【発明の詳細な説明】
生体信号または生体機能を検知及び（または）
伝送するためのシステム
本発明は、請求項１の前提概念に記載の、患者、スポーツマン等の心電図信号
、心拍等の生体信号または生体機能を検知及び（または）伝送するためのシステ
ムに関するものである。
従来技術
例えば患者、スポーツマン等の心電図信号、心拍等の生体信号または生体機能
を検知及び（または）伝送するためのシステムは、医学及びスポーツ科学から知
られている。この種のシステムは、上記の被検者の身体信号を個別に監視するた
めに用いられる。通常は被検者が自由に運動することができるように構成されて
おり、即ち例えば腕時計とか自転車のハンドルに設けたタコメーター状のインジ
ケータの形をした表示器を受信ステーションとして被検者が身に付けたり、或い
は被検者のすぐ近くに設けたりする。センサから受信ステーションへの伝送は伝
送線を介して、または無線で（遠隔測定）行うことができる。
信号の遠隔測定伝送は、既にドイツ特許公開第４２１５５４９号公報及びドイ
ツ特許公開第４２２３６５７号公報から知られている。両公報に述べられている
システムは、大体において、センサと、センサ信号を受信し転送するセンサ発信
器と、受信ステーションとから構成されているが、センサ発信器の到達距離は短
いものである。しかもスポーツマン、患者等の被検者を外部から監視するために
受信ステーションを比較的遠方の位置に位置付けることができない。同様に、上
記被検者全員を遠隔測定により監視したり、被検者の視野の範囲内に容易に読み
取りができるように表示ユニットを設置して、被検者に自己コントロールさせる
ことも不可能である。また、前記身体信号を長期間保管し活用することも従来の
システムでは不可能であった。
発明の課題と効果
本発明の課題は、従来の上記欠点を解消し、例えばスポーツ機関、リハビリ機
関、保険機関での複雑な監視状況を克服するためにこの種のシステムを普遍的に
使用できるように構成することである。
この課題は、請求項１の構成により解決される。
従属項には、本発明によるシステムの有利で合目的な構成が記載されている。
本発明の主要な技術思想は、ネット網とは独立の発信器を設け、この発信器を
被検者に身に付けさせるか、被検者の領域に取付け、発信器の重量及びサイズに
より被検者の運動の自由度を制限させないというものである。この場合発信器は
、比較的遠方でもセンサ信号を支障なく伝送させるような発信出力を有している
。互いに遮蔽されていない多数の発信器を受信ステーションの受信範囲内で同時
に作動させる場合には、発信器の発信周波数と受信器の受信周波数とは、オーバ
ーラップしない周波数割当て（Frequenzraster）にある。センサ信号の時間的変
化が互いに合同でないならば、１個以上の発信器（例えば２個の発信器）を一つ
の発信周波数に設定することができる。この場合、必要ならば、センサ信号を適
宜コード化することにより、１チャンネルで作動する発信器の数量をさらに増大
させることができる。
特に有利な構成は、発信器が、患者、スポーツマン等の領域に設けた付加的な
発信器であり、該発信器は、センサ発信器を備えた市販のセンサにより比較的短
距離（２ｍ以内）から伝送されるセンサ信号を受信するため、受信回路またはセ
ンサ整合部（Sensoranpassung）と増幅器とを有していることである。
本発明の簡潔な構成によれば、受信ステーションが、生体信号または生体機能
を選別し出力するため、マイク
ロプロセッサを備えた少なくとも１つの表示機構を有しているのが有利である。
表示機構（例えば読み取りがしやすい大型のＬＥＤディスプレイまたはＬＣＤデ
ィスプレイ）を被検者の視野の範囲内に設置して、被検者に自己コントロールと
出力整合とを行わせ、肉体的な過負荷から保護するようにしてもよい。これによ
り、監視過程を特に第三者により付加的に行うことができる。
特に有利な構成は、一つまたは複数のシステムの受信ステーションが、パーソ
ナルコンピュータ（以下ＰＣと記す）のための一つまたは複数のインターフェー
スを有し、一つのＰＣで多数のシステムを同時に作動させるため、インターフェ
ースからＰＣへ通じるバスシステムがマルチプレクサを有していることである。
これにより、伝送された信号をＰＣを用いて連続的に記録して、例えばトレーニ
ングを最適にするために長期分析を行うことができる。
同様に、実施したトレーニング単位の複数の信号の変化を一定時間にわたって
ピックアップして、出力比較分析に用いることもできる。
さらに、個々の発信器を識別するため、センサ信号を伝送する前に、それぞれ
の発信器に発信器識別データを備えさせることができる。
最後に、受信ステーションが、個々の信号限界値を表
示するため、警告用の音響機構及び（または）光学機構を有しているのが有利で
ある。このようにすると、患者、スポーツマン等の被検者が肉体的に過負荷を受
ける危険が防止される。限界値のプログラミングは、特別な限界値プログラミン
グ器により行うことができる。
図面
図面には、本発明によるシステムの種々の実施例が図示され、これら実施例は
本発明の上記以外の効果及び構成の詳細を開示するものである。
図１は 付加的な発信器に伝送線を介して伝送を行うセンサのブロック図、
図２は 付加的な発信器に遠隔測定伝送を行うセンサのブロック図、
図３は 表示機構を備えた受信ステーションのブロック図、
図４は マルチプレクサとＰＣとを備えた多数の発信器のための受信ステーシ
ョンのブロック図、
である。
実施例の説明
図１に図示したセンサ及び付加的な発信器の実施例は、センサ発信器を備えた
センサ１（例えば赤外線センサま
たは心電図電極）と、信号伝送線２と、センサ整合部３と、増幅器４と、信号整
形器５と、マイクロプロセッサ６と、高周波発信モジュール７から成っている。
図２に図示した、センサ発信器と付加的な発信器とを備えたセンサの実施例は、
センサ信号を付加的な発信器１０の受信回路９へ遠隔測定伝送するためのセンサ
発信器８を備えたセンサと、増幅器１１と、信号整形器１２と、マイクロプロセ
ッサ１３と、高周波発信モジュール１４から構成されている。
図３に図示したシステムの受信ステーションは、高周波受信モジュール１５と
、デコーダ１６と、インターフェース１８を備えたマイクロプロセッサ１７と、
ディスプレイドライバー１９と、二つのＬＣＤディスプレイ２０，２１とを有し
ている。最後に、図４には本発明によるシステムの受信ステーションが図示され
ているが、この場合ｎ個の受信ユニット２２が設けられている。それぞれの受信
ユニット２２は、既に述べたモジュール、即ち高周波受信器１５と、デコーダ１
６と、マイクロプロセッサ１７と、インターフェース１８から構成されている。
ＰＣ２４と通信するため、この実施例はバスシステム２５とマルチプレクサ２６
とを有している。
システムの作用
例えば心臓領域の心拍検知の場合には、患者またはスポーツマンは、センサ発
信器８を備えたセンサを担持している。センサ発信器８は、遠隔測定により心拍
信号を付加的な発信器１０へ転送する。発信器１０は、患者またはスポーツマン
の衣服の最も好ましい個所に設けてあり、高周波変調して信号を遠隔地にある受
信ステーション２２へ送る。或いは、患者またはスポーツマンの心拍検知のため
に、伝送線接続されるセンサ１（例えば耳固定式センサ）を装着してもよい。こ
の場合には、信号伝送線２を介してセンサ信号が付加的な発信器１０へ送られる
。
受信ステーション２２には二つのＬＣＤディスプレイ２０，２１が設けられて
おり、患者またはスポーツマンの視野範囲に取り付けることができる。
発信器１０はクオーツ制御される狭帯域型式のもので（例えばドイツでは４３
４ＭＨｚ帯域）、特定の周波数割当てを備えており、これにより極めて確実で干
渉のない作動が保障されている。即ち、監視システムの受信範囲内にいる複数の
人間（人数は選定した周波数割当てに依存している）を同時に検知することがで
きる。受信されたセンサ値は、整合回路３または受信回路９を通過後、増幅器４
，１１により適当に増幅される。信号整形器５，１２は、次に接続されている発
信器内のマイクロプロセ
ッサ６，１３にとって利用可能な信号を発生させる。マイクロプロセッサ６，１
３は、入力された複数のセンサ信号から平均値を算出し、リーズナブルネス テ
ストを行って、データの記録を行う。データ記録は高周波発信モジュール７，１
４に送られる。データ記録は、発信器識別データ、信号値識別データ（例えば心
拍または心電図信号にたいするデータ）、信号値情報、システム時間を含んでい
る。種々の使用分野に適合させるため、発信出力を調整可能である。受信ステー
ション２２の高周波受信モジュール１５は、高周波発信モジュール７，１４から
発信されコード化されたデータを受信し、これをデコーダ１６に転送する。解読
された信号は、マイクロプロセッサ１７によって処理される。マイクロプロセッ
サ１７は最小値評価または最大値評価を行うことができ、プログラミングされて
いる限界値を越えた場合、または下回った場合に警告信号を発生させる。ディス
プレイドライバー１９によりセンサ信号値は二つのディスプレイ２０，２１に表
示される。これに並行して、インターフェース１８（例えばＲＳ ２３２ イン
ターフェース）を介してＰＣ２４へのデータ出力を行うことができる。
受信ユニット２３と同時に作動する多数のシステムがある場合には、ＰＣ２４
へのデータ出力だけを行ってもよい。データは、インターフェース１８とバスシ
ステム
２５とマルチプレクサ２６とを介してＰＣ２４に入力され、読み取られる。発信
器識別データを用いてそれぞれの発信器にたいする関係付けを行うことができる
。ＰＣは送られて来るデータを簡単に記録し、記憶し、表、グラフ、演算の形で
リアルタイムでモニターまたは接続されたプリンタを介して表示または出力させ
る。Detailed Description of the Invention
Detect and / or detect biological signals or functions
System for transmitting
The present invention provides an electrocardiogram signal of a patient, sportsman, etc. according to the preamble of claim 1.
, A system for detecting and / or transmitting biological signals or functions such as heartbeat
It is about the mu.
Conventional technology
For example, electrocardiographic signals of patients, sportsmen, etc., biological signals such as heartbeat, or biological functions
Systems for detecting and / or transmitting noise are known from medical and sports sciences.
Have been. This type of system allows individual monitoring of the above-mentioned subject's body signals.
Used for Usually configured to allow the subject to exercise freely
Cage, that is, a tachometer-shaped indicator on the handle of a wristwatch or bicycle, for example.
The tester may be worn by the subject as a receiving station with a display in the form of a CAT, or
May be placed near the subject. Transmission from the sensor to the receiving station is
It can be done via the wire or wirelessly (telemetry).
Telemetric transmission of signals has already been described in DE 42 15 549 and DOI.
It is known from U.S. Pat. No. 4,223,657. Described in both publications
A system is generally a sensor and a sensor transmitter that receives and transfers sensor signals.
It consists of a transmitter and a receiving station, but the reach of the sensor transmitter is short.
It is a good thing. Moreover, in order to monitor subjects such as sportsmen and patients from the outside
The receiving station cannot be located relatively far away. Similarly, on
All the subjects can be monitored by telemetry or easily read within the subject's field of view.
Set up a display unit so that the subject can take control of the subject.
It is also impossible. In addition, it is also possible to store and utilize the body signal for a long period of time.
The system was impossible.
Problems and effects of the invention
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the related art, and for example, a sports engine or a rehabilitation machine.
To universally implement this type of system to overcome the complex surveillance situation in
It is to be configured so that it can be used.
This problem is solved by the structure of claim 1.
The dependent claims describe advantageous and purposeful configurations of the system according to the invention.
The main technical idea of the present invention is to provide a transmitter independent of the net network and
Allow the subject to wear it or attach it to the subject's area to determine the weight and size of the transmitter.
It does not limit the freedom of movement of the subject. In this case the transmitter
, Has a transmission output that allows sensor signals to be transmitted without difficulty even at a relatively long distance.
. Multiple transmitters that are not shielded from each other simultaneously within the reception range of the receiving station
If the transmitter is activated, the transmission frequency of the transmitter and the reception frequency of the receiver
It is in non-wrapped frequency allocation (Frequenzraster). Time variation of sensor signal
If the activations are not congruent with each other, use one or more transmitters (eg two transmitters)
It can be set to the transmission frequency of. In this case, the sensor signal can be
Further increase the number of transmitters operating on one channel by coding
Can be done.
A particularly advantageous configuration is one in which the transmitter is an additional device provided in the area of the patient, sportsman, etc.
A transmitter, which is relatively short due to a commercially available sensor equipped with a sensor transmitter.
In order to receive the sensor signal transmitted from the distance (within 2 m), the receiving circuit or
It has a sensor matching section (Sensoran passung) and an amplifier.
According to a simple configuration of the present invention, the receiving station is configured so that
To select and output
It is advantageous to have at least one display mechanism with a processor.
Display mechanism (for example, a large LED display or LCD device that is easy to read)
Display) within the field of view of the subject to provide self-control to the subject.
Output matching may be performed to protect from physical overload. This
Therefore, the monitoring process can be additionally performed especially by a third party.
A particularly advantageous configuration is that the receiving stations of one or more systems are
One or more interfaces for a null computer (hereinafter referred to as a PC)
It has an interface and can operate many systems simultaneously with one PC.
The bus system from the source to the PC has a multiplexer.
As a result, the transmitted signal is continuously recorded by using a PC, and the train
Long-term analysis can be performed to optimize the length.
Similarly, the changes in multiple signals of the training units performed can be
It can also be picked up and used for output comparison analysis.
Furthermore, in order to identify the individual transmitters, before transmitting the sensor signal each
The transmitter can be provided with transmitter identification data.
Finally, the receiving station displays the individual signal limits.
For the sake of illustration, it is advantageous to have a warning sound mechanism and / or an optical mechanism.
is there. In this way, patients, sportsmen, and other subjects are physically overloaded.
The risk of kicking is prevented. Limit programming is a special limit programming
This can be done with a tool.
Drawing
The drawings show various embodiments of a system according to the invention, which embodiments
The details of effects and configurations other than the above of the present invention are disclosed.
Figure 1 is a block diagram of a sensor transmitting via an additional transmitter to a transmission line,
Figure 2 is a block diagram of a sensor performing telemetry transmission to an additional transmitter,
FIG. 3 is a block diagram of a receiving station equipped with a display mechanism,
FIG. 4 shows a receiving station for a number of transmitters with a multiplexer and a PC.
Block diagram of
It is.
Description of the embodiment
The sensor and additional oscillator embodiment illustrated in FIG. 1 includes a sensor oscillator.
Sensor 1 (for example infrared sensor
Or the electrocardiogram electrode), the signal transmission line 2, the sensor matching unit 3, the amplifier 4, and the signal conditioning.
It comprises a model 5, a microprocessor 6, and a high-frequency transmission module 7.
An example of a sensor with a sensor oscillator and an additional oscillator, illustrated in FIG.
A sensor for telemetrically transmitting the sensor signal to the receiver circuit 9 of the additional oscillator 10.
A sensor having an oscillator 8, an amplifier 11, a signal shaper 12, and a microprocessor.
The sensor 13 and the high-frequency transmission module 14 are included.
The receiving station of the system shown in FIG.
A decoder 16 and a microprocessor 17 with an interface 18,
Has a display driver 19 and two LCD displays 20, 21
ing. Finally, FIG. 4 illustrates the receiving station of the system according to the invention.
However, in this case, n receiving units 22 are provided. Receiving each
The unit 22 comprises the modules already mentioned, namely the high frequency receiver 15 and the decoder 1.
6, a microprocessor 17, and an interface 18.
In order to communicate with the PC 24, this embodiment uses a bus system 25 and a multiplexer 26.
And have.
How the system works
For example, in the case of heart rate detection in the heart area, the patient or sportsman may
It carries a sensor with a telescope 8. The sensor transmitter 8 measures the heartbeat by telemetry.
Transfer the signal to the additional oscillator 10. The transmitter 10 is a patient or a sportsman.
It is installed in the most preferred part of the
Send to the communication station 22. Alternatively, for heart rate detection of patients or sportsmen
The sensor 1 (for example, ear fixed sensor) connected to the transmission line may be attached to the. This
In the case of, the sensor signal is sent to the additional oscillator 10 via the signal transmission line 2.
.
The receiving station 22 is equipped with two LCD displays 20, 21
And can be mounted in the field of view of the patient or sportsman.
The transmitter 10 is of a narrow band type controlled by quartz (for example, in Germany, 43).
4MHz band), with specific frequency allocation, which makes it extremely reliable and
Operation without any trouble is guaranteed. That is, a plurality of
It is possible to detect humans (whose number depends on the selected frequency allocation) at the same time.
Wear. The received sensor value passes through the matching circuit 3 or the receiving circuit 9 and then the amplifier 4
, 11, it is appropriately amplified. The signal shapers 5 and 12 are connected to the next connected source.
Microprocessor in the receiver
It produces a signal that can be used by the switches 6, 13. Microprocessor 6,1
3 calculates the average value from the input multiple sensor signals and
Strike to record data. Data recording is high frequency transmission module 7,1
4 Data records include transmitter identification data, signal value identification data (for example, heart
Heartbeat or ECG signal data), signal value information, system time
You. The transmit power can be adjusted to suit different fields of use. Receiving station
The high frequency receiving module 15 of the section 22 is connected to the high frequency transmitting modules 7 and 14.
It receives the transmitted and encoded data and transfers it to the decoder 16. Decipher
The generated signal is processed by the microprocessor 17. Micro Processor
The server 17 can perform a minimum or maximum evaluation and is programmed
A warning signal is generated when the limit value is exceeded or falls below the limit value. This
The sensor signal value is displayed on the two displays 20 and 21 by the play driver 19.
Is shown. In parallel with this, the interface 18 (eg RS 232 interface
The data can be output to the PC 24 via the interface.
If there are multiple systems operating simultaneously with the receiving unit 23, the PC 24
You may only output the data to. The data is transferred to the interface 18
Stem
It is input to the PC 24 through the multiplexer 25 and the multiplexer 26 and read. Outgoing
The device identification data can be used to associate each transmitter
. The PC can easily record and store the incoming data in the form of tables, graphs and calculations.
Display or output in real time via a monitor or connected printer.
You.