eines Mehrzweck-Mikroprozessors
implementiert, der mit der notwendigen System- und Anwendungssoftware
ausgerüstet
ist. Auch sind verschiedene Hardware-Implementationen möglich, z.B.
eine Schaltung aus getrennten Logikkomponenten oder einem oder mehreren
ASICs (An wendungsspezifische Integrierte Schaltung). Gründe, die
die zur Implementierung der Steuerelektronik 624 verwendete
Lösung
betreffen, umfassen wenigstens Erfordernisse hinsichtlich Größe und Energieverbrauch
des Geräts,
seine Herstellungskosten und Produktionsvolumina.
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Der
Herzfrequenz-Monitor 104 enthält oft ein Interface 630 zwischen
Herzfrequenz-Monitor 104 und
der Außenwelt. Über das
Interface 630 kann die im Herzfrequenz-Monitor gespeicherte
Information zur weiteren Verarbeitung z.B. zu einem PC übertragen
werden. Zusätzlich
kann das Interface 630 zur Aktualisierung der Software
des Herzfrequenz-Monitors
dienen. Zu diesem Zweck sind besondere Mechanismen erforderlich.
Z.B. muss der ROM-Speicher 628, in dem die Software gespeichert
ist, gegen einen Speicher vertauscht werden, der auch zum Schreibempfang
geeignet ist, z.B. ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable
Read Only Memory, Elektrisch Löschbarer,
Programmierbarer Nur-Lese-Speicher).
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Das
Benutzer-Interface 632 des Herzfrequenz-Monitors enthält ein Display 638,
Druck- und/oder Drehknöpfe 634 zur
Auswahl und für
Aktivier- und Stoppfunktionen, sowie eine Einrichtung 636 zur
Tonerzeugung, z.B. Tonsignale. Tonsignale können beispielsweise auch verwendet
werden, um einen Alarm zu geben, wenn eine zu messende Variable
oberhalb oder unterhalb einer Kontrollgrenze liegt, oder zur Abgabe
anderer für
den Benutzer interessanter Information.
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Sowohl
der Sendegurt 106 als auch der Herzfrequenz-Monitor 104 enthalten
eine in 6 nicht gezeigte Spannungsquelle.
Die Spannungsquelle des Sendegurts 106 besteht üblicherweise aus
Batterien. Der Herzfrequenz-Monitor 104 kann eine Batterie
aufweisen oder andere bekannte Einrichtungen zur Energieerzeugung,
z.B. Solarzellen, die Strom aus einer Lichtquelle erzeugen, oder
einen Generator, der aus einer Bewegung Strom erzeugt.
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2 zeigt
die Messverbindungen einer bekannten EKG-Elektrodenanordnung. Die
Messelektroden 502, 504 sind z.B. über Drähte 204, 206 oder leitfähigen Kunststoff
an die Elektronikeinheit 500 angeschlossen. Die Elektronikeinheit 500 misst
die Potentialdifferenz, d.h. die Spannung 208, zwischen den
Messelektroden 502, 504. Gelangt trotz der Isolationen 510, 512 Wasser 108 zwischen
die Oberfläche 200 der
Haut 202 und eine oder beide Elektroden 502, 504,
entstehen die oben beschriebenen Probleme bei der Messung der Potentialdifferenz 208.
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3 zeigt
eine erste Ausführungsform
der EKG-Elektrodenanordnung. Ähnlich
wie beim Stand der Technik weist die Anordnung eine erste Messelektrode 502 zum
Messen einer Potentialdifferenz 304 auf; die Elektrode
ist so ausgebildet, dass sie in Kontakt mit einer Fläche der
Haut 202 des Körpers des
Benutzers kommt, so dass sie in Benutzung elektrisch isoliert 510 vom
Wasser 108 ist, sowie eine zweite Messelektrode 300.
Bei Benutzung ist die zweite Messelektrode 300 nur mit
dem Wasser 108 in Kontakt, wobei die Elektrode über das
Wasser mit einer Fläche
des Körpers
des Benutzers in Kontakt steht, nicht jedoch mit der Fläche unter
der ersten Messelektrode 502. Die zweite Messelektrode 300 und
die Haut 202 des Benutzers, die sich nicht unter der ersten
Messelektrode 502 befindet, und gegebenenfalls eine elektrische
Isolierung 510 bilden so ein gemeinsames Bezugs-/Massepotential.
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Demgemäß wird nur
eine elektrisch vom Wasser isolierte 510 Messelektrode
benötigt,
d.h. die erste Messelektrode 502, so dass deren elektrische Isolierung
vom Wasser 108 leichter und besser zu Stande gebracht werden
kann als die elektrische Isolierung zweier Messelektroden vom Wasser 108. Statt
eines Stegs 510 aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material
kann die Isolierung in bekannter Weise ausgeführt werden, z.B. unter Verwendung
eines Silicon-Dichtungsrings.
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Die
erste Ausführungsform
kann vorzugsweise so implementiert werden, dass die erste Messelektrode 502 und
die zweite Messelektrode 300 auf der die Elektrodenanordnung
einkapselnden Abdeckung auf voneinander abgewandten Oberflächenseiten
der Abdeckung angeordnet sind. Innerhalb der die EKG-Elektrodenstruktur
einkapselnden Abdeckung kann der EKG-Erfassungsblock 600 angeordnet
werden, zur Erzeugung der Herzfrequenz-Information auf Basis der EKG-Signalmessungen,
die durch die Elektroden 300, 502 ausgeführt werden. Zusätzlich kann
der Sender 606 innerhalb der die EKG-Elektrodenstruktur
einkapselnden Abdeckung angeordnet werden. Dies erlaubt es, eine
Kapsel mit kleinen Abmessungen zu erzeugen, die in optimaler Weise
an der Haut befestigt werden kann, z.B. mittels eines geeigneten
elastischen Befestigungsbandes. Bei Damen-Badeanzügen kann
die Kapsel auch in einer Tasche an der Brust angeordnet werden.
Gleichfalls kann die erforderliche Kapseltasche leicht in einem
nassen Badeanzug angeordnet werden.
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Die
Messelektroden 300, 502, 504 können aus
leitfähigem
Kunststoff bestehen. Die Messelektroden 300, 502, 504 können zweckmäßigerweise
als Teil der Kapsel der EKG- Elektrodenanordnung
integriert werden. Was die Herstellung angeht, so kann die Integration
durch Herstellung der Kapsel durch Spritzgießen erfolgen.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform, die
in gewisser Weise eine Kombination des anhand 2 beschriebenen
Standes der Technik und der ersten Ausführungsform der 3 darstellt.
Die zweite Ausführungsform
enthält
eine erste elektrisch vom Wasser 108 isolierte 510 Messelektrode 502,
jedoch zwei weitere Messelektroden. Die zweite Messelektrode 300 steht
nur mit dem Wasser 108 in Kontakt, während eine dritte Messelektrode 504 so
angeordnet ist, dass sie bei Benutzung mit einer Fläche der
Haut 202 am Körper
des Benutzers in Kontakt steht.
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Die
zweite Ausführungsform
der EKG-Elektrodenanordnung kann sowohl innerhalb als auch außerhalb
des Wassers benutzt werden. Wie in 4 gezeigt,
entstehen zwischen den Elektroden zwei getrennte, zu messende Potentialdifferenzen.
In der Praxis entsteht die Potentialdifferenz 304 zwischen der
zweiten Messelektrode 300 und der ersten Messelektrode 502 nur,
wenn sich die EKG-Elektrodenanordnung im Wasser befindet. Entsprechend
kann eine Potentialdifferenz 208 zwischen der dritten Messelektrode 504 und
der ersten Messelektrode 502 im Prinzip erfasst werden,
sowohl wenn sich die EKG-Elektrodenanordnung im Wasser als auch wenn
sie sich außerhalb
des Wassers, d.h. in der Luft, befindet. Mit anderen Worten, es
muss gewählt werden
können,
ob die Messung unter Verwendung des Messelektrodenpaars 300/502 oder
des Paars 502/504 erfolgt. Die Entscheidung kann
auf der Grundlage von Messungen erfolgen, wenn ein extrem niedriger
Strom, z.B. 50 nA über
das Messelektrodenpaar fließt
und die Spannung zwischen den Messelektrodenpaaren gemessen wird.
Die gemessene Spannung geteilt durch den Strom ergibt die Impedanz
zwischen den Messelektroden. Die Impedanz zeigt, ob eine Messung
aktiviert werden muss oder ob sich die EKG-Elektrodenanordnung im oder außerhalb
des Wassers befindet.
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Ist
bei der Ausführungsform
der 4 die Impedanz zwischen der ersten Elektrode 502 und
der dritten Elektrode 504 kleiner als 1 MΩ, so wird
die Messung initiiert. Wird die Impedanz zwischen der ersten Elektrode 502 und
der zweiten Elektrode 300 gemessen und liegt der erhaltene
Wert unter 1 MΩ, so
lässt sich
schließen,
dass sich die EKG-Elektrodenanordnung im Wasser befindet. Die Steuerelektronik 500 enthält somit
eine Einrichtung 602 zum Messen sowohl einer ersten Impedanz
zwischen der zweiten Messelektrode 200 und der ersten Messelektrode 502,
als auch einer zweiten Impedanz zwischen der dritten Messelektro de 504 und
der ersten Messelektrode 502. Zusätzlich enthält die Steuerelektronik 500 eine
Einrichtung 602, mit der auf der Basis der ersten und zweiten
gemessenen Impedanz festgestellt werden kann, ob sich der Benutzer
der EKG-Elektrodenanordnung im Wasser oder außerhalb desselben befindet,
und zum Wählen
der zweiten Messelektrode 300 zur Messung zusätzlich zur ersten
Messelektrode 502, wenn sich der Benutzer im Wasser befindet,
und der dritten Messelektrode 504, wenn er sich außerhalb
des Wassers befindet. Die notwendigen Einrichtungen befinden sich
in einem Steuerteil 602 in der Elektronikeinheit 500,
wobei der Steuerteil vorzugsweise als Allzweck-Mikroprozessor ausgeführt ist,
der mit der notwendigen System- und Anwendungssoftware ausgerüstet ist. Aber
auch verschiedene Hardware-Implementationen
sind möglich,
z.B. eine Schaltung aus separaten Logikkomponenten oder einem oder
mehreren ASICs (Application Specific Integrated Circuit, Anwendungsspezifische
Integrierte Schaltung).
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Liegt
bei der Ausführungsform
der 3 die Impedanz zwischen der ersten Elektrode 502 und
der zweiten Elektrode 300 unter 1 MΩ, so wird die Messung initiiert.
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Wurde
eine in Luft auszuführende
Messung, manuell oder automatisch, unter Anwendung der oben beschriebenen
Impedanzberechnung, bereits initiiert, so gibt es auch eine weitere
Alternative zur Wahl des bei der Benutzung zu verwendenden Messelektrodenpaars.
In diesem Fall enthält
der Steuerteil 602 Einrichtungen zum Messen der Potentialdifferenz
zwischen der ersten Elektrode 502 und der zweiten Elektrode 300 zur
Feststellung auf der Basis der Messung, ob sich die EKG-Elektrodenanordnung im
Wasser oder in der Luft befindet, und zur Wahl der zweiten Messelektrode 300 zur
Verwendung bei der Messung zusätzlich
zur ersten Messelektrode 502, wenn sich die Anordnung im
Wasser befindet, und der dritten Messelektrode 504, wenn
sich die Anordnung in der Luft befindet. Befindet sich die Anordnung
im Wasser, so wird ein EKG-Signal zwischen der ersten Elektrode 502 und
der zweiten Elektrode 300 erfasst; befindet sie sich in
der Luft, so wird kein EKG-Signal erfasst.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsformen beziehen
sich auf Fälle,
in denen der Sender 606 innerhalb der EKG-Elektrodenanordnung
die Herzfrequenz-Information telemetrisch zum Herzfrequenz-Empfänger 104 zur
Anzeige und/oder Speicherung und/oder weiteren Analyse überträgt. Bei
einer weiteren möglichen
Ausführungsform
wird kein getrennter Herzfrequenz-Empfänger 104 benötigt, oder
der Benutzer kann einen Empfänger
benutzen, wenn er dies wünscht.
In diesem Fall enthält
die EKG-Elektrodenanordnung ein Display 638 zur Anzeige
der Herzfrequenz-Information. Dies wurde in Verbindung mit der ersten
Ausführungsform
der 3 beschrieben; aber es kann auch ein in die EKG-Elektrodenanordnung
integriertes Display in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform
der 4 verwendet werden. Das Display 638 ist
an die Elektronikeinheit 500 angeschlossen. Die EKG-Elektrodenanordnung
ermöglicht
auch die Verwendung eines getrennten Herzfrequenz-Empfängers 104, wobei
der Aufbau der Elektrodenanordnung der in 6 gezeigten
entspricht. Ansonsten ist kein Sender 606 vorhanden. In
einer Ausführungsform
ist das Display 638 ein LED-Display mit wenigstens einer LED.
In einer anderen Ausführungsform
enthält
das Display 638 LEDs unterschiedlicher Farbe, z.B. gelb und/oder
grün und/oder
rot. Diese LEDs können
zu einer mehr oder weniger vollständigen "Ampel" zusammengefügt werden. Enthält das Display 638 eine gelbe
LED, so kann diese zur Anzeige benutzt werden, dass die gemessene
Variable unterhalb des Zielbereichs liegt. Enthält das Display 638 eine
grüne LED,
so zeigt diese an, dass die gemessene Variable innerhalb des Zielbereichs
liegt. Enthält
das Display 638 eine rote LED, so zeigt diese an, dass
die gemessene Variable oberhalb des Zielbereichs liegt. Beispielsweise
können
in einem Herzfrequenz-Monitor Herzfrequenz-Grenzen, z.B. 140 und 160, verwendet
werden. Demzufolge leuchtet bei einer Herzfrequenz zwischen 140
und 160 die grüne
LED auf, bei einer Herzfrequenz unterhalb 140 die gelbe LED und
bei einer Herzfrequenz über
160 die rote LED. Auch LEDs anderer Farbe können natürlich benutzt werden.
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Das
Flussdiagramm der 7 zeigt die von einer im Wasser
befindlichen Person zur Messung eines EKG-Signals auszuführenden
Messungen. Die Ausführung
des Verfahrens startet in Block 700, und in der Praxis
umfasst dies die Ausführung
von Messungen bezüglich
der Initiierung der Messung. Im Block 710 wird die Spannung
zwischen der zweiten Messelektrode 300 und der ersten Messelektrode 502 in
der oben beschriebenen Weise gemessen. Die erste Messelektrode 502 wurde
in Kontakt mit einer Fläche
der Haut 202 des Körpers
einer Person angeordnet, derart, dass die Elektrode vom Wasser 108 elektrisch
isoliert ist. Die zweite Messelektrode 300 steht nur mit
dem Wasser 108 in Kontakt, so dass die zweite Messelektrode 300 über das
Wasser mit einer Fläche
des Körpers
der Person in Kontakt steht, die nicht die Fläche unter der ersten Messelektrode 502 ist.
Die obigen Messungen erlauben die Messung eines EKG-Signals an einer
im Wasser befindlichen Person.
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Wenn
eine Messung begonnen oder die Messelektroden gewählt werden
sollen, kann die oben beschriebene Routine in Block 702 ausgeführt werden,
wobei die Impedanz zwi schen der zweiten Messelektrode 300 und
der ersten Messelektrode 502 gemessen wird. Im Block 704 wird
dann die Spannung zwischen der dritten Messelektrode 504 und
der ersten Messelektrode 502 gemessen. Die dritte Messelektrode 504 steht
dabei in Kontakt mit einer Fläche
der Haut 200 am Körper
der Person.
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In
Block 706 wird auf der Basis der ersten und zweiten Impedanz
festgestellt, ob sich die EKG-Elektrodenanordnung im oder außerhalb
des Wassers befindet. Auf dieser Basis wird dann in Block 708 gewählt, ob
das Messelektrodenpaar 300/502 oder 502/504 bei
der Messung verwendet wird. Befindet sich die EKG-Elektrodenanordnung
im Wasser, so wird die zweite Messelektrode 300 gewählt. Befindet
sich die EKG-Elektrodenanordnung in der Luft, so wird die dritte
Messelektrode 504 gewählt.
Je nach der getroffenen Wahl werden dann die Messungen entweder
in Block 710 unter Verwendung der zweiten Messelektrode 300 oder
im Block 712 unter Verwendung der dritten Masseelektrode 504 ausgeführt. Die
Messung wird im Block 718 abgeschlossen. Die Pfeile 714 und 716 zeigen
eine Rückkehr
zu den unter Verwendung der beiden Messelektroden 300, 504 ausgeführten Messungen,
so dass die bessere der Messelektroden gewählt werden kann. Der Übergang 714, 716 kann
auch nach einer kürzeren
oder längeren
Zeitperiode ausgeführt werden,
im Extremfall sehr häufig,
nämlich
sogar nach jedem gemessenen Impuls. Dies erlaubt eine sehr schnelle
Erfassung, wenn der Schwimmer aus dem Wasser kommt.
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Wurde
die Messung bereits begonnen, kann die oben beschriebene Routine
zum Messen der Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode 502 und
der zweiten Elektrode 300 ausgeführt werden, wobei die Messung
dann die Feststellung erlaubt, ob sich die EKG-Elektrodenanordnung im Wasser oder in
der Luft befindet. So kann entweder die zweite Messelektrode 300 zur
Messung im Wasser oder die dritte Messelektrode 504 zur
Messung in der Luft, zusätzlich
zur ersten Messelektrode 502, verwendet werden.
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Die
Erfindung wurde zwar anhand eines Beispiels nach den beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung ist hierauf aber nicht beschränkt, sondern
kann auf vielerlei Weise innerhalb des Umfangs der beiliegenden
Ansprüche
variieren.