FI112844B - Autonominen järjestelmä fysiologisten parametrien mittaamiseksi, käsittelemiseksi ja välittämiseksi - Google Patents

Description

112844

Autonominen järjestelmä fysiologisten parametrien mittaamiseksi, käsittelemiseksi ja välittämiseksi Tämä keksintö koskee autonomista järjestelmää pää-5 asiassa fysiologisten parametrien mittaamiseksi, käsittelemiseksi ja välittämiseksi. Kasvavassa määrin on tärkeätä lukuisten sairauksien hoidossa ja useiden urheilulajien harjoittelussa tietää tarkasti henkilön tietyt fysiologiset parametrit, kuten sydämenlyöntinopeus, verenpaine, ve-10 ren sokeritaso kuin myös parametrit, jotka liittyvät ur-heiluaktiviteettiin, kuten yksilön kehittämä voima tai nopeus. Tätä tarkoitusta varten on viime vuosina kehitetty monia eri tyyppisiä kevyitä antureita, jotka on helppo kiinnittää käyttäjään, yksinkertaisista sähkökoskettimista 15 EKG:n ottamiseksi monimutkaisiin antureihin, jotka suoraan sisältyvät esimerkiksi silikonilastuihin.

Useimmat näistä antureista tuottavat sähkösignaa-leja mitattavien parametrien yhteydessä ja siirtävät useita käyttökelpoisia tietoja. Esimerkiksi EKGrtä varten on 20 olemassa tunnusomaisia pulsseja, joiden tiheys suoraan heijastaa sydämenlyöntinopeuden. Kuitenkin näiden pulssien muodon tarkempi analyysi voisi tuottaa lisäinformaatiota •y : tietyistä toimintahäiriöistä ja näin voitaisiin estää joi- V.‘ tain tiettyjä sydänvikoja.

25 Antureiden tuottamien signaalien käsittely ei ai- » · « heuta ongelmaa siinä tapauksessa, että tutkittava henkilö voidaan liittää kiinteään laitteeseen, esimerkiksi kun I · j'; henkilö on määrätty vuoteeseen tai kun hänet liitetään kiinteään mittauslaitteistoon vain suhteellisen lyhyeksi 30 ajanjaksoksi. Tämän tyyppinen malli vastaa esimerkiksi GB-*..! hakemus julkaisussa 2 259 772 julkaistua laitetta, jossa '‘‘ useiden käyttäjien käyttämä detektointilaite välittää bio- logiset tiedot keskusyksikköön radioaaltojen välityksellä.

; On täysin erilaista, jos halutaan pitkäaikaista tarkkailua 35 ja/tai jos henkilön täytyy olla täydellisesti liikkeessä 112844 2 samalla, kun hänen täytyy pystyä helposti lukemaan halutut parametrit. Nykyisin on mahdollista tehdä pieniä autonomisia signaalin käsittelylaitteita, jotka voidaan kiinnittää henkilöön, esimerkiksi suoraan vatsalle vyön tai hih-5 nojen avulla. On helppoa ymmärtää em. tapauksessa, että lukemisen helpottamiseksi parametrien näyttölaite täytyy erottaa signaalien käsittelyjärjestelmästä. Johdinliitäntä on myös herkkä ja se voi helposti katketa henkilön liikkuessa.

10 Mielenkiintoinen esimerkki tällaisesta johdotto masta liitännästä on tietyt sydämenlyöntinopeuden lukujärjestelmät, joita käytetään kovatasoisten urheilijoiden harjoittelussa. Nämä järjestelmät käsittävät vyön, joka sisältää EKG-signaaliantureita ja yksinkertaisen signaalin 15 muotoilulaitteen, joka tuottaa pulsseja sydämenlyöntino- peudella. Nämä pulssit välitetään sitten ilman johdinta radiosignaaleja kokonaan tai ei lainkaan moduloimalla laitteeseen, joka vastaanottaa, käsittelee ja mittaa nämä signaalit, ja josta sydämenlyöntinopeus voidaan laskea ja 20 sitten näyttää. Vastaanottava laite ja näyttölaite voivat esimerkiksi sisältyä kelloon, joka kiinnitetään ranteeseen . tai sijoitetaan polkupyörän ohjaustankoon parhaalla käyt- ·· tötapaan sopivalla tavalla. Siihen voidaan sitten yhdistää muita toimintoja, erityisesti aika- tai ajanottotoiminto-25 ja. Tämän tyyppinen laite on esimerkiksi julkaistu FR-pa-tenttihakemuksessa 2 685 189. Tunnettujen järjestelmien * f .' ensimmäinen merkittävä haittapuoli on siinä, että mittaus suoritetaan vastaanottavassa laitteessa. Näin radioyhteydessä esiintyvät häiriöt voivat aiheuttaa mittausvirheitä 30 ja virheellisen näytön sydämenlyöntinopeudesta. Toinen * · .’t merkittävä haittapuoli on tämä tyyppisten järjestelmien rajallisuus. Nykyisessä mallissa on mahdollista mitata vain sydämenlyöntinopeus, koska se välittää pulssit aino-astaan tässä nopeudessa. Kuitenkin, kuten edellä esite-35 tään, tietyt sovellutukset vaativat tarkempaa EKG-signaa- t 3 112844

Iin analyysiä tai jopa muun tyyppisten anturien tuottamien parametrien analyysiä. Lopullinen tärkeä kysymys käsittää energian kulutuksen vähentämisen niin paljon kuin mahdollista, erityisesti mitä tulee vastaanotto- ja näyttö-5 laitteeseen, joka tavallisesti saa voimansa paristosta ja jonka tulee olla niin autonominen kuin mahdollista erityisesti, jos sitä käytetään myös kellona, kuten edellä mainittiin .

Tämä keksintö tuottaa alkuperäiset ja tehokkaat 10 ratkaisut tässä suhteessa. Se koskee järjestelmää ainakin yhden fysiologisen parametrin mittaamiseksi ja esittämiseksi ainakin yhden, henkilöön liitettävän anturin avulla, joka tuottaa mainittua parametria edustavia signaalia, ja se käsittää toisaalta autonomisen käsittely-15 laitteen, joka liitetään mainittuun anturiin ja varustetaan laitteilla mainittujen signaalien mittaamiseksi, tallentamiseksi ja identifioimiseksi, ja toisaalta erillisen näyttölaitteen, joka liitetään käsittelylaitteeseen johdottomalla yhteydellä, mainittu käsittelylaite lisäksi kä-20 sittää koodauslaitteen, joka sijoitetaan niin, että se tuottaa radiosignaalisekvenssejä lähettävän kelan päissä, . yksi mainituista sekvensseistä määrää osoitteen, jonka * avulla lähettävä käsittelylaite voidaan tunnistaa, toiset '•V sekvenssit edustavat mittauksen kutakin kategoriaa ja sen 25 tulosta, ja erillinen näyttölaite käsittää vastaanottavan ,,· kelan, signaalia vahvistavat ja muotoilevat laitteet mai- nitun vastaanottavan kelan päissä ja laitteen näiden sig-·': naalien dekoodaamiseksi.

Keksinnölle on tunnusomaista, että käsittelylait-.·. 30 teen koodauslaite käsittää sekvenssigeneraattorin, joka syöttää lyhyitä pulssijonoja kokonaan tai ei lainkaan mo-duloituina radiosignaalimodulaattorin päihin, tämä generaattori järjestetään niin, että nämä pulssit jakautuvat siten, että niiden aikajakauma muodostaa 1 ja 0 binäärise-35 kvenssin, joka edustaa näyttölaitteeseen lähetettävää da- 4 112844 taa ja että näyttölaitteen dekoodauslaite käsittää sek-venssigeneraattorin, joka järjestetään niin, että detek-tioikkunat avataan synkronisesti käsittelylaitteen lähettämien pulssijonojen kanssa, ja binäärisekvenssi 0 ja 1 5 palautetaan, joka edustaa lähetettyä tietoa mainittujen pulssien jakauman funktiona mainituissa detektioik-kunoissa, ja mainitun käsittelylaitteen lähettämä tieto palautetaan ja esitetään vain, jos määrätty osoite on aikaisemmin identifioitu.

10 Kuvio 1 esittää kaavamaisesti esimerkkinä proses- sorilaitetta, jota henkilö käyttää, ja joka muodostaa yhden tämän keksinnön mukaisen järjestelmän olennaisen komponentin.

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti esimerkkiä tämän 15 keksinnön mukaisen järjestelmän näyttölaitteesta.

Kuvio 3 esittää henkilön käyttämän mittauslaitteen toista suoritusmuotoa.

Kuvio 4 esittää esimerkkiä tämän keksinnön mukaisen prosessorilaitteen lohkokaaviosta.

20 Kuvio 5 esittää signaalien luonteenomaista muotoa tietyissä kuvion 4 lohkokaavion pisteissä, ja kuvio 6 on lohkokaavioesimerkki näyttölaitteen de-' : ; koodauslaitteesta, jonka avulla prosessorilaitteen lähet tämä tieto pystytään palauttamaan.

25 Kuvio 1 esittää kaavamaisesti esimerkkiä käsit- / telylaitteesta, jota henkilö voi käyttää ja joka muodostaa yhden tämän keksinnön mukaisen järjestelmän oleellisen komponentin. Esimerkiksi anturi tai anturit 1, 2 voidaan asentaa vyölle 3, joka voidaan kiinnittää vyötärön ympä-V, 30 rille joko kiinnityssoljen 4 tai Velcro-tyyppisellä (tar- ranauha) kiinnityksellä. Esitetyssä tapauksessa anturit 1 ; ja 2 ovat yksinkertaisia sähkökoskettimia, esimerkiksi ' : johtavassa kumissa, joiden avulla EKG-signaali voidaan ha vaita. Nämä anturit liitetään suoraan autonomiseen sig-‘ i 35 naalien käsittelylaitteeseen 5, joka myös kiinnitetään 5 112844 vyöhön. Tämä käsittelylaite 5 käsittää tyypillisesti elektronipiirin, jota kuvataan jäljempänä yksityiskohtaisemmin, pariston, johon päästään käsiksi järjestelmän 6 kautta ja siten se vaihtaa helposti, painonapin tai kytki-5 men 7, jonka avulla laite käynnistetään tai käynnistetään uudelleen, ja näyttölaitteen, joka voi olla, kuten tässä tapauksessa, yksinkertainen LED-diodi 8, jonka avulla voidaan tarkkailla laitteen oikeaa toimintaa. Lopuksi laite käsittää lähettävän kelan 9, jonka avulla radioyhteys 10 näyttölaitteeseen voidaan varmistaa.

Tällainen näyttölaite esitetään kuvion 2 esimerkissä digitaalisen kellon 10 muotoisena, joka käsittää tavanomaisen tunti-, minuutti- ja sekuntinäytön 11 ja erityisen näytön 12 käsittelylaitteen 5 avulla mitattuja pa-15 rametreja varten. Näyttö voi myös käsittää lippuja tai symboleja, jotka vastaavat näytettyjä parametreja 13 tai tiettyjä erityisolosuhteita 14, esimerkiksi paristojen loppumista. Kello käsittää myös painonappeja 15, joiden avulla eri toiminnot saadaan esille ja tarvittaessa oi-20 kaistaan, ja vastaanottokelan 16, jonka avulla käsittelylaitteesta 5 tulevat radiosignaalit vastaanotetaan. Kello , , voi myös käsittää summerin, jonka avulla käyttäjän huomio · * saadaan herätetyksi tarvittaessa. Tätä toimintoa ei ole esitetty tässä, koska se on alan asiantuntijoiden täysin 25 tuntema.

On huomattava, että näyttölaite voidaan myös järjestää niin, että se voidaan kiinnittää muuhunkin tukeen : ; kuin henkilöön itseensä, esimerkiksi polkupyörän ohjaus tankoon tarkkailtaessa pyöräilijää, tai lähelle sängyn 30 päätyä, kun tarkkaillaan vuoteeseen sidottua henkilöä.

Viimemainitussa tapauksessa näyttölaitetta voidaan käyttää apulaitteen tai hälytysjärjestelmän kanssa, jonka avulla kiinnitetään henkilökunnan huomio ongelmien ilmetessä.

. Kuitenkin on olemassa erityisiä sovellutuksia, jotka eivät 35 pohjimmiltaan muuta järjestelmän toimintaa.

6 112844 Käsittelylaite 5 voidaan myös liittää toisella tavalla, esimerkiksi kuten kuviossa 3 esitetään käsivarsi-nauhan 17 avulla, joka sijoitetaan käsivarren yläosaan ja jota käytetään muun tyyppisten, lähelle kiinnitettyjen an-5 tureiden, kuten esimerkiksi lämpötila-anturin 18 kanssa. Muita antureita, joita ei kiinnitetä käyttäjään, voidaan käyttää, kuten anturia, jolla määritetään henkilön kehittämä voima tai nopeus. Nykyisin on olemassa antureita, joiden avulla pystytään mittaamaan tiettyjä veren para-10 metrejä, kuten esimerkiksi sokeritaso. Tämän parametrin mittaus on oleellista diabeteksen hoidossa ja tämä arvo tulisi olla mahdollista näyttää ja määrittää, milloin käyttäjä tarvitsee insuliinia ja millaisen määrän, tämän tyyppistä anturia käyttämällä tämä keksinnön mukaisen jär-15 jestelmän kanssa.

Kuvio 4 on lohkokaavioesimerkki tämän keksinnön mukaisesta käsittelylaitteesta. Tämä käsittelylaite voi käyttää usean tyyppisiä antureita, esimerkiksi EKG-sig-naalianturia 20 ja lämpötila-anturia 21. Kukin näistä an-20 tureista liitetään vahvistimeen 23 ja signaalin asetuspii-riin 22, jotka liitetään vuorostaan laitteeseen 24 näiden signaalien käsittelemiseksi ja mittaamiseksi. Nämä lait-: teet 24 tuottavat binaaritietoa, joka voidaan samoin yh distää näiden mittausten tuloksiin kuin myös niiden iden-25 tifiointiin tai niiden luokitteluun. Näin yhdestä anturis- .· ta, esimerkiksi EKG-signaalianturista 22, käsittelylaite 24 voisi määrittää useita parametreja. Ensiksi hetkellisen sydämenlyöntinopeuden 25, sen keskiarvon esimerkiksi 100 lyönnille 26, sen vaihtelut ilmaistuna lisäys- tai vähen-30 tymisprosentteina 27. Näin nämä kolme erillistä parametria saadaan määritetyksi samasta anturista. Lisäksi voidaan , määrittää yksi tai useampi parametri yhdestä tai useammas- : ta ylimääräisestä anturista, tyypillisesti anturista 21, ' joka liitetään vahvistimeen 23 ja josta määritetään para- 35 metri 28. Parametrit 25, 26, 27 ja 28 ovat kaikki 3X4 7 112844 bitin binaarimuodossa, edustaen neljää desimaalilukua.

Käsittelylaite 24 esitetään tässä hyvin kaavamaisesti suhteellisen yksinkertaisen johdotetun logiikan muodossa. Käytännössä käytetään edullisesti mikroprosessoril-5 la ohjattua ohjelmoitavaa logiikkaa. Nykyisin on olemassa suuri joukko hyvin alhaisen kulutuksen mikroprosessoreita, jotka pystyvät ei vain suorittamaan em. erilaisia mittauksia ja mittauksen käsittelytoimintoja, vaan myös suorittamaan näiden mittausten luokittelua ja tuottamaan tarkkai-10 lu- ja virhesignaaleja. Meidän esimerkissämme näitä virhe-sanomia edustavat 2 bittiä, joiden avulla saadaan 4 yhdistelmää, kukin yhdistelmä vastaa yhtä tiettyä sanomaa, paristojen eliniän loppua, huonoa kontaktia jne. Käsittelylaite voi myös tuottaa pariteettibittejä 30, joiden avulla 15 vastaanotettujen sanomien oikeaa yhdenmukaisuutta on mahdollista tarkkailla. Lopuksi käsittelylaitetta 24 voidaan käyttää laitteen energiankulutuksen optimoimiseksi niin, että saavutetaan korkein mahdollinen autonomiataso. Tämän kulutuksen määrää suureksi osaksi radiolähettimen kulutus. 20 Tämä voidaan saavuttaa sovittamalla aikaperiodit, kun tämä lähetin kytketään päälle, tarkasti välttämättömiin vaatimuksiin ad hoc -algoritmeilla, joita käsittelylaite ohjaa. Tässä tapauksessa on tietenkin välttämätöntä osoittaa näyttölaitteelle näiden periodien arvo, kun lähetin kytke-: 25 tään päälle. Meidän esimerkissämme tätä periodia edustaa 2 bitin tieto 31, joka vastaa 2, 4, 8 ja 16 sekunnin lähe-: tysperiodeja.

Tiedoista ja muusta käsittelylaitteen tuottamasta informaatiosta luodaan kiinteäkestoinen pulssijono, joka 30 lähetetään näyttölaitteeseen. Tämä pulssijono muodostetaan seuraavalla tavalla: 1, 2, 3, 4: osoite * 5,6,7,8: kuvio 1 9, 10, 11, 12: kuvio 2 35 13, 14, 15, 16: kuvio 3 8 112844 17, 18: moodi 19, 20: sanomat 21, 22: periodi 23, 24: pariteetti 5 Kukin pulssijono vastaa näin 24 bitin tietoa, ni mittäin kuutta (6) 4 bitin ryhmää. Osoitteen avulla lähetin on identifioitavissa. Itse asiassa on mahdollista tietyissä tapauksissa, että kaksi lähetintä on lähellä toisiaan. Näin on tärkeätä, että vastaanotin voi tehdä eron 10 kahden lähettimen välillä. Ensimmäinen ryhmä vastaa tätä osoitetta, joka on satunnaisesti kiinteä, esimerkiksi 4 bitin laskurin 32 avulla sen aikaperiodin funktiona, jonka kytkin 33 on suljettuna.

Seuraavat kolme ryhmää vastaavat kolmessa kuvios-15 sa ilmaistun parametrin arvon. Jotta estetään liian pitkät ja vaihtuvakestoiset pulssijonot, vain yhden parametrin arvo lähetetään yhdessä pulssijonossa. Eri parametrit, neljä kuvatussa tapauksessa, valitaan vuorostaan käsittelylaitteen 24 avulla demultiplekserin 34 välityksellä.

20 Seuraava ryhmä koostuu 2 bitistä 29, jotka vastaa vat valittua moodia tai parametria. On tärkeätä, että näyttölaite tietää, mitä parametria käsittelylaitteen lähettämät arvot vastaavat. Kaksi seuraavaa bittiä vastaa erityissanomaa, hälytystä, paristojen loppua jne. Nämä 4 25 bittiä sekoitetaan piirin 35 avulla.

Viimeinen ryhmä koostuu 2 bitistä, jotka määrittelevät käsittelylaitteen 24 määräämän lähetysperiodin. Ja kaksi viimeistä bittiä ovat pariteettibittejä, joiden avulla lähetyksen laatua voidaan tarkkailla. Nämä 4 bittiä 30 sekoitetaan piirin 36 avulla.

Näin on olemassa kuusi (6) 4 bitin ryhmää. Kukin näistä 4 bitin ryhmistä valitaan vuorostaan 4/32-demulti-' : plekserin 37 avulla, sitten ryhmän kukin bitti valitaan , : vuorostaan 1/4-demultiplekserin 38 avulla niin, että muo- ' 35 dostuu binaaridatasarjoja, jotka muodostetaan 24 bitin 9 112844 sekvenssistä.

Tämän binaaridatasarjan luomiseksi käytetään sek-venssigeneraattoria 39, 40, jota ohjataan kvartsilla 41.

Sekvenssigeneraattorin ensimmäinen osa 39 on binaarilas-5 kin, joka tuottaa eri signaalit, jotka ovat välttämättömiä pulssien muodostamiseksi. Tämän generaattorin toinen osa on binaarilaskuri, joka tuottaa eri signaalit, jotka ovat välttämättömiä demultipleksereiden 37 ja 38 ohjaamiseksi (ulostulot Ql, Q2, Q3, Q4, Q5) niin, että muodostuu 24 bi-10 tin pulssijono, joka muodostaa tiedot, jotka lähetetään näyttölaitteeseen. Lisäksi tämä laskuri 40 määrää pulssi-jonojen 2, 4, 8 ja 16 sekunnin toistoperiodit, jotka voidaan valita l/4-selektorilla käsittelylaitteen 24 määräämän periodin funktiona.

15 Selektorin 42 ulostulosignaali kytketään invertte- riportin 43 kautta D-kiikun 44 (D flip-flop) kellosisään-menoon (clock input) ja D-kiikun reset-sisäänmeno liitetään laskurin 39 8 millisekunnin ulostuloon. Näin D-kiikku 44 tuottaa ulostulossa Q 4 millisekunnin pulssin kunkin 20 siirtoperiodin alussa. Tämä ulostulo Q liitetään D-kiikun 45 set-sisäänmenoon ja reset-ulostulo liitetään ÄND-portin 46 ulostuloon, ja AND-portin sisäänmenot liitetään laskurin 40 ulostuloihin Q4 ja Q5. Näin D-kiikku 45 vaihtaa tilaan 1 laskurin 40 kahdenkymmenenneljän (24) sisäänmenope- .: 25 riodin aikana, nimittäin 760 mm aikana, joka vastaa kunkin ,* pulssijonon kestoa. Lopuksi D-kiikun 47 kellosisäänmeno liitetään laskurin 39 kuudentoista (16) millisekunnin : ulostuloon kun taas sen reset-sisäänmeno liitetään saman laskurin 1 millisekunnin ulostuloon. D-kiikku 47 tuottaa 30 näin lyhyitä 0,5 millisekunnin pulsseja niin kauan kuin sen sisäänmeno D on tilassa 1. Tämä sisäänmeno liitetään kolmen sisäänmenon AND-portin 48 ulostuloon. Ensimmäinen sisäänmeno liitetään D-kiikun 45 ulostuloon niin, että näitä pulsseja voidaan tuottaa vain 24 periodin aikana, 35 joka on kiinteä tämän D-kiikun 45 avulla. Toinen portin 48 10 112844 sisäänmeno liitetään OR-portin 49 kautta eksklusiivisen OR-portin 50 ulostuloon ja portin yksi sisäänmeno liitetään laskurin 39 kolmenkymmenenkahden (32) millisekunnin ulostuloon ja toinen sisäänmeno liitetään demultiplekserin 5 38 ulostuloon, jossa tuotetaan näyttölaitteeseen välitet tävää dataa edustavat datasarjat. Kuvio 5 esittää signaalien ajoituksen pisteissä A, B ja C.

Portin 48 kolmas sisäänmeno liitetään käsittelylaitteeseen 24 ja saa aikaan D-kiikun 47 sisäänmenon d lu-10 kittumisen 0:ssa, jota voidaan pitää ENABLE-toimintona, joka mahdollistaa lyhyiden pulssien tuottamisen demultiplekserin 38 ulostulon tilasta riippumatta. Portin 49 toinen sisäänmeno liitetään käsittelylaitteeseen 24 ja se mahdollistaa D-kiikun sisäänmenon D pitämisen l:ssä, jota 15 voidaan pitää INVERSE-toimintona, joka mahdollistaa lyhyiden pulssien tuottamisen ylläpitämisen riippumatta demultiplekserin 38 ulostulon ulostulotilasta. Näiden ENABLE- ja INVERSE ENABLE- toimintojen käyttöä tarkastellaan jäljempänä kuvion 5 kuvauksen jälkeen. D-kiikkujen 44 20 ja 47 ulostulot liitetään OR-portin 51 sisäänmenoihin, jonka ulostulosta tulee lyhyt pulssijono, joka muodostaa näyttölaitteeseen lähetettävän täydellisen datan. Tämän * portin ulostulo kytketään AND-portin 52 sisäänmenoon, jon- ; ka toinen sisäänmeno liitetään 65 kHz frekvenssigeneraat- ;* 25 toriin. Signaali portin 52 ulostulossa on näin 0,5 milli- sekunnin pulssi, kokonaan tai ei lainkaan moduloitu pulssi 65 kHz taajuudessa ja se muodostaa alhaisen taajuuden ra-·, diosignaalin, joka välitetään ulkopuolelle vahvistintran- sistorin 54 ja lähetyskelan 55 kautta.

30 Lopuksi selektorin 42 ulostulo liitetään counter- by-4-komponettiin 56, jonka ulostulot Q1 ja Q2 liitetään dataselektoriin 34 niin, että se valitaan vuorotellen pa- • rametrit 25, 26, 27, 28.

; Kuvio 5 esittää signaalien tunnusomaiset muodot 35 tietyissä kuvion 4 diagrammin pisteissä.

11 112844 Näin laskurin 39 8 millisekunnin, 16 millisekunnin ja 32 millisekunnin ulostulot tulevat esiin jälleen. Ulostulo A vastaa syklipulssin alkua D-kiikun 44 ulostulossa. B1 ja Cl antavat signaalien muodon pisteissä B ja C, kun 5 demultiplekserin 38 ulostulo on l:ssä. Nähdään, että vastaavat lyhyet pulssit saapuvat, kun 32 millisekunnin signaali on 0:ssa. BO ja CO antavat signaalin muodon pisteissä B ja C, kun demultiplekserin 38 ulostulo on 0:ssa. Nähdään, että vastaavat lyhyet pulssit saapuvat, kun 32 mil-10 lisekunnin signaali on l:ssä. Näin lyhyiden pulssien jakauma portin 51 ulostulossa syntyvän pulssijonon sisällä edustaa suoraan 0:n ja l:n datasekvenssiä, joka lähetetään näyttölaitteeseen.

Voidaan havaita, että pulssijonon aikana on nor-15 maalisti 1 lyhyt pulssi 32 millisekunnin periodia kohti ja 24 lyhyttä pulssia per pulssijono. Käyttämällä kuviossa 4 mainittua ENABLE-toimintoa pulssit voidaan torjua, jos niillä ei tehdä mitään. Tätä pulssien torjumista voidaan käyttää esimerkiksi, jos osa datasta on tarpeetonta. Esi-20 merkiksi, jos näytettävän parametrin arvo käsittää vain 2 kuviota, kolmatta kuviota vastaavat pulssit voidaan torjua ja viimemainittu voidaan katkaista mieluummin kuin näytetään 0:aa. Vastaavasti, jos käsittelylaite koskee vain yhtä parametria, moodia vastaavat pulssit voidaan torjua, : 25 kuten näyttömoodi jne. Tekemällä mahdolliseksi pulssien ,* lukumäärän laskemisen pulssijonoa kohti, tämä yhdistelmä tekee mahdolliseksi yksinkertaistaa järjestelmää samalla, kun energian kulutus vähenee ja käsittelylaitteen autonomia lisääntyy.

.30 Ja päinvastaisesti INVERSE ENABLE -toiminnon , avulla 2 lyhyttä pulssia voidaan tuottaa per 32 millise kunnin periodi, joka voidaan tulkita erityistapaukseksi, esimerkiksi, jos näytettävän parametrin arvo ylittää näyt-tökapasiteetin.

35 Kuvio 6 esittää esimerkkiä näyttölaitteen dekoo- 12 112844 daus-laitteen lohkokaaviosta, jonka avulla käsittelylaitteen lähettämä data voidaan palauttaa. Vastaanottokela 60 liitetään transistorivahvistimeen 61, jonka kollektori liitetään suodattimeen 62, joka liitetään muotoilupiiriin 5 63. Tämä piirien yhdistelmä tekee mahdolliseksi lähettävän kelan lähettämien pulssijonojen palauttamisen, kun vastaanottava kela sijoitetaan mainitun lähettävän kelan kenttään. Transistorin 61 lähetin liitetään kytkentätran-sistoriin 64, joka tekee mahdolliseksi sisäänmenovahvisti-10 men kytkemisen pois toiminnasta. Pulssijonot muotoilupii-rin 63 ulostulossa kytketään D-siirtorekisterin 65 D-si-säänmenoon ja invertteriportin 66 kautta tämän siirtore-kisterin reset-sisäänmenoon 64. Tämän siirtorekisterin kellosisäänmeno liitetään sekvenssigeneraattorin ulostu-15 loon, joka käsittää binäärilaskurin 67, jossa on 16 millisekunnin ulostuloperiodi, jota säädetään kvartsin 68 avulla ja liitetään toiseen binäärilaskuriin 69. Tämä muoto muistuttaa aika tavalla kuvion 4 sekvenssigeneraattoria ja sitä käytetään tehokkaasti käsittelylaitteen lähettämän 20 datan palauttamiseksi. Siirtorekisteri 65 järjestetään niin, että sisäänmenopulssit lajitellaan niiden pituuden , mukaisesti. Kun pulsseja ei ole, tämä siirto on 0. Kun ’ · · pulssi tulee, siirtorekisterin eri vaiheet pyörivät vuo- '•V rostaan niin kauan kuin pulssi säilyy. Kun pulssi kestää i .,!’ 25 0,5 millisekuntia tai kauemmin, 0,5 millisekunnin ulostulo vaihtuu l:een. Tämä ulostulo liitetään kondensaattorin 70 : .* avulla laskurin 67 synkronointisisäänmenoon niin, että tä- . ; män laskurin ulostulo synkronoidaan 0,5 millisekunnin ly hyiden pulssien vaiheessa edustaen käsittelylaitteen lä-30 hettämän datan 0 ja 1 sekvenssiä. Jos pulssi kestää 4 millisekuntia tai kauemmin, siirtorekisterin 65 4 milli sekunnin ulostulo vaihtuu l:een. Tämä ulostuloliitetään kondensaattorin 71 avulla laskurin 69 synkronointisisäänmenoon niin, että tämän laskurin ulostulo synkronoidaan 35 samassa vaiheessa käsittelylaitteen siirtämän pulssijono- 13 112844 syklin kanssa. Näin kun nämä pulssijonot vastaanotetaan oikein, voidaan sanoa, että näyttölaitteen sekvenssigene-raattori toimii synkronisesti käsittelylaitteen sekvenssi-generaattorin kanssa ja näin on mahdollista lajitella ly-5 hyet pulssit niiden aikajakauman funktiona. Olisi huomioitava, että kun synkronointi kerran suoritetaan, se säilyy jopa radioyhteyden hävitessä väliaikaisesti kvartsin tarkkuuden vuoksi, joka ohjaa näitä kahta generaattoria.

Lyhyiden pulssien lajittelemiseksi ne liitetään 10 8/1-demultiplekserin 72 sisääntuloon, jonka valintasisään-menot liitetään laskurin 69 ulostuloihin Q3, Q4 ja Q5. De-multiplekseri 72 tekee mahdolliseksi pulssijonon leikkaamisen kuudeksi (6) 8 pulssin sarjaksi. Miksi valitaan 8 pulssin sarjat, kun pulssijono normaalisti muodostuu 24 15 pulssista, ts. kuudesta (6) 4 bitin ryhmästä. Tässä täytyy palauttaa mieleen, että kukin bitti tarjoaa 2 pulssimah-dollisuutta, joista toinen vastaa tilaa 0 ja toinen tilaa 1. Näin kun puhutaan 8 pulssin sarjoista, tarkoitetaan 8 potentiaalisesti mahdollista pulssia. Normaalin binaari-20 datan tapauksessa, todellisuudessa on olemassa vain 4 pulssia, koska sama bitti ei voi olla samanaikaisesti 0 ja 1. Kuitenkin käyttämällä kuvion 4 ENABLE-toimintoa, puls-' sien lukumäärä voi laskea Oraan tai vaihtua 8 .-aan sarjojen avulla, jos käytetään INVERSE ENABLE -toimintoa.

; 25 Selityksen helpottamiseksi kuvataan tapaa, jolla ,* nämä 8 potentiaalisesti mahdollisen pulssin sarjat laji- ; teilaan, ja on ymmärrettävä, että samaa järjestelyä tois- ; tetaan kuusi kertaa kerran kutakin sarjaa varten. Demulti- plekserin 72 ensimmäinen ulostulo liitetään toisen 8/1-30 demultiplekserin 73 sisäänmenoon, jonka valintasisäänmenot liitetään laskurin 69 ulostuloihin Q0, Q1 ja Q2. Näin kukin 8 potentiaalisesti mahdollisen pulssin sarja jaetaan 8 aikaperiodiin, mikä tekee mahdolliseksi kunkin pulssin ohjaamisen eri ulostuloon saapumisjärjestyksen funktiona. 35 Demultiplekserin 73 8 ulostuloa liitetään R/S latch-ryhmän 112844 14 74 kahdeksaan (8) set-sisäänmenoon ja ryhmän ulostulot liitetään D-latch-ryhmän 75 kahdeksan (8) D-sisäänmenoon. Lähetyssyklin alussa R/S latch-ryhmä 74 nollataan tilassa 0 kondensaattorin 71 syöttämän synkronointipulssin avulla 5 ja kondensaattori liitetään latch-ryhmän reset-sisäänme-noon. Nämä R/S latchit vaihtuvat sitten tilaan 1 niin kauaksi aikaan kun pulssi on olemassa niille jaettuna aikape-riodina. Pulssijonon lopussa niiden R/S latchien jakauma, jotka eivät ole pysynyt 0:ssa ja niiden, jotka ovat tilas-10 sa 1, palauttaa datan, jonka käsittelylaite on lähettänyt.

R/S latchien tila tallennetaan D-latcheihin lähetyssyklin lopussa. Tätä tarkoitusta varten näiden D-latchien kel-losisäänmeno liitetään laskurin 69 ulostuloon Q6. D-latchien 6 ryhmän ulostuloista (vain yksi niistä on kuvassa) 15 data lähetetään tiedon käsittelylaitteeseen 76, mainittu laite järjestetään niin, että se ohjaa koko tämän datan tai sen osan näyttöä ja ohjaa myös muita toimintoja, esimerkiksi modifioi vastaanottosyklin pituutta käsittelylaitteesta vastaanotetun "periodi" datan funktiona. Tätä 20 varten näiden laitteiden 76 ulostulo liitetään selektorin ohjaussisäänmenoihin, jolloin on mahdollista valita yksi neljästä saatavilla olevasta periodista, 2, 4, 8 tai 16 · sekuntia.

/·' Lopuksi eräs kriittisistä ongelmista on erityises- i* 25 ti näyttölaitteeseen liittyen on energian kulutus, jonka mukaan laitteen autonomia määräytyy. Eräs komponenteista, joka käyttää eniten energiaa on sisäänmenovahvistin, koska hyvän herkkyystason saavuttamiseksi, sen täytyy olla etu- * · jännitetty luokassa A. Kuitenkin tätä vahvistinta tarvi-, 30 taan vain hyvin lyhyen ajan sillä hetkellä, kun pulssin pitäisi ilmestyä, jotta nähdään onko tätä pulssia olemassa vai ei. Sekvenssigeneraattorin avulla on mahdollista tuot-; taa lyhytaikainen ikkuna (aikaväli) vastaanotettavien | pulssien kanssa synkronisesti ja asettaa vahvistin toimin- 35 taan vain näiden ikkunoiden kanssa. Ensimmäinen piiri 77, 15 112844 joka liitetään laskurien 67 ja 69 ulostuloihin, tekee mahdolliseksi tuottaa ikkunoita synkronisesti lyhyiden 0,5 millisekunnin pulssien kanssa. Tässä piirissä 77 on 2 ulostuloa, joista toinen ulostulo C vastaa lyhyitä ikku-5 noita ja toinen ulostulo L pidempiä ikkunoita. Toinen piiri 78, joka on liitetty periodiselektorin 77 ulostuloon, tekee mahdolliseksi tuottaa ikkunoita synkronisesti 4 millisekuntia pitkien pulssien kanssa lähetyssyklin alusta. Tässä piirissä 78 on 2 ulostuloa, joista toinen ulostulo C 10 vastaa lyhyitä ikkunoita ja toinen ulostulo L on pidempiä ikkunoita varten. Piirien 77 ja 78 ulostulot C ja L liitetään 2/4-selektorin sisäänmenoihin, jotka tekevät mahdolliseksi joko valita lyhyet ikkunat tai pitkät ikkunat käsittelylaitteen 76 käskystä. Nämä käsittelylaitteet 76 15 myös tekevät mahdolliseksi sisäänmenovahvistimen pitämisen milloin vain jatkuvassa toiminnassa. Tätä varten käsittelylaite 76 liitetään OR-portin 79 sisäänmenoon, ja portin kahteen muuhun sisäänmenoon tulevat signaalit, jotka vastaavat piirien 77 ja 78 tuottamia ikkunoita. Portin 79 20 ulostulo ohjaa transistorikytkintä 64 ja tekee mahdolliseksi sisäänmenovahvistimen asettamisen toimintaan pysyvästi tai lyhyiden tai pitkien ikkunoiden ajaksi tiedon- ' käsittelylaitteen käskystä.

i

Claims (14)

16 1 12844

1. Järjestelmä ainakin yhden fysiologisen parametrin mittaamiseksi ja esittämiseksi ainakin yhden, henki-5 löön liitettävän anturin (1, 2, 20, 21) avulla, joka tuottaa mainittua parametria edustavia signaalia, ja se käsittää toisaalta autonomisen käsittelylaitteen (5), joka liitetään mainittuun anturiin ja varustetaan laitteilla (24) mainittujen signaalien mittaamiseksi, tallentamiseksi ja 10 identifioimiseksi, ja toisaalta erillisen näyttölaitteen, joka liitetään käsittelylaitteeseen johdottomalla yhteydellä, mainittu käsittelylaite lisäksi käsittää koo-dauslaitteen, joka sijoitetaan niin, että se tuottaa ra-diosignaalisekvenssejä lähettävän kelan (9, 55) päissä, 15 yksi mainituista sekvensseistä määrää osoitteen, jonka avulla lähettävä käsittelylaite voidaan tunnistaa, toiset sekvenssit edustavat mittauksen kutakin kategoriaa ja sen tulosta, ja erillinen näyttölaite (10) käsittää vastaanottavan kelan (16, 60), signaalia vahvistavat ja muo- 20 toilevat laitteet (63) mainitun vastaanottavan kelan (16, 60. päissä ja laitteen näiden signaalien dekoodaamiseksi, tunnettu siitä, että käsittelylaitteen koodauslai-• te käsittää sekvenssigeneraattorin (39, 40) , joka syöttää lyhyitä pulssijonoja kokonaan tai ei lainkaan moduloituina 25 radiosignaalimodulaattorin päihin, tämä generaattori jär- ·' jestetään niin, että nämä pulssit jakautuvat siten, että niiden aikajakauma muodostaa 1 ja 0 binäärisekvenssin, jo-; ka edustaa näyttölaitteeseen (10) lähetettävää dataa ja että näyttölaitteen (10) dekoodauslaite käsittää sekvens-30 sigeneraattorin (77, 78, 79), joka järjestetään niin, että detektioikkunat avataan synkronisesti käsittelylaitteen lähettämien pulssijonojen kanssa, ja binäärisekvenssi 0 ja : 1 palautetaan, joka edustaa lähetettyä tietoa mainittujen pulssien jakauman funktiona mainituissa detektioikkunois-35 sa, ja mainitun käsittelylaitteen lähettämä tieto palau- 17 112844 tetaan ja esitetään vain, jos määrätty osoite on aikaisemmin identifioitu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että siinä signaalin vahvistus- 5 laitteet (61) vastaanottavan kelan (60) päissä asetetaan toimintaan vain mainittujen detektioikkunoiden ajaksi niin, että energian kulutus alenee.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu identifiointilaite 10 (32) järjestetään niin, että mainittu osoite määritetään umpimähkäisesti, kun laite kytketään päälle.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että näyttölaitteen (10) dekoo- dauslaite järjestetään, jotta tuotetaan rajoitetun kestoi- 15 nen alustussekvenssi, joka pystytään lukitsemaan ulkopuolisella käskyllä, tämä sekvenssi tekee mahdolliseksi toisaalta synkronoida näyttölaitteen (10) sekvenssigeneraat-tori lähimmän käsittelylaitteen (5) sekvenssigeneraattorin kanssa ja toisaalta tallentaa tämän käsittelylaitteen (5) 20 osoite.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että näyttölaitteen (10) dekoo- : dauslaite järjestetään, jotta tuotetaan rajoitetun kestoi nen uudelleenalustussekvenssi, kun signaalin vastaanotto 25 tulee riittämättömäksi, tämä sekvenssi tekee mahdolliseksi I synkronoida näyttölaitteen (10) sekvenssigeneraattori uu delleen käsittelylaitteen (5) sekvenssigeneraattorin kans-; sa, joka vastaa käsittelylaitteen aiemmin tallennettua osoitetta. ,30 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että käsittelylaitteen (5) mittaa-va (20, 21), tallentava ja identifioiva laite järjestetään useiden parametrien mittaamiseksi ja mittaustulosten tallentamiseksi ja käsiteltävän parametrin tunnistamiseksi 35 binäärikoodin muodossa koodauslaitteen kautta radiosignaa- 18 112844 li sekvensseissä lähettävän kelan päissä.

7. Patenttivaatimuksen 1 ja 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että koodauslaite (39, 40) järjestetään niin, että se tuottaa syklisellä tavalla 5 lähettävän kelan (55) päissä signaalisekvenssejä, jotka vastaavat peräkkäin mitattuja parametreja niiden koodien avulla identifioituina.

8. Patenttivaatimusten 1, 6 ja 7 mukainen järjes telmä, tunnettu siitä, että näyttölaite (10) kä- 10 sittää laitteet näytettävän parametrin valitsemiseksi vastauksena ulkoiselle käskylle, mainittu valintalaite järjestetään synkronisesti radiosignaalisekvenssin kanssa, joka käsittää koodin, joka vastaa valittua parametria.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, 15 tunnettu siitä, että käsittelylaitteen (5) mitta uslaite järjestetään niin, että se kiinnittää koodauslait-teen (39, 40) tuottamien radiosignaalisekvenssien pe riodin, tämän periodin arvo esitetään binäärikoodin muodossa, joka sisältyy mainittuun radiosignaalisekvenssiin.

10. Patenttivaatimusten 1 ja 9 mukainen järjes telmä, tunnettu siitä, että näyttölaitteen (10) dekoodauslaitteen sekvenssigeneraattori järjestetään niin, että detektioperiodi sovitetaan binäärikoodin funktiona, joka vastaa tätä periodia käsittelylaitteen (26) lähettä-’ 2 5 mänä.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, : tunnettu siitä, että käsittelylaite (5) käsittää : laitteet erityisen järjestyksen muodostamiseksi näyttö laitteen (10) osoitteisiin binäärikoodien muodossa koo- 30 dauslaitteiden kautta radiosignaalisekvensseissä lähettä vän kelan (55) päissä.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, ’ tunnettu siitä, että näyttölaite (10) sisällyte tään yleisempään järjestelmään, joka käyttää käsittely- 35 laitteen (5) lähettämää tietoa. 19 112844

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin yhden muun anturin on mahdollista syöttää signaaleja, jotka kuvaavat ei-fysiolo-gista parametria.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ei-fysiologinen parametri voi esimerkiksi olla henkilön kehittämä nopeus tai voima. * 20 112844