PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69634147T2 16.02.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000733340
Titel Pulsfrequenzanzeiger
Anmelder Seiko Instruments Inc., Chiba, JP;
Seiko Epson Corp., Suwa, Nagano, JP
Erfinder Odagiri, Hiroyuki, Chiba-shi, Chiba, JP;
Yasukawa, Naoaki, Suwa-shi, Nagano, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69634147
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.03.1996
EP-Aktenzeichen 963019450
EP-Offenlegungsdatum 25.09.1996
EP date of grant 05.01.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.2006
IPC-Hauptklasse A61B 5/024(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pulsratenmonitor zum kontinuierlichen Messen einer Pulsrate, und insbesondere einen Pulsratenmonitor, der es erlaubt, eine Pulsrate kontinuierlich für eine lange Zeitdauer zu messen und aufzuzeichnen, während eine durch Bewegung hervorgerufene Störung eines Messwerts der Pulsrate beseitigt wird.

Es gibt immer mehr Leute, die versuchen, ihre Gesundheit durch sportliche Tätigkeit beizubehalten, wie etwa Gehen und Joggen. Ferner gibt es immer mehr Leute, die, abgesehen von sportlicher Tätigkeit, ihre tägliche Pulsrate zählen, um einen Index ihrer eigenen Gesundheitsvorsorge zu bekommen, und unter diesen Leuten wird unter diesen Umständen häufig ein Pulsratenmonitor verwendet.

3 ist ein Funktionsblockdiagramm mit Darstellung der Funktion eines herkömmlichen Pulsratenmonitors. Ein Pulserfassungsmittel 301 erfasst ein Pulssignal und gibt das erfasste Pulssignal an ein Pulsverstärkermittel 302 aus. Das Pulsverstärkermittel 302 verstärkt und formt den Wellenverlauf des eingegebenen Pulssignals und gibt dies an ein Pulsratenberechnungsmittel 304 aus. Das Pulsratenberechnungsmittel 304 wandelt das periodische Signal des von dem Pulsverstärkermittel 302 eingegebenen Pulses in eine Pulsrate pro Minute auf der Basis eines Referenzzeitgebersignals, das von einem Zeitzählmittel 303 eingegeben wird, um.

Das Anzeigemittel 305 zeigt die von dem Pulsratenberechnungsmittel 304 berechnete Pulsrate sowie die von dem Zeitzählmittel 303 gezählten Zeitdaten an. Da Eingabemittel 306 ist ein Schalter, der beim Messen einer Pulsrate betätigt wird, und dessen Ausgang ist mit einem Pulserfassungssteuermittel 307 verbunden. Das Pulserfassungssteuermittel 307 steuert die Aktivierung und Deaktivierung des Pulserfassungsmittels 301, des Pulsverstärkermittels 302 und des Pulsratenberechnungsmittels 304 auf der Basis der Eingabe von dem Eingabemittel 306.

Wenn ein Verwender seinen eigenen Puls mit dem herkömmlichen Pulsratenmonitor misst, ist es jedoch erforderlich, den Schalter zum Aktivieren der Pulserfassungsfunktion zu betätigen und den Puls bewusst zu messen, indem die Arbeit in deren Mitte unterbrochen wird. Der Grund dafür, warum somit nur die kurzfristige Pulsrate gemessen werden kann, ist der, dass es extrem schwierig ist, während einer Bewegung einen Puls zu nehmen.

4 zeigt einen Pulswellenverlauf, der an der Fingerspitze gleichzeitig mit einem Elektrocardiogramm in einem Ruhezustand genommen wird. Ein klarer Pulswellenverlauf, der mehr oder weniger dem Elektrocardiogramm folgt, kann in dem Ruhezustand erhalten werden. Auch erzeugt wird eine gleiche Anzahl von Rechteckwellenverläufen, die aus den Pulswellenverläufen moduliert werden. In der Figur werden die Rechteckwellenverläufe von 70 Pulsen/min. entsprechend der gleichen Zahl des Elektrocardiogramms von 70 Pulsen/min. erzeugt.

5 zeigt ein Elektrocardiogramm und einen Pulswellenverlauf, die während eines Bewegungszustands erhalten werden, indem Arme mit einer Schlagzahl von 100 Schlägen/min. geschwenkt werden. Weil das Elektrocardiogramm gemessen wird, indem eine Elektrode auf die Brust geklebt wird, ist es möglich, auch während des Bewegungszustands einen stabilen Wellenverlauf zu erhalten. Hingegen wird der Pulswellenverlauf gestört und passt eine Zahl der modulierten Rechteckwellenverläufe nicht zu jener des Elektrocardiogramms. In dem Beispiel der Figur beträgt eine Zahl des Rechteckwellenverlaufs 98 Pulse/min., obwohl die Zahl des Elektrocardiogramms 120 Pulse/min. beträgt.

Der Grund, warum dies passiert, kann darin liegen, dass sich der Blutfluss selbst innerhalb der Blutgefäße durch Bewegung verändert, während Änderungen in der Blutmenge in einem Blutgefäß durch die Messung des Pulses aufgenommen werden, der sich von dem Elektrocardiogramm unterscheidet. Weil sich somit der Blutfluss selbst, der ein zu messendes Objekt ist, verändert, ist es sehr schwierig, einen Puls während einer Bewegung zu messen. Dementsprechend sind herkömmliche Pulsratenmonitore unter der Annahme konstruiert worden, dass ein Puls bewusst nur in einem Ruhezustand gemessen wird.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass gesagt wurde, dass vitale Daten wie etwa ein Pulsrate ursprünglich nur dann bedeutsam sind, wenn eine große Anzahl solcher Daten abgetastet wird, ohne dass der Verwender sich dessen bewusst ist, kann man jedoch nicht sagen, dass die herkömmlichen Pulsratenmonitore wirklich nutzbar sind.

Die EP 0 659 384 A1, die im Oberbegriff von Anspruch 1 gewürdigt ist, offenbart einen Pulsratenmonitor, der angeordnet ist durch Anwendung eines Pulswellenkomponentenextraktionsmittels zum Extrahieren von Pulswellenkomponenten aus Frequenz-Analyse-Ergebnissen eines Pulswellensensors, der den Puls eines Körpers sensiert, und eines Aktions-Rauschensensors, der die Bewegung des Körpers sensiert, und eines Pulsratenberechnungsmittels zum Berechnen einer Pulsrate pro 1 Minute aus den Pulswellenkomponenten, die aus den Daten von den Pulswellen und dem Aktions-Rauschensensor durch das Pulswellenkomponentenextraktionsmittel extrahiert sind, so dass die Pulsrate angezeigt wird.

Die EP 0 614 070 A1 offenbart ein elektronisches Pedometer mit einer Pulszählvorrichtung, die nur einen Sensor aufweist, der zur Pulswellenzählung sowie zur Schrittzahlzählung verwendet wird.

Die US 4 338 950 A offenbart ein Verfahren zum Sensieren und Messen des Herzschlags. Ein erster Sensor erfasst das Pulsieren des Bluts vom Verwender infolge des Herzschlags des Verwenders und der Körperbewegung und erzeugt ein erstes Signal. Ein zweiter Sensor erfasst die Körperbewegung des Verwenders und erzeugt ein zweites Signal. Ein Prozessor bestimmt die Dauer des zweiten Signals und subtrahiert einen ersten Abschnitt des ersten Signals, der während eines ersten Zeitintervalls auftritt, von einem entsprechenden Abschnitt des ersten Signals, der während eines zweiten Zeitintervalls auftritt. Die Körperbewegungskomponente wird aus dem ersten Signal beseitigt, um ein wahres Herzschlagsignal zu gewinnen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Pulsratenmonitor anzugeben, der die unbewusste und kontinuierliche Messung einer Pulsrate gestattet.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Pulsratenmonitor anzugeben, der die Bewertung eines Gesundheitszustands oder mentalen Zustands eines Verwenders aus einem Übergangsmuster einer erhaltenen Pulsrate gestattet.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Pulsratenmonitor anzugeben, der mit einer Funktion der Schätzung von Pulsratendaten einer Periode ausgestattet ist, während der es unmöglich war, einen Puls zu messen.

Zur Lösung der vorstehenden Aufgaben umfasst die vorliegende Erfindung einen Pulsratenmonitor gemäß Anspruch 1.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner, dass das Ausgangssignal des Bewegungserfassungsmittels ein analoges Spannungssignal ist, ein A/D-Wandlermittel zum Umwandeln des Ausgangssignals des Bewegungserfassungsmittels in ein digitales Signal sowie das Bewegungspegelbestimmungsmittel, das unterscheidet, ob die Messung eines Pulses möglich ist, auf der Basis des von dem A/D-Wandlermittel ausgegebenen digitalen Signals.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner, zusätzlich zu der oben beschriebenen Struktur, ein Zeitzählmittel zum Zählen von Zeitdaten der gegenwärtigen Zeit; ein Pulserfassungssteuermittel zum Steuern der Aktivierung und Deaktivierung des Pulserfassungsmittels und des Pulsratenberechnungsmittels auf der Basis des Steuersignals von dem Bewegungspegelbestimmungsmittel; ein Pulsratenspeichersteuermittel zum Bewirken, dass die von dem Pulsratenberechnungsmittel ausgegebenen Pulsdaten und die Zeitdaten des Zeitzählmittels in dem Pulsratenspeichermittel gespeichert werden, wenn die Ausgabe des Pulserfassungssteuermittels die Erfassung eines Pulses gestattet; ein Auslesesteuermittel zum Steuern einer Adresse zum Lesen von Inhalten, die in dem Pulsratenspeichermittel gespeichert sind; ein Eingabemittel zum Steuern des Auslesesteuermittels mit einer beliebigen Zeitgebung; ein Anzeigemittel zum Anzeigen der Daten des Pulsratenspeichermittels und der Zeitdaten des Zeitzählmittels; ein Beschleunigungserfassungs-A/D-Wandlersteuermittel zum Aktivieren des Bewegungserfassungsmittels und des A/D-Wandlermittels intermittierend mit vorbestimmten Intervallen; ein Zeitsignalerzeugungsmittel zum Ausgeben eines vorbestimmten Zeitsignals an das Beschleunigungserfassungs- und A/D-Wandlersteuermittel, das Pulsratenberechnungsmittel, das Zeitzählmittel und das Anzeigemittel.

Die vorliegende Erfindung kann ferner ein Musterspeichermittel aufweisen, zum Speichern eines Referenzübergangsmusters einer vorbestimmten Pulsrate; ein Mustervergleichsmittel zum Vergleichen eines tatsächlich gemessenen Übergangsmusters einer in dem Pulsratenspeichermittel gespeicherten Pulsrate mit einem in dem Musterspeichermittel gespeicherten Referenzübergangsmuster; und ein Vergleichsergebnisbestimmungsmittel zum Bestimmen von Charakteristiken des tatsächlich gemessenen Pulsratenübergangsmusters aus einem Vergleichsergebnis des Mustervergleichsmittels.

Oder es kann die vorliegende Erfindung mit einem Bewegungspegelspeichermittel ergänzt sein, zum Speichern eines Ausgangssignals des A/D-Wandlermittels, wenn eine Ausgabe des Bewegungspegelbestimmungsmittels anzeigt, dass die Messung eines Pulses unmöglich ist.

Wie oben beschrieben, wird es gemäß dem Pulsratenmonitor der vorliegenden Erfindung möglich, kontinuierliche Pulsdaten in einer Spanne von einem halben Tag oder einem Tag zu erhalten, obwohl diese unterbrochen sein können, durch Überwachen eines Bewegungspegels, zum Beispiel durch periodisches Überwachen eines Bewegungspegels, zum Beispiel der Armbewegungen, durch das Bewegungserfassungsmittel und durch Messen des Pulses, wenn die Bewegung relativ gering ist und die Messung eines Pulses möglich ist. Ferner wird es möglich, auf einen Bewegungszustand bezogene Daten zu erhalten, durch Schätzen einer Pulsrate, während die Bewegung der Arme stark ist und kein Puls aus dem Bewegungspegel gemessen werden kann, der der Bewegung der Arme entspricht.

Während gesagt wurde, dass biologische Information wie etwa eine Pulsrate bedeutungslos ist, wenn die Information in kurzer Frist erhalten wird, hat die vorliegende Erfindung einen Vorteil darin, dass sie den wahrlich nutzbaren Pulsratenmonitor bereitstellen kann, der eine kontinuierliche Aufzeichnung von Pulsratendaten erlaubt, ohne dass der Verwender sich dessen bewusst ist.

Nun werden Ausführungen der Erfindung nur als Beispiel in Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren beschrieben, worin:

1 ist ein Funktionsblockdiagramm mit Darstellung von Teilen einer Basisstruktur der vorliegenden Erfindung;

2 ist ein Funktionsblockdiagramm mit Darstellung eines Beispiels von Teilen einer Struktur der vorliegenden Erfindung;

3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines herkömmlichen Pulsratenmonitors;

4 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Elektrocardiogramms und eines Pulswellenverlaufs im Ruhezustand;

5 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Elektrocardiogramms und eines Pulswellenverlaufs im Bewegungszustand;

6 ist ein Systemblockdiagramm mit Darstellung von Teilen einer. ersten konkreten Ausführung der vorliegenden Erfindung;

7 ist ein Funktionsblockdiagramm mit Darstellung von Teilen eines anderen Beispiels der Struktur der vorliegenden Erfindung;

8 ist ein Funktionsblockdiagramm mit Darstellung eines anderen Beispiels der Struktur der vorliegenden Erfindung;

9 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Beispiels einer Schaltung eines Bewegungssensors;

10 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Beispiels einer Schaltung eines Pulssensors;

11 ist ein Systemblockdiagramm mit Darstellung von Teilen einer zweiten konkreten Ausführung der vorliegenden Erfindung;

12 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Flusses eines Vorgangs beim Messen eines Pulses;

13 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Teils eines anderen Flusses eines Vorgangs beim Messen eines Pulses;

14 ist ein Diagramm mit Darstellung eines Teils eines anderen Flusses eines Vorgangs beim Messen eines Pulses; und

15A und 15B sind Diagramme mit der Darstellung von Außenansicht des erfindungsgemäßen Pulsratenmonitors.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Zuerst werden einige funktionelle Ausführungen gemäß dem Grundkonzept der vorliegenden Erfindung durch eine Kombination funktioneller Mittel erläutert.

Einige konkrete Ausführungen werden später erläutert.

1 ist ein Funktionsblockdiagramm mit Darstellung von Teilen einer Grundstruktur der vorliegenden Erfindung, die einen Bewegungspegel erfasst, während ein Puls erfasst wird, und nur den korrekten Puls speichert und anzeigt, durch Bestimmung, ob der Bewegungspegel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht.

Ein Bewegungserfassungsmittel 101 gibt ein analoges Ausgangsspannungssignal, das proportional zu einer Armbewegung ist, an ein A/D-Wandlermittel 102 aus. Das A/D-Wandlermittel 102 wandelt das von dem Bewegungserfassungsmittel 101 eingegebene analoge Signal in ein digitales Signal um und gibt es an ein Bewegungspegelbestimmungsmittel 103 aus. Ein Zeitgebersignalerzeugungsmittel 105, das durch eine Energiequelle 104 betrieben wird, gibt ein vorbestimmtes Zeitgebersignal an ein Pulsratenberechnungsmittel 107 und ein Anzeigemittel 109 aus. Das Pulserfassungsmittel 106 erfasst einen Puls und gibt dessen periodisches Signal an das Pulsratenberechnungsmittel 107 aus. Auf der Basis des Zeitgebersignals von dem Zeitgebersignalerzeugungsmittel 105 wandelt das Pulsratenberechnungsmittel 107 das von dem Pulserfassungsmittel 106 eingegebene periodische Signal in eine Pulsrate pro Minute um und gibt diese an ein Pulsratenspeichermittel 108 aus.

Das Bewegungspegelbestimmungsmittel 103 bestimmt, ob die Erfassung eines Pulses möglich ist oder nicht, aus dem Pegel des digitalen Signals, das proportional zu der Bewegungseingabe von dem A/D-Wandlermittel 102 ist, und gibt, wenn die Erfassung des Pulses möglich ist, ein Haltesignal aus, um die Pulsratendaten zu dem Pulsratenspeichermittel 108 anzuhalten. Das Pulsratenspeichermittel 108 erhält die Ausgabe des Pulsratenberechnungsmittels 107, wenn das Haltesignal von dem Bewegungspegelbestimmungsmittel 103 vorliegt, und gibt die gehaltenen Daten an das Anzeigemittel 109 aus. Das Anzeigemittel 109 zeigt die in dem Pulsratenspeichermittel 108 gehaltenen Daten entsprechend dem Zeitgebersignal an, das von dem Zeitgebersignalerzeugungsmittel 105 eingegeben wird.

Hier werden die in dem Pulsratenspeichermittel 108 gehaltenen Pulsratendaten nur dann aktualisiert, wenn das von dem Bewegungspegelbestimmungsmittel 103 ausgegebene Haltesignal vorliegt. Dementsprechend werden die letzten Pulsratendaten in dem Zustand, in dem der Bewegungspegel niedrig ist und der Puls zuverlässig gezählt werden kann, immer an dem Anzeigemittel 109 angezeigt.

2 ist ein Blockdiagramm, worin Funktionen der intermittierenden Aktivierung der Bewegungserfassung zu vorbestimmten Intervallen und der Zählung der gegenwärtigen Zeit zu den Teilen der in 1 gezeigten Grundstruktur der vorliegenden Erfindung hinzugefügt sind, um einen Stromverbrauch zu reduzieren und zu erlauben, dass ein Übergang der Pulsrate bestätigt wird, durch Speichern der Zeit, wenn beim Speichern der Pulsrate die Pulsrate erfasst wird.

Das von einer Energiequelle 201 betätigte Zeitgebersignalerzeugungsmittel 202 gibt ein vorbestimmtes Zeitgebersignal an ein Pulsratenberechnungsmittel 204, ein Beschleunigungserfassungs- und A/D-Wandlersteuermittel 203, ein Zeitzählmittel 205 bzw. ein Anzeigemittel 212 aus.

Das Beschleunigungserfassungs- und A/D-Wandlersteuermittel 203 aktiviert ein Bewegungserfassungsmittel 206 und das A/D-Wandlermittel 207 intermittierend auf der Basis des Zeitgebersignals von dem Zeitgebersignalerzeugungsmittel 202. Das Bewegungserfassungsmittel 206 gibt ein analoges Spannungssignal proportional zu einer Armbewegung an das A/D-Wandlermittel 207 aus. Das A/D-Wandlermittel 207 wandelt das von dem Bewegungserfassungsmittel 206 ausgegebene analoge Spannungssignal in ein digitales Signal um und gibt es an das Bewegungspegelbestimmungsmittel 208 aus. Beruhend auf dem Pegel des von dem A/D-Wandlermittel 207 ausgegebenen digitalen Signals bestimmt das Bewegungspegelbestimmungsmittel 208, ob die Erfassung eines Pulses möglich ist oder nicht, und gibt ein Steuersignal an das Pulserfassungssteuermittel 209 und das Pulsratenspeichersteuermittel 210 aus.

Beruhend auf dem von dem Bewegungspegelbestimmungsmittel 208 ausgegebenen Steuersignal aktiviert das Pulserfassungssteuermittel 209 ein Pulserfassungsmittel 211 und das Pulsratenberechnungsmittel 204, wenn die Erfassung eines Pulses möglich ist. Das Pulserfassungsmittel 211 erfasst den Puls und gibt dessen periodisches Signal an das Pulsratenberechnungsmittel 204 aus. Das Pulsratenberechnungsmittel 204 wandelt das periodische Signal des von dem Pulserfassungsmittel 211 eingegebenen Pulses in Pulsraten pro einer Minute um, auf der Basis des Zeitgebersignals von dem Zeitgebersignalerzeugungsmittel 202, und gibt dieses an das Pulsratenspeichersteuermittel 210 aus.

Das Zeitzählmittel 205 zählt die Zeit auf der Basis des Zeitgebersignals von dem Zeitgebersignalerzeugungsmittel 202 und gibt Zeitdaten an das Pulsratenspeichersteuermittel 210 und das Anzeigemittel 212 aus. Wenn das von dem Bewegungspegelbestimmungsmittel 208 ausgegebene Steuersignal anzeigt, dass die Messung eines Pulses möglich ist, gibt das Pulsratenspeichersteuermittel 210 die von dem Pulsratenberechnungsmittel 204 ausgegebenen Pulsratendaten und die von dem Zeitzählmittel 205 ausgegebenen Zeitdaten an das Pulsratenspeichermittel 213 aus. Das Pulsratenspeichermittel 213 speichert die von dem Pulsratenspeichersteuermittel 210 übertragenen Pulsratendaten und Zeitdaten und gibt die letzten Pulsdaten und Zeitdaten an das Anzeigemittel 212 aus.

Ein von einem Eingabemittel 214 gesteuertes Auslesesteuermittel 215 steuert, welche der Mehrzahl von Pulsdaten und Zeitdaten, die in dem Pulsratenspeichermittel 213 gespeichert sind, gelesen werden sollten.

Von den Funktionsblöcken in 2 arbeiten das Bewegungserfassungsmittel 206 und das A/D-Wandlermittel 207 intermittierend, und das Bewegungspegelbestimmungsmittel 208 bestimmt, ob die Erfassung eines Pulses möglich ist. Wenn die Erfassung eines Pulses möglich ist, werden das Pulserfassungsmittel 211 und das Pulsratenberechnungsmittel 204 aktiviert, um Pulsdaten zu erhalten. Die erhaltenen Pulsdaten und die Zeit davon werden dann in dem Pulsratenspeichermittel 213 gespeichert. Im Ergebnis werden immer die letzten Pulsdaten auf dem Anzeigemittel 212 angezeigt, und gleichzeitig kann eine Einsparung des Stromverbrauchs realisiert werden, indem das Pulserfassungsmittel 211 und das Bewegungserfassungsmittel 206 intermittierend aktiviert werden. Ferner wird es möglich, durch das Eingabemittel 214 eine Pulsübergangsrate zu bestätigen und jegliche vergangene Pulsdaten auf dem Anzeigemittel anzuzeigen.

7 ist ein Blockdiagramm, worin eine Funktion der vorherigen Speicherung eines Referenzübergangspulsratenmusters zu den Teilen der in 1 gezeigten Grundstruktur der vorliegenden Erfindung hinzugefügt ist, neben den Funktionen der intermittierenden Aktivierung der Bewegungserfassung zu vorbestimmten Intervallen und der Zählung der gegenwärtigen Zeit, um einen Gesundheitszustand oder mentalen Zustand des Verwenders zu bestimmen, indem ein tatsächlich gemessenes Pulsratenübergangsmuster mit dem vorab gespeicherten Referenzübergangsmuster verglichen wird.

Von den Funktionsblöcken in der Figur sind jene, die die gleiche Funktion wie die in 2 gezeigten haben, in Bezug auf ihre zwei unteren Stellen mit der gleichen Blockzahl bezeichnet, und eine Erläuterung davon wird teilweise weggelassen. Hier werden hauptsächlich die in 7 neu hinzugefügten Funktionsblöcke erläutert.

Es sind verschiedene Arten von Referenzübergangsmustern typischer Pulsraten in einem Musterspeichermittel 716 gespeichert. Es ist auch möglich, bei Bedarf Referenzpulsratenübergangsmuster, die dem Verwender eigen sind, in dem Musterspeichermittel 716 zu schreiben und zu speichern. Das Musterspeichermittel 716 gibt Zeitdaten und die Pulsratendaten von einer Adresse, die durch das Auslesesteuermittel 715 spezifiziert ist, an ein Mustervergleichsmittel 717 aus. Das Mustervergleichsmittel 717 vergleicht die von dem Pulsratenspeichermittel 713 ausgegebenen Daten mit den von dem Musterspeichermittel 716 ausgegebenen Daten und gibt ein Ergebnis des Vergleichs an ein Vergleichsergebnisbestimmungsmittel 718 aus. Das Vergleichsergebnisbestimmungsmittel 718 gibt ein Ergebnis der Bestimmung an das Anzeigemittel 712 aus.

Gemäß den Funktionsblöcken in 7 werden das in dem Musterspeichermittel 716 gespeicherte Referenzpulsratenübergangsmuster und das in dem Pulsratenspeichermittel 713 gespeicherte Referenzübergangsmuster der gemessenen Pulsrate verglichen, wird das Ergebnis des Vergleichs bestimmt und wird das Ergebnis der Bestimmung an dem Anzeigemittel 712 angezeigt.

Weil ein Übergangsmuster einer Pulsrate, die abgenommen ist, wenn ein Bewegungspegel relativ gering ist, und eines Pulses, der kontinuierlich abgenommen werden kann, der Gegenstand des Vergleichs ist, ist es bevorzugt, die Übergangsmuster während des Schlafs oder während leichter Übung, wie etwa zum Beispiel Gehen, als die Übergangsmuster, die in dem Musterspeichermittel 716 zu speichern sind, aufzunehmen. Dann wird es möglich, die Schlafqualität zu bestimmen, indem vorab das Übergangsmuster einer typischen Pulsrate während des Schlafs in dem Musterspeichermittel 716 gespeichert wird. Ferner wird es möglich, eine Stabilität des mentalen Zustands aus einer Fluktuation des Pulsratenübergangsmuster zu unterscheiden und auszuwerten, indem vorab ein Pulsratenübergangsmuster in einem Ruhezustand gespeichert wird.

8 ist ein Blockdiagramm, worin Funktionen der Speicherung eines Bewegungspegels, wenn er einen vorbestimmten Bereich überschreitet, die Messung eines Pulses nicht zulässig ist, und der Schätzung von Pulsratendaten in der Periode, während der aus den gespeicherten Bewegungspegeldaten und teilweise erhaltenen Pulsratendaten kein Puls gemessen werden konnte, zu den Teilen der in 1 gezeigten Grundstruktur der vorliegenden Erfindung hinzugefügt sind. Abgesehen von den Funktionen der intermittierenden Aktivierung der Bewegungserfassung mit vorbestimmten Intervallen und der Zählung der gegenwärtigen Zeit erlaubt dies, dass ein Pulsratenübergangsmuster während relativ kräftiger Übung, wie etwa zum Beispiel Joggen, aus den Bewegungspegeldaten sowie Daten, die sich auf die Übung beziehen, wie etwa verbrauchte Kalorien, die aus dem geschätzten Pulsratendatenübergangsmuster und den Bewegungspegeldaten zu schätzen sind, geschätzt werden.

Wieder sind in 8 jene Funktionsblöcke, die die gleiche Funktion wie die in 2 gezeigten haben, in Bezug auf ihre unteren zwei Stellen mit der gleichen Blockzahl bezeichnet, und eine Erläuterung davon wird teilweise weggelassen. Hier werden hauptsächlich die Funktionsblöcke erläutert, die in 8 neu hinzugefügt sind.

Ein Bewegungspegelspeichermittel 816 speichert ein Ausgangssignal des A/D-Wandlermittels 807 während einer Dauer, für die das Bewegungspegelbestimmungsmittel 808 bestimmt hat, dass die Erfassung eines Pulses unmöglich ist. Ein Pulsratenschätzmittel 817 schätzt ein Pulsratenübergangsmuster in der Periode, während der kein Puls gemessen werden konnte, aus einer Pulsrate, die direkt gemessen wurde, bevor sie unmessbar wurde, und einer Pulsrate, die nach dem Wiederbeginn der Messung einer Pulseingabe von dem Pulsratenspeichermittel 813 genommen wurde, und aus den Bewegungspegeldaten, die in dem Bewegungspegelspeichermittel 816 gespeichert sind, und gibt die geschätzte Pulsrate an ein Anzeigemittel 812 aus.

Diese Ausführung erlaubt die Schätzung des Pulsratenübergangsmusters während der Übung, in der kein Puls gemessen werden kann. Dann wird es durch Verwendung der geschätzten Pulsrate möglich, die während der Übung verbrauchten Kalorien zu berechnen.

Nachfolgend werden dann einige konkrete Ausführungen auf der Basis der Zeichnungen erläutert.

(1) Erste konkrete Ausführung:

6 ist ein Systemblockdiagramm mit Darstellung einer ersten konkreten Ausführung eines Pulsratenmonitors. Eine Zeitgebersignalerzeugungsschaltung 605, die durch eine Energiequelle 604 betrieben wird, gibt ein vorbestimmtes Zeitgebersignal an einen A/D-Wandler 602, einen Zähler 608, eine Bewegungspegelbestimmungsschaltung 603 und eine Anzeigevorrichtung 611 aus. Ein Bewegungserfassungssensor 601 gibt ein analoges Spannungssignal proportional zu einer Armbewegung an den A/D-Wandler 602 aus.

Der A/D-Wandler 602 wandelt das von dem Bewegungserfassungssensor 601 ausgegebene analoge Spannungssignal, das proportional zur Bewegung der Arme ist, durch das Zeitgebersignal von der Zeitgebersignalerzeugungsschaltung 605 in ein digitales Signal um, und gibt es an die Bewegungspegelbestimmungsschaltung 603 aus. Wenn der Pegel des von dem A/D-Wandler 602 ausgegebenen digitalen Signals innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, gibt die Bewegungspegelbestimmungsschaltung 603 ein Haltesignal an ein Pulsratenregister 610 auf der Basis des Zeitgebersignals aus, das von der Zeitgebersignalerzeugungsschaltung 605 zugeführt wird.

Ein Pulssensor 606 erfasst einen Puls von einem Körper und gibt das Pulssignal an eine Pulsverstärkerschaltung 607 aus. Die Pulsverstärkerschaltung 607 verstärkt ein von dem Pulssensor 606 eingegebenes schwaches Spannungssignal, formt es zu einem Rechteckpulssignal und gibt es an einen Zähler 608 aus. Der Zähler 608 zählt eine Periode des periodischen Signals des von der Pulsverstärkerschaltung 607 eingegebenen Pulses auf der Basis des von der Zeitgebersignalerzeugungsschaltung 605 eingegebenen Taktsignals und gibt ein Ergebnis der Zählung an ein Pulsratenumwandlungs-ROM 609 aus.

Wenn zum Beispiel das Taktsignal des Zählers 256 Hz beträgt und die Periode des von der Pulsverstärkerschaltung 607 ausgegebenen Pulssignals 1 Hz beträgt, dann beträgt eine Zählung des Zählers 608 256. Das Pulsratenumwandlungs-ROM 609 wandelt den gezählten Wert des Zählers 608 in eine Pulsrate pro Minute um und gibt sie an das Register 610 aus. In dem obigen Fall gibt das Pulsratenumwandlungs-ROM 609 60 mit 8 Bit Daten aus.

Das Pulsratenregister 610 hält die Ausgabe des Pulsratenumwandlungs-ROMs 609 durch ein Haltesignal von der Bewegungspegelbestimmungsschaltung 603 und gibt es an eine Anzeigevorrichtung 611 aus. Dieses Haltesignal wird von der Bewegungspegelbestimmungsschaltung 603 nur dann ausgegeben, wenn die Bewegung der Arme relativ mäßig ist und der Puls zuverlässig erfasst werden kann. Dementsprechend werden immer die letzten Pulsdaten zu der Zeit, wenn ein Puls zuverlässig gemessen werden kann, in dem Pulsratenregister 610 gehalten. Die Anzeigevorrichtung 611 zeigt die in dem Pulsratenregister 610 gehaltenen Daten auf der Basis des Zeitgebersignals von der Zeitgebersignalerzeugungsschaltung 605 an.

9 zeigt ein konkretes Beispiel der Schaltung des Bewegungserfassungssensors. Ein Beschleunigungssensor 901 erzeugt eine Spannung proportional zu einer Bewegung, zum Beispiel der Bewegung der Arme. Ein Widerstand 902, der parallel zu dem Beschleunigungssensor 901 geschaltet ist, wandelt eine Ladung, die durch den Beschleunigungssensor 901 aufgrund einer Beschleunigung erzeugt wird, in eine Spannung um. Eine Diode 903, die zwischen dem Widerstand 902 und einer positiven Energiequelle geschaltet ist, ist eine Schutzdiode zum Freisetzen einer Überspannung, die durch einen Stoßschock oder dergleichen auf die positive Energiequelle hervorgerufen wird. Ähnlich ist auch eine Diode 904, die parallel zu dem Widerstand 902 geschaltet ist, eine Schutzdiode.

Ein FET 905, dessen Gateelektrode mit einer Anode der Diode 903 und einer Kathode der Diode 904 verbunden ist, reduziert eine Ausgangsimpendanz des Beschleunigungssensors 901 zusammen mit einem Widerstand 906, der mit dessen Drainelektrode verbunden ist. Die Drainelektrode des FET 905 repräsentiert einen Ausgang des Bewegungserfassungssensors. Wenn die erste konkrete Ausführung in einem Modus erläutert worden ist, in dem die Drainelektrode dieses FET 905 direkt mit dem A/D-Wandler verbunden ist, kann es notwendig sein, eine Verstärkerschaltung wie etwa einen Operationsverstärker bereitzustellen, der vom Pegel dieser Ausgangsspannung abhängig ist. Weil eine solche Verstärkerschaltung leicht realisiert werden kann, ist deren Erläuterung weggelassen.

10 zeigt ein konkretes Beispiels des Pulssensors. Eine LED 1001, deren Anode mit einer positiven Energiequelle verbunden ist, emittiert Licht durch einen Strom, der über einen Strombegrenzungswiderstand 1002 zugeführt wird, der mit deren Kathode verbunden ist. Ein Fototransistor 1003, dessen Kollektor mit einer positiven Energiequelle verbunden ist, erzeugt einen fotoelektrischen Strom durch Empfang eines reflektierten Lichts von einem Körper, der mit der LED 1001 beleuchtet worden ist, und leitet den Strom zu einem Widerstand 1004, der mit deren Emitter verbunden ist. Eine Spannung, die in dem Widerstand 1004 aufgrund dieses Stroms erzeugt wird, wird eine Ausgabe des Pulssensors.

Gemäß dem wie oben konstruierten Pulsratenmonitor brauchen nur zuverlässige Pulsdaten gehalten werden, indem der Bewegungspegel immer überwacht wird, und durch den Bewegungspegel beeinträchtigte inkorrekte Pulsdaten eliminiert werden können. Aufgrund dessen kann der Verwender die Pulsdaten kontinuierlich zu vorbestimmten Zeitintervallen erhalten, ohne sich der Messumgebung bewusst zu sein.

(2) Zweite konkrete Ausführung:

11 ist ein Systemblockdiagramm mit Darstellung einer zweiten konkreten Ausführung eines Pulsratenmonitors. 11 zeigt eine Ausführung mit einem Ein-Chip-Mikrocomputer, der eine CPU, ein ROM und ein RAM aufweist.

Eine durch eine Energiequelle 1101 betriebene Schwingschaltung 1102 gibt ihre oszillierende Ausgabe an eine Teilerschaltung 1103 als Referenzsignal für die Zeitzählung und an die CPU 1104 als Systemtakt für den Betrieb aus. Die Teilerschaltung 1103 teilt die oszillierende Signaleingabe von der Schwingschaltung 1102 und gibt erforderliche Frequenzsignale an einen A/D-Wandler 1105, die CPU 1104 und eine Anzeigevorrichtung 1106 aus.

Ein Bewegungssensor 1107 gibt ein analoges Spannungssignal, das proportional zu einer Bewegung der Arme ist, an den A/D-Wandler 1105 auf der Basis eines Betriebsfreigabesignals von der CPU 1104 aus. Der A/D-Wandler 1105 wandelt das von dem Bewegungssensor 1107 ausgegebene analoge Spannungssignal in ein digitales Signal um und gibt es an die CPU 1104 aus.

Ein Pulssensor 1108 erfasst ein Pulssignal des Körpers auf der Basis des Betriebsfreigabesignals von der CPU 1104 und gibt das Pulssignal an eine Pulssignalverstärkerschaltung 1109 aus. Auf der Basis des Betriebsfreigabesignals von der CPU 1104 verstärkt die Pulssignalverstärkerschaltung 1109 das von dem Pulssensor 1108 eingegebene schwache Pulsspannungssignal, formt deren Wellenverlauf und gibt ein periodisches Signal des Pulses an die CPU 1104 aus. Die CPU 1104 führt den folgenden Prozess gemäß einem in das ROM 1110 programmierten Prozessschritt aus.

Erstens führt sie einen Prozess der Zählung der gegenwärtigen Zeit aus, durch Zählung des Referenzfrequenzsignals zur Zeitzählung von der Teilerschaltung 1103. Hierbei wird ein Teil des RAM 1111 als Register zur Zeitzählung verwendet.

Zweitens aktiviert sie den Bewegungssensor 1107 periodisch durch Zählung des Referenzfrequenzsignals von der Teilerschaltung 1103, liest das digitale Signal von dem A/D-Wandler 1105 und bestimmt auf der Basis des Pegels des digitalen Signals zu dieser Zeit, ob die Erfassung eines Pulses möglich ist.

Drittens aktiviert sie, wenn die Erfassung eines Pulses möglich ist, den Pulssensor 1108 und die Pulssignalverstärkerschaltung 1109, um die Dauer der Pulsausgabe von der Pulssignalverstärkerschaltung 1109 zu zählen, und wandelt die Dauer in eine Pulsrate pro Minute um.

Viertens speichert sie die in die Pulsrate umgewandelten Daten in das RAM 1111 und gibt die Pulsdaten an die Anzeigevorrichtung 1106 aus.

Ein Ergebnis dieses Prozesses der CPU wird auf der Anzeigevorrichtung 1106 angezeigt. Ferner ist es möglich, Pulsratendaten und Zeitdaten in einer beliebigen Adresse in dem RAM 1111 zu lesen und diese auf der Anzeigevorrichtung 1106 anzuzeigen, durch ein Steuersignal, das von einer Eingabeschaltung 1112 in die CPU 1104 eingegeben wird.

12 zeigt einen Fluss des Betriebs beim Messen eines Pulses und wird im Detail in Verbindung mit 11 erläutert.

Wenn ein Pulsmesszustand gestartet wird (START), zählt die CPU zum Beispiel eine 1 Hz-Unterbrechung von der Teilerschaltung 1103 60 Male im „ZEITZÄHLUNG" (S101). Wenn sie die 60malige Zählung in „ZEIT AUS?" bestätigt (S102), setzt sie den Zeitgeber in „ZEITGEBER RÜCKSETZEN" zurück (S103) und startet dann den Betrieb des Bewegungssensors 1107 in „ERFASSE BEWEGUNGSPEGEL" (S104).

Nach Starten des Bewegungssensors 1107 liest sie das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 1105 in „LIES A/D-WANDLERAUSGANGSPEGEL" (S105). Dann bestimmt sie, ob die gelesenen A/D-Daten einen erfassbaren Pulspegel X überschreiten oder nicht, in „AD > X?" (S106). Wenn die AD-Daten höher sind als der erfassbare Pulspegel X, d.h. wenn bestimmt wird, dass die Erfassung eines Pulses unmöglich ist, hält sie den Betrieb des Bewegungssensors 1107 in „ANHALTEN DER BEWEGUNGSERFASSUNG" an (S107). Nach dem Anhalten des Betriebs des Bewegungssensors 1107 bestätigt sie, ob der Pulsmesszustand beendet worden ist oder nicht, in „ENDE DER MESSUNG" (S115), und wenn sie beendet worden ist, beendet sie den Pulsmesszustand in „ENDE" (S116). Wenn der Pulsmesszustand fortdauert, kehrt sie zu „ZEITZÄHLUNG" (S101) zurück, um die Zeit zu zählen, um für die nächste Messung bereit zu sein.

Wenn in „AD > X?" die gelesenen AD-Daten kleiner sind als der erfassbare Pulspegel X (S106), d.h. wenn bestimmt wird, dass die Messung eines Pulses möglich ist, setzt die CPU ein Bewegungsmonitorflag zurück, das sich in dem RAM 1111 befindet, das zu setzen ist, wenn die gelesenen AD-Daten X überschreiten, zu dem Zwecke der Messung der Bewegung während der Messung in „RÜCKSETZEN DES BEWEGUNGSÜBERWACHUNGSFLAGS" (108). Nach Rücksetzen des Bewegungsüberwachungsflags startet sie den Betrieb des Pulssensors 1108 und der Pulssignalverstärkerschaltung 1109, um die Messung des Pulses in „PULSMESSUNG" zu starten (S109). Nach dem Start der Messung führt die CPU 1104 eine Berechnung der Pulsrate aus, um das in die CPU 1104 eingegebene periodische Signal des Pulses in eine Pulsrate pro Minute umzurechnen, in „BERECHNE PULSRATE" (S110). Nach Herausfinden der Pulsrate in „BERECHNE PULSRATE" (S110), bestätigt sie, ob eine schwere Bewegung, die eine Messung unmöglich machen würde, durchgeführt wurde oder nicht, während der Messung in „IST BEWEGUNGSÜBERWACHUNGSFLAG GESETZT?" (S111).

Obwohl im Flussdiagramm in 12 nicht gezeigt, werden die A/D-Daten A/D-Wandlers 1105 periodisch gelesen, um zu überwachen, ob sie den erfassbaren Pulspegel X überschreiten oder nicht, und wenn sie ihn überschreiten, wird ein Prozess zum Setzen des Bewegungsüberwachungsflags in dem RAM 1111 ausgeführt. Wenn in „IST BEWEGUNGSÜBERWACHUNGSFLAG GESETZT?" bestätigt wird (S1111), dass das Flag gesetzt worden ist, wird der Betrieb der Pulserfassungsschaltung in „ANHALTEN DER PULSERFASSUNG" (S114) angehalten, und die erhaltenen Pulsdaten werden verworfen.

Dann bestimmt sie in „ENDE DER MESSUNG?" (S115), ob der Pulsmesszustand fortdauert oder nicht, und wenn die Messung beendet worden ist, beendet sie die Messung in „ENDE" (S116), und wenn sie fortdauert, kehrt sie zu „ZEITZÄHLUNG" (S101) zurück, um für die nächste Messung bereit zu sein.

Nach Bestätigung in „IST BEWEGUNGSÜBERWACHUNGSFLAG GESETZT?" (S111), dass das Bewegungsüberwachungsflag während der Messung des Pulses nicht gesetzt ist, speichert sie die erhaltenen Pulsratendaten in dem RAM 1111 in „SPEICHERE PULSRATE" (S112). Nach Speichern der Daten zeigt sie die Pulsratendaten an der Anzeigevorrichtung 1106 in „ANZEIGE PULSRATE" an (S113). Hierbei kann sie die Zeit, zu der die Pulsratendaten erhalten worden sind, zusammen mit der Pulsrate anzeigen.

Nach Anzeige der Pulsratendaten hält sie den Betrieb des Pulssensors 1108 und der Pulssignalverstärkerschaltung 1109 in „ANHALTEN DER PULSERFASSUNG" an (S114). Nach Ausführung von „ANHALTEN DER PULSERFASSUNG" (S114), kehrt sie wieder zu „ZEITZÄHLUNG" (101) zurück, um für die nächste Messung bereit zu sein, wenn der Pulsmesszustand fortdauert. Wenn der Pulsmesszustand beendet worden ist, beendet sie den Pulszustand in „ENDE" (S116).

Während der Basisbetrieb der vorliegenden Erfindung beim Messen eines Pulses beschrieben worden ist, kann eine Anordnung zum Bereitstellen von Daten, die für den Verwender noch nützlicher sind, realisiert werden, indem die durch diesen Basisvorgang gemessenen Pulsdaten genutzt werden.

Zum Beispiel ist es möglich, die gesundheitlichen und mentalen Zustände aus dem Vergleich des Referenzübergangsmusters des Standardpulses und des tatsächlich gemessenen Übergangsmusters des gemessenen Pulses zu bestimmen. Im Falle des Systemblockdiagramms von 11 können die gespeicherten Standardpulsdaten mit den tatsächlich gemessenen Daten verglichen werden, auch wenn sie in dem RAM 1111 oder dem ROM 1110 gespeichert sind. Nicht verwenderspezifische allgemeine Refererenzübergangsmuster sind in dem ROM 1110 als feste Daten gespeichert. Ein Referenzübergangsmuster, das zu den Charakteristika des individuellen Benutzers passt, kann bei Bedarf in das RAM 1111 geschrieben und gespeichert werden und kann leicht überschrieben werden.

In jedem Fall wird es möglich, den Gesundheitszustand und die mentale Stabilität oder die Entspannung des Benutzers auszuwerten, indem ein Prozess in das ROM 1110 programmiert wird, um die gespeicherten Daten mit tatsächlich gemessenen Daten zu vergleichen und um diese aus ihrer Entsprechung innerhalb eines bestimmten Bereichs zu bestimmen. Die Daten, die mit den tatsächlich gemessenen Daten zu vergleichen sind, können ein Referenzübergangsmuster einer Pulsrate enthalten, die während leichter Übung abgenommen wird, welche die Pulsmessung nicht unmöglich macht, ein Referenzübergangsmuster einer Pulsrate, die während des Schlafes abgenommen wird, oder ein Referenzübergangsmuster einer Pulsrate, die in einem Ruhezustand aufgenommen wird. Durch Vergleich mit diesen Referenzübergangsmustern wird es möglich, Daten in Bezug auf die Qualität des Schlafs zu bestimmen und auszuwerten, wie etwa zum Beispiel die Häufigkeit und Zeitdauer eines sogenannten paradoxen Schlafs (REM-Schlafs). Ferner wird es durch Speichern des Referenzübergangsmusters der Pulsrate im Ruhezustand möglich, die mentale Stabilität oder die Entspannung aus der Fluktuation des tatsächlich gemessenen Pulsratenübergangsmusters zu bestimmen und auszuwerten.

Als ein anderes konkretes Anwendungsbeispiel gibt es eine Anordnung der Schätzung eines Pulsratenübergangs während einer Unmessbarkeitszeit aus einer Pulsrate, kurz bevor die Messung eines Pulses unmöglich wird, einer Pulsrate nach dem Wiederbeginn der Messung eines Pulses sowie Bewegungspegeldaten während der Unmessbarkeitsperiode. Diese Anordnung kann realisiert werden, indem das Programm in dem ROM 1110 im Falle des Systemblockdiagramms in 11 adäquat verändert wird.

Nachfolgend wird der Betrieb des Prozesses zum Schätzen des Pulsübergangs während dieser Unmessbarkeitszeit, wie in den 13 und 14 gezeigt, in Verbindung mit 11 erläutert. Von dem Betriebsfluss bei der Pulsmessung in den 13 und 14 sind die gleichen Prozessschritte wie jene in dem Fluss des in 12 beschriebenen Betrieb in Bezug auf die zwei unteren Stellen mit der gleichen Schrittzahl bezeichnet, und eine Erläuterung davon wird hier teilweise weggelassen.

Das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 1105 wird in „LIES A/D-WANDLER AUSGANGSPEGEL" (S205) gelesen, um zu bestimmen, ob die gelesenen AD-Daten den erfassbaren Pulspegel überschreiten oder nicht, in „AD > X?" (S206). Wenn die AD-Daten größer als der erfassbare Pulspegel X sind, wird ein Unmessbarkeitszähler N hochgezählt zu dem Zweck der Überwachung einer Zeit, während fortdauernd für mehr als eine bestimmte Dauer kein Puls gemessen werden konnte (S226). Nach dem Hochzählen wird ein Ausgangspegel des A/D-Wandlers zu dieser Zeit, zum Beispiel ein zum Armschwingen proportionales Signal, in einem Bewegungspegelspeicherregister gespeichert, das in dem RAM 1111 vorgesehen ist (S227).

Nach dem Speichern der Ausgabe des A/D-Wandlers werden die letzten Daten der Pulsratendaten, die in dem RAM 1111 sukzessive in zeitserieller Weise gespeichert sind, gelesen und werden in einem Letzte-Pulsratendaten-Register gespeichert, das in dem RAM 1111 vorgesehen ist (S228). Nach Speichern in dem Letzte-Pulsratendaten-Register wird der Betrieb des Bewegungssensors 1107 in „ANHALTEN DER BEWEGUNGSERFASSUNG" angehalten (S223). Nach Anhalten des Betriebs des Bewegungssensors 1107 wird in „ENDE DER MESSUNG" bestätigt, ob der Pulsmesszustand beendet worden ist oder nicht (S224), und wenn er beendet worden ist, wird der Pulsmesszustand in „ENDE" beendet (S225). Wenn der Pulsmesszustand fortdauert, kehrt der Prozess zu „ZEITZÄHLUNG" zurück (S201), um für die nächste Messung bereit zu sein, und wartet das nächste Zeit-Aus ab (S202).

Wenn die AD-Daten groß sind und insofern kein Puls gemessen werden kann, wird die Bewegung zu dieser Zeit, zum Beispiel das digitale Signal, das zum Beispiel proportional zum Schwingen der Arme ist, fortlaufend in dem Bewegungspegelspeichermittel gespeichert, das in dem RAM 1111 vorgesehen ist, und deren Dauer ist gleich einer Timerzählzeit. Dementsprechend wird es, durch Nachsehen der Daten des Bewegungspegelspeicherregisters, möglich, eine Intensität und Fortdauerzeit einer Übung zu erkennen, unter der Annahme, dass der Bewegungsbetrag groß ist, wenn die Arme stark geschwenkt werden.

Als nächstes wird ein Betrieb erläutert, der ausgeführt wird, wenn die Erfassung eines Pulses möglich ist. Wenn in „AD > X?" die gelesenen AD-Daten kleiner als der erfassbare Pulspegel X sind (S206), wird das Bewegungsüberwachungsflag in dem RAM 1111 rückgesetzt, zu dem Zweck, die Bewegung während der Messung zu überwachen (S208). Nach dem Rücksetzen des Bewegungsüberwachungsflags startet die CPU 1104 den Betrieb des Pulssensors 1108 und der Pulssignalverstärkerschaltung 1109, um die Messung zu starten (S209). Nach dem Starten der Messung führt sie eine Berechnung der Pulsrate aus, um das periodische Signal der Pulseingabe in die CPU 1104 in eine Pulsrate pro Minute umzuwandeln, in „BERECHNE PULSRATE" (S210).

Nach Herausfinden der Pulsrate prüft sie durch das Bewegungsüberwachungsflag, ob eine starke Bewegung, die die Messung unmöglich machen würde, während der Messung der nun erhaltenen Pulsrate durchgeführt wurde oder nicht (S211). Wenn eine derart starke Bewegung, die die Messung unmöglich gemacht hätte, während der Messung durchgeführt wurde, verwirft sie die erhaltenen Pulsratendaten und springt so einem Schritt der Hochzählung des Unmessbarkeitszählers N (S226), der ein Schritt in dem Puls-Unmessbarkeitszustand ist, um diesen Schritt und die nachfolgenden Schritte auszuführen, und wartet dann die nächste Zeit-Aus ab (S202).

Wenn keine Bewegung, die die Messung unmöglich gemacht hätte, während der Messung durchgeführt wurde, speichert die. CPU die erhaltenen Pulsratendaten in dem RAM 1111 (S212). Nach Speichern der Daten in dem RAM 1111 speichert sie auch die gemessenen Daten in dem letzten Pulsratendaten-Register, das in dem RAM 1111 vorgesehen ist (S222). Nach Speichern in dem letzten Pulsratendaten-Register zeigt sie die Pulsratendaten an der Anzeigevorrichtung 1106 an (S213). Nach deren Anzeige prüft sie den Wert N des Unmessbarkeitszählers, zur Bestätigung, ob der Unmessbarkeitszustand für mehr als eine vorbestimmte Dauer fortgedauert hat, und zwar vor den gerade erhaltenen Pulsratendaten (S217). In diesem Flussdiagramm ist die Zählzeit, die der vorbestimmten Dauer entspricht, auf 10 gesetzt, und die Zeitgeberzeit wird auf eine Minute gesetzt, so dass geprüft wird, ob der Unmessbarkeitszustand für 10 Minuten angedauert hat. Wenn der Zählwert N des Unmessbarkeitszählers kleiner als 10 ist, wird der Unmessbarkeitszähler auf Null rückgesetzt (S221).

Wenn der Zählwert N des Unmessbarkeitszählers gleich oder größer als 10 ist, wird ein Pulsratenübergang während der Unmessbarkeitsdauer geschätzt, durch Berechnung aus den in dem jüngsten Pulsratendaten-Register gespeicherten jüngsten Pulsratendaten, den in dem letzten Pulsratendaten-Register letzten Pulsratendaten, das sukzessive die Pulsrate speichert, bevor die Aufnahme unmessbar wurde, sowie den Daten in dem Bewegungspegeldaten-Register, das die Bewegungsdaten während der Unmessbarkeitsdauer speichert (S218). Wenn sie durch die Berechnung geschätzt wird, wird es möglich zu schätzen, welche Charakteristika jedes Individiums zu berücksichtigen sind, durch Bereitstellung nicht nur einer gleichmäßigen Schätzung, sondern auch von Parametern, die Merkmale individueller Unterschiede zeigen, innerhalb des RAM 1111. Die geschätzten Daten werden in einer Speicherdomäne gespeichert, die in dem RAM 1111 vorgesehen ist (S219). Nach deren Speicherung wird der Unmessbarkeitszähler auf Null rückgesetzt (S220).

Nach Rücksetzen des Unmessbarkeitszählers hält sie den Betrieb der Pulserfassungsschaltung an, die aus dem Pulssensor und der Pulssignalverstärkerschaltung 1109 zusammengesetzt ist (S214). Nach Anhalten des Betriebs der Pulserfassungsschaltung bestätigt sie, ob der Pulsmesszustand beendet worden ist oder nicht, in „ENDE DER MESSUNG?" (S224), und wenn er beendet worden ist, beendet sie den Pulsmesszustand in „ENDE" (S225). Wenn der Messzustand fortdauert, kehrt sie zu „ZEITZÄHLUNG" zurück (S201), um das nächste Zeit-Aus abzuwarten.

Wie oben beschrieben schätzt sie durch Berechnung den Pulsratenübergang nur dann, wenn der Zählwert N des Unmessbarkeitszählers gleich oder größer als 10 ist. Der Grund hierfür liegt in der Bedeutungslosigkeit der Schätzung eines kurzfristigen Pulsübergangs. Die Zeit, während der der Übergang geschätzt wird, kann leicht verändert werden, indem der Zählwert N des Unmessbarkeitszählers verändert wird, für den der Pulsratenübergang geschätzt wird.

Somit erlaubt die Funktion der Schätzung des Pulsübergangs während der Unmessbarkeitsdauer die Berechnung der während der Übung verbrauchten Kalorien aus dem geschätzten Pulsratenübergangsmuster. Ferner erlaubt sie, dass die Intensität der Übung des Verwenders aus dem geschätzten Wert der maximalen Pulsrate geschätzt wird.

15 zeigt Außenansicht des erfindungsgemäßen Pulsratenmonitors. Es sind zwei Arten von Außenansichten gezeigt, wegen eines Unterschieds der Teile, wo der Sensor angebracht ist. 15A zeigt einen Fall, wo ein Sensor vom Fingersaugertyp 1501 verwendet wird, worin ein Ausgangssignal des Sensors durch ein Kabel mit einem Uhrwerk 1502 verbunden ist. 15B ist eine Außenansicht, wenn Sensoren 1503 und 1504 vom piezoelektrischen Mikrofontyp am Radiusabschnitt des Handgelenks angeordnet sind.

Die vorstehende Beschreibung ist nur als Beispiel angegeben worden, und es wird für einen Fachmann verständlich, dass Modifikationen vorgenommen werden können, um vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]
  1. Pulsratenmonitor, umfassend:

    ein Pulserfassungsmittel (811) zum Erfassen eines Pulses aus einem Körper und Ausgeben eines periodischen Signals des Pulses:

    ein Pulsratenberechnungsmittel (804) zum Umwandeln des von dem Pulserfassungsmittel ausgegebenen periodischen Signals des Pulses in Pulsratendaten pro Zeiteinheit;

    ein Bewegungserfassungsmittel (806) zum Erfassen einer Bewegung durch einen Bewegungssensor und Ausgeben eines Signals;

    ein Bewegungspegelbestimmungsmittel (808) zum Bestimmen, ob die Messung eines Pulses möglich ist oder nicht, auf der Basis des Ausgangssignals des Bewegungserfassungsmittels, und Ausgeben eines Steuersignals entsprechend einem Ergebnis der Bestimmung, worin das Bewegungspegelbestimmungsmittel bestimmt, dass die Messung eines Pulses möglich ist, wenn Bewegungspegel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, und bestimmt, dass die Messung eines Pulses nicht möglich ist, wenn Bewegungspegel außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegen;

    ein Pulsratenspeichermittel (813) zum selektiven Halten der von dem Pulsratenberechnungsmittel ausgegebenen Pulsratendaten durch das von dem Bewegungspegelbestimmungsmittel ausgegebene Steuersignal;

    ein Anzeigemittel (812) zum Anzeigen der von dem Pulsratenspeichermittel ausgegebenen Pulsratendaten;

    ein Zeitgebersignalerzeugungsmittel (802) zum Ausgeben eines vorbestimmten Zeitgebersignals an das Pulsratenberechnungsmittel und das Anzeigemittel;

    ein Bewegungspegelspeichermittel (816) zum Speichern eines Signals auf der Basis des Ausgabesignals des Bewegungserfassungsmittels (806), wenn eine Ausgabe des Bewegungspegelbestimmungsmittels (808) anzeigt, dass die Messung eines Pulses unmöglich ist; und

    dadurch gekennzeichnet, dass er ferner ein Pulsratenschätzmittel (817) umfasst, zum Schätzen der Pulsratendaten während der Periode nicht messbaren Pulses aus den in dem Bewegungspegelspeichermittel (816) gespeicherten Bewegungspegeldaten und den in dem Pulsratenspeichermittel (813) gespeicherten Pulsratendaten.
  2. Pulsratenmonitor nach Anspruch 1, worin das Ausgangssignal des Bewegungserfassungsmittels ein analoges Spannungssignal ist, und ferner umfassend:

    ein A/D-Wandlermittel (807) zum Umwandeln des Ausgangssignals des Bewegungserfassungsmittels in ein Digitalsignal;

    wobei das Bewegungspegelbestimmungsmittel auf der Basis des von dem A/D-Wandlermittel ausgegebenen Digitalsignals bestimmt, ob die Messung eines Pulses möglich ist.
  3. Pulsratenmonitor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend:

    ein Zeitzählmittel (805) zum Zählen von Zeitdaten der gegenwärtigen Zeit;

    ein Pulserfassungssteuermittel (809) zum Steuern/Regeln der Aktivierung und Deaktivierung des Pulserfassungsmittels und des Pulsratenberechnungsmittels auf der Basis des Steuersignals von dem Bewegungspegelbestimmungsmittel;

    ein Pulsratenspeichersteuermittel (810) zum Bewirken, dass die von dem Pulsratenberechnungsmittel ausgegebenen Pulsdaten und die Zeitdaten des Zeitzählmittels in das Pulsratenspeichermittel gespeichert werden, wenn die Ausgabe des Pulserfassungssteuermittels die Erfassung eines Pulses gestattet;

    ein Auslese-Steuermittel (815) zum Ansteuern einer Adresse zum Lesen von Inhalten, die in dem Pulsratenspeichermittel gespeichert sind;

    ein Eingabemittel (814) zum Ansteuern des Auslesesteuermittels mit

    einer beliebigen Zeitgebung;

    ein Anzeigemittel zum Anzeigen der Daten des Pulsratenspeichermittels und der Zeitdaten des Zeitzählmittels;

    ein Beschleunigungserfassungssteuermittel (803) zum intermittierenden Aktivieren des Bewegungserfassungsmittels in vorbestimmten Intervallen; und

    ein Zeitgebersignalerzeugungsmittel zum Ausgeben eines vorbestimmten Zeitgebersignals an das Beschleunigungserfassungssteuermittel, das Pulsratenberechnungsmittel, das Zeitzählmittel und das Anzeigemittel.
  4. Pulsratenmonitor nach Anspruch 3, sofern von Anspruch 2 abhängig, worin das Beschleunigungserfassungssteuermittel auch zum Aktivieren des A/D-Wandlermittels dient.
  5. Pulsratenmonitor nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, ferner umfassend:

    ein Musterspeichermittel (716) zum Speichern eines Referenzübergangsmusters einer vorbestimmten Pulsrate;

    ein Mustervergleichsmittel (717) zum Vergleichen eines tatsächlich gemessenen Übergangsmusters einer in dem Pulsratenspeichermittel (713) gespeicherten Pulsrate mit einem in dem Pulsratenspeichermittel (716) gespeicherten Referenzübergangsmuster; und

    ein Vergleichsergebnisbestimmungsmittel (718) zum Bestimmen der Charakteristiken des tatsächlich gemessenen Pulsratenübergangsmusters aus einem Vergleichsergebnis des Mustervergleichsmittels (717).
  6. Pulsratenmonitor nach Anspruch 2, worin das Bewegungspegelspeichermittel (816) zum Speichern eines Ausgangssignals des A/D-Wandlermittels (807) dient, wenn eine Ausgabe des Bewegungspegelbestimmungsmittels (808) anzeigt, dass die Messung eines Pulses unmöglich ist.
Es folgen 13 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com