DE9016970U1 - Vorrichtung zur Messung der Herzfrequenz - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Messung der Herzfrequenz

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Herzfrequenz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,

Aus Gründen der Diagnose und der Therapie in der Medizin oder aus Trainingsgründen in den verschiedensten Sportarten ist die Kenntnis der Herzfrequenz von Bedeutung, und zwar unter unterschiedlichen Belastungsbedingungen. Augenblickswerte lassen sich zwar durch Fühlen des Pulses ermitteln, eine Messung der Herzfrequenz zu unterschiedlichen Zeitpunkten und Betätigungen erfordern eine geeignete Meßmethode. Es ist bekannt, mit Hilfe eines Brustgurts einen Herzfrequenzmesser am Körper anzubringen, der mit zwei

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Elektroden an der Haut des Trägers anliegt (UNILIFE Trainingscomputer; Prospekt der Firma UNILIFE GmbH). Am Brustgurt ist ein Impulsgeber angeordnet, der in Abhängigkeit von der Herzfrequenz Impulse erzeugt, die mit Hilfe eines Senders auf einen Empfänger übertragen werden, der üblicherweise am Handgelenk getragen wird. Der armbanduhrartige Empfänger enthält einen Kleincomputer, der die übertragenen und empfangenen Impulssignale speichert und in vielfältiger Weise verarbeitet. So kann z.B. eine Speicherung der Herzfrequenzwerte in Intervallen vorgenommen werden. Weiterhin können z.B. Grenzwerte einprogrammiert werden dergestalt, daß bei Erreichen eines Grenzwerts ein Signal, beispielsweise ein akustisches Signal, abgegeben wird, das dem Träger anzeigt, daß z.B. bei Erreichen des obersten Grenzwerts die gerade laufende Trainingsphase unterbrochen werden muß, da die Herzfrequenz sich gesundheitsgefährdenden Werten nähert. Bei Erreichen z.B. eines unteren Grenzwerts ist z.B. das Einleiten einer weiteren Trainingsphase angezeigt.

Das Empfängerteil kann außerdem mit einem Anschluß versehen sein, durch den er mit einem sogenannten Interface gekoppelt wird, das seinerseits mit einem Computer verbindbar ist (z.B. PC). Auf diese Weise läßt sich der Speicherinhalt aus dem Kleincomputer im Empfängerteil auslesen und

z.B. ausdrucken. Die gespeicherten Daten können daher bewertet und dokumentiert oder dergleichen in anderer Weise verarbeitet werden je nach dem, zu welchen Zwecken die Herzfrequenzmessung vorgenommen wurde. Umgekehrt kann mit Hilfe eines Computers der programmierbare Speicher im Empfängerteil mit einem gewünschten Programm versehen werden (Eingabe der Intervalle, in denen gespeichert werden soll, Eingabe der Grenzwerte, usw.).

Die Auswertbarkeit der Daten und die Einsatzmöglichkeit des bekannten Herzfrequenzmessers sind im Prinzip zufriedenstellend. Einige andere Merkmale sind indessen verbesserungsfähig. So kann die telemetrische Übertragung der Daten vom Brustgurt zum Empfänger am Handgelenk die Quelle von Störungen sein. Beispielsweise können Fremdwellen, die durch andere Quellen oder durch einen anderen in der Nähe sich befindlichen am Brustkorb eines fremden Trägers befindlichen Sender erzeugt werden, die Übertragung stören und die Einspeicherung falscher Daten verursachen. Die Ermittlung bzw. Auswertung falscher Herzfrequenzwerte ist störend und kann die Durchführung eines programmierten Trainingsablaufs beeinträchtigen. Die Einspeicherung falscher Daten kann sogar lebensbedrohlich sein, wenn z.B. die Annäherung an den voreingestellten oberen Herzfrequenzwert erreicht, jedoch nicht angezeigt wird.

Der bekannte Herzfrequenzmesser benötigt zwei separate Teile, was mit einem entsprechenden Aufwand für die Herstellung verbunden ist. Bei manchen Sportarten, wie z.B. Fußball, Boxen, Schwimmen oder dergleichen kommt das Tragen eines Empfängerteils am Handgelenk kaum in Betracht.

Beim bekannten Herzfrequenzmesser weist das Empfängerteil mehrere Einstellknöpfe auf, mit denen es sich programmieren läßt. Diese Einstellung ist zeitraubend und kann zu Fehlern führen. Dagegen ist die richtige Einstellung aus sport- und rehabilitations-medizinischen Gründen oft besonders wichtig. Außerdem ermöglichen die Einstellknöpfe eine Manipulation der z.B. vom Arzt bzw. vom Trainer gewünschten vorgegebenen und einprogrammierten Werte durch den Träger in unerwünschter Weise.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung der Herzfrequenz zu schaffen, die in ihrem Aufwand verringert ist, fehlerhafte Einspeicherung von Daten aufgrund von Störfeldern vermeidet und fehlerhafte Einstellungen nicht zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

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Die neuerungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sämtliche Komponenten für den Aufbau eines Herzfrequenzmessers am bzw. im Brustgurt untergebracht sind, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse.

Bei der neuerungsgemäßen Vorrichtung kommt eine telemetrische Übertragung von Daten nicht in Frage. Die hierdurch verursachten Störungen können somit nicht auftreten. Da die für die neuerungsgemäße Vorrichtung notwendigen Komponenten innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses untergebracht und am bzw. im Brustkorb befestigt werden können, wird eine deutliche Kostenreduzierung erhalten. Bei sehr rauhen Sportarten, wie Fußball, Boxen oder dergleichen kann der neuerungsgemäße Herzfrequenzmesser nunmehr verwendet werden .

Ein weiterer Vorteil besteht neuerungsgemäß darin, daß der Herzfrequenzmesser zwar von außen programmierbar ist, beispielsweise indem er mit einem angepaßten Interface zusammengebracht wird, das seinerseits mit einem PC verbindbar ist, daß jedoch der Träger des Herzfrequenzmessers von sich aus keine Manipulation an den gespeicherten Daten vornehmen kann. Der Arzt oder der Trainer haben daher Gewißheit, daß das eingespeicherte Programm durch den Träger nicht verändert wird. Der vorgesehene Trainingsablauf bei

einer Rehabilitation oder bei einem Sporttraining muß daher eingehalten werden.

Es versteht sich, daß für die Einprogrammierung auch andere Mittel verwendet werden können, welche auf kontaktlose Weise eine Ein- und Ausspeicherung von Daten ermöglichen. Selbstverständlich ist auch denkbar, am Meßgehäuse Programmierknöpfe oder dergleichen anzubringen, um insbesondere auch ohne Interface und PC z.B. gemessene Daten abzufragen. Zu diesem Zweck kann das Meßgehäuse eine LCD-Anzeige oder dergleichen aufweisen zur wahlweisen Anzeige von gespeicherten Daten. Als akustische Anzeige kann alternativ oder zusätzlich eine Sprachausgabe vorgesehen sein.

Anstelle eines fest eingebauten programmierbaren Speichers ist auch denkbar, eine sogenannte Speicherkarte zu verwenden, die von einer geeigneten Halterung des Gehäuses aufnehmbar ist. Die Speicherkarte bildet mit dem Meßgehäuse zusammen zum einen den Programmspeicher für die Steuerung der Prozesse im Meßgehäuse und zum anderen einen Speicher zur Speicherung der Herzfrequenzdaten, was z.B. wie üblich innerhalb von Zeitintervallen geschehen kann. Zum Ausspeichern bzw. zum Neuprogrammieren wird daher die

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Karte entnommen und in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines PC's und eines entsprechenden Interfaces ausgelesen bzw. neu programmiert. Es ist auch möglich, ein oder mehrere Trainings- und Rehabilitationsprogramme auf derartigen Speicherkarten vorrätig zu halten, wie es auch möglich ist, derartige Programme auf Disketten zu speichern, die dann vom PC auf das Meßgehäuse und den darin befindlichen Speicher überspielt werden.

Das Meßgehäuse kann integraler Bestandteil des Brustgurts sein oder von diesem getrennt sein. Zum Beispiel kann der Brustgurt in das Gehäuse lösbar eingehängt sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine Vorrichtung nach der Neuerung an einem Brustgurt.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1

Fig. 3 zeigt schematisch die Anordnung der Vorrichtung
nach der Erfindung in einem Interface.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer möglichen Schal-

tungsanordnung in der Vorrichtung nach der Neuerung.

Ein Gehäuse 10, z.B. aus einem geeigneten Kunststoffmaterial weist an der Unterseite zwei weibliche Teile 12 einer Druckknopfverbindung auf. Die männlichen Teile 14 sind an einem Brustgurt 16 angebracht, der in den Figuren 1 und 2 nur abschnittsweise gezeichnet ist. Auf der dem Gehäuse 10 gegenüberliegenden Seite (Unterseite) sind am Brustgurt 16 zwei Elektroden 18, 20 angebracht, die elektrisch mit den Druckknopfteilen 4 0 in Verbindung stehen. Die Druckknopfverbindung 12, 14 stellt eine elektrische Verbindung von den Elektroden 28 in das Innere des Gehäuses 10 her.

Das Gehäuse 10 weist an den Enden flexible Abschnitte 22 auf, die der Verformung des Brustgurts nachgeben können. Die Ausbildung eines derartigen Gehäuses 10 ist jedoch an sich bekannt.

Die im Gehäuse 10 angeordneten elektronischen Komponenten sind im Blockschaltbild nach Fig. 4 dargestellt. Die Elektroden 18, 20 sind mit einem Impulsgeber 24 verbunden, der in Abhängigkeit von den über die Elektroden 18, 20 abgefühlten Herzfrequenzimpulsen Impulse auf einen Speicher 26 gibt. Die im Gehäuse 10 angeordnete Schaltung wird von einem Mikroprozessor 28 gesteuert, der mit einem Taktgeber

30 verbunden ist. Der Taktgeber kann auch als Uhr ausgebildet sein. Aus Gründen der Speicherkapazität erfolgt eine Speicherung der Herzfrequenzwerte in Intervallen, die beliebig vorgebbar sind. Falls ausreichende Speicherkapazität vorhanden, können auch alle Frequenzwerte gespeichert werden. Diesem Zweck dient ein programmierbarer Speicher 32, der das Programm zur Steuerung des Prozessors und damit auch zur Einspeicherung der Herzfrequenzdaten dient. Ein Komparator 34, der Bestandteil des Prozessors 28 sein kann und hier zu Veranschaulichungszwecken getrennt herausgezeichnet ist, enthält vorgegebene Grenzwerte für die Herzfrequenz, mit denen die aktuellen Werte aus dem Speicher verglichen werden. Erreicht z.B. die Herzfrequenz einen oberen Grenzwert, der ebenfalls über den programmierbaren Speicher eingegeben ist, wird ein Signal erzeugt, z.B. in einem akustischen Geber 36, so daß der Träger des Herzfrequenzmessers alarmiert ist und z.B. die laufende Übung unterbricht. Der akustische Geber 36, der z.B. auch eine Sprachausgabe enthalten kann, kann jedoch auch vom Prozessor 28 angesteuert werden, um Beginn und Ende eines Trainingsabschnitts zu markieren. So kann z.B. ein Trainingsprogramm im programmierbaren Speicher abgelegt sein, das sich in zeitliche Intervalle teilt und-z.B. den Trainierenden dazu anhalten soll, eine bestimmte Herztätigkeit zu erreichen, die von einem oberen und einem un-

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teren Grenzwert für die Herzfrequenz kontrolliert wird. Erreicht der Trainierende während einer bestimmten Phase nicht die gewünschte Herzfrequenz, so wird dies angezeigt und er ist gehalten, die Intensität der Herzbelastung zu verstärken.

In Fig. 4 ist noch ein Endspeicher 38 gezeigt, der vom Speicher 26 gebildet ist. Der Endspeicher registriert nur die gewünschten Daten, die dann anschließend ausgelesen werden können zur Auswertung des Trainingsablaufs. Dies geschieht z.B. mit Hilfe eines Interfaces 40 (Fig. 3), das das Gehäuse 10 aufnimmt. An der Unterseite des Gehäuses 10 sind Kontakte (nicht gezeigt) angebracht zur galvanischen Verbindung mit Kontakten des Interfaces 40, das seinerseits mit einem PC 4 2 verbunden ist, zu dem ein Diskettenlaufwerk 44 und ein Drucker 46 gehört. Mit Hilfe des PC 42 kann daher ein gewünschtes Programm in den Programmspeicher 32 eingegeben werden. Umgekehrt können gespeicherte Daten über den PC 4 2 ausgelesen werden und z.B. mit Hilfe des Druckers 4 6 ausgedruckt werden.

Anstelle eines fest eingebauten Programmspeichers kann eine sogenannte Speicherkarte verwendet werden, die in Fig. 4 strichpunktiert angedeutet und mit 50 bezeichnet ist. Die Speicherkarte 50 stellt einen programmierbaren

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Speicher dar sowie einen Endspeicher, zwecks Steuerung der Schaltungsanordnung über den Prozessor 28 und Speicherung der Daten für die Herzfrequenzwerte nach dem vorgegebenen Programm. Eine derartige Speicherkarte 50 (siehe auch Fig. 1) kann in das Gehäuse 10 über einen Schlitz eingesteckt bzw. entnommen werden. Die Speicherkarte 50 kann ein festes Programm erhalten, so daß beim Programmwechsel eine andere Karte verwendet wird. Sie kann jedoch auch programmierbar sein. Mit Hilfe eines geeigneten Interfaces (nicht gezeigt) kann dann das Ein- und Auslesen in und aus einer solchen Speicherkarte über einen PC vorgenommen werden .

Die gesamte Vorrichtung 10 kann so ausgebildet sein, daß der Träger des Herzfrequenzmessers keine Möglichkeit hat, in das gespeicherte Programm einzugreifen. Dadurch wird eine Verfälschung des Trainingsprogramms oder eine irrtümliche Programmierung von Daten vermieden. Es ist jedoch denkbar, gleichwohl Programmierknöpfe 54 vorzusehen, um z.B. in begrenzter Weise eine Programmierung vorzunehmen, beispielsweise um zusätzliche Funktionen zu dem festen Programm zu aktivieren. So kann es z.B. für den Träger der Vorrichtung nützlich sein, z.B. nach einem Training'bzw. einem Trainingsintervall, eine Ausgabe der gespeicherten Herzfrequenzwerte an Ort und Stelle durch eine sichtbare

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Anzeige vorzunehmen. Zu diesem Zweck kann eine LCD-Anzeige 56 an der Ober- bzw. Außenseite des Gehäuses 10 vorgesehen sein. Damit der Träger der Vorrichtung eine Ablesung vornehmen kann, ist es unter Umständen notwendig, diese vom Brustgurt 16 zu entfernen bzw. den Brustgurt abzunehmen, was nach dem Training ohnehin geschieht.

Es ist zwar denkbar, das in der Vorrichtung gespeicherte Programm in dem Augenblick zu starten, in dem der Brustgurt angelegt wird. Besser ist indessen, wenn der Start des Programms willkürlich gesetzt wird. Dies kann z.B. mit Hilfe eines Schaltknopfes 52 geschehen, der leicht betätigbar an der Außenseite des Gehäuses 10 angeordnet ist und auch noch über die Kleidung hindurch betätigt werden kann. Der Schaltknopf 52 betätigt z.B. einen Schalter 58 (Fig. 4) der den Prozessor 28 aktiviert und somit den Ablauf des Programms in Gang setzt.

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Claims (7)

• · I - 13 Ansprüche

1. Vorrichtung zur Messung der Herzfrequenz, mit einem Brustgurt, an dessen Innenseite zwei Elektroden anbringbar sind und an dessen Außenseite ein mit den Elektroden koppelbares Meßgehäuse anbringbar ist, das einen Impulsgeber enthält, der nach Maßgabe der Herzfrequenz Impulse erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor (28) mit programmierbarem Speicher (32) und ein akustischer Geber (36) gleichfalls am Brustgurt (16) anbringbar sind, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse (10) dergestalt, daß vorgegebene Werte für die Herzfrequenz in den programmierbaren Speicher einspeicherbar sind und mit der tatsächlichen Herzfrequenz verglichen werden und der akustische Geber (36) ein akustisches Signal erzeugt, wenn die vorgebenen Werte über- oder unterschritten werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) einen Anschluß, insbesondere Kontakt aufweist zur Kopplung des programmierbaren Speichers an ein Interface (40).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse ein von außen betätigbarer Schalter (52) angebracht ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (10) von außen betätigbare Programmierknöpfe (54) oder dergleichen angebracht sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Gehäuses (10) eine LCD-Anzeige oder dergleichen angebracht ist zur wahlweisen Anzeige von gespeicherten Daten.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine Aufnahme für einen externen Speicher, vorzugsweise eine Speicherkarte (50) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Geber (36) eine Sprachausgabe aufweist.