DE69600098T2

DE69600098T2 - Einzelne Anordnung zur Messung, Verarbeitung und Übertragung von im wesentlichen physiologischen Parametern

Info

Publication number: DE69600098T2
Application number: DE69600098T
Authority: DE
Inventors: Pierre Ch-1040 Echallens Sarbach
Original assignee: Baumann and Haldi SA
Current assignee: Polar Electro Oy
Priority date: 1995-02-04
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2016-01-30
Also published as: ATE160079T1; FI112844B; FI960485L; US5628324A; EP0724859A1; DE69600098D1; EP0724859B1; ES2112069T3; FI960485A0

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein individuelles Mess-, Verarbeitungs- und Übertragungssystem für in wesentlichen physiologische Parameter.
Es wird nämlich bei der Behandlung von zahlreichen Krankheiten, sowie bei der Ausführung von mehreren Sportarten, immer wichtiger, mit Genauigkeit gewisse physiologische Parameter einer Person, wie den Herzrhythmus, den Blutdruck, den Blutzuckerspiegel, sowie in Zusammenhang mit der sportlichen Tätigkeit stehende Parameter, wie die Geschwindigkeit oder die vom Benutzer entwickelte Leistung, zu kennen. Zu diesem Zweck sind während diesen letzten Jahren zahlreiche leichte und einfach auf dem Träger zu befestigende Sensorentypen entwickelt worden, die von einfachen elektrischen Kontakten zum Registrieren eines Elektrokardiogramms (EKG) bis zu komplexen, direkt beispielsweise in Siliziumchips eingebauten Sensoren reichen.
Die meisten dieser Sensoren geben elektrische Signale in Zusammenhang mit dem/den zu messenden Parameterin ab, welche Signale Träger von zahlreichen nützlichen Informationen sind. Bei einem Elektrokardiogramm treten beispielsweise typische Impulse auf, deren Frequenz das direkte Bild des Herzrhythmus ist. Eine eingehendere Analyse der Form dieser Impulse könnte jedoch zusätzliche Informationen über gewisse Funktionsstörungen liefern und könnte somit ermöglichen, gewissen Herzvorfällen vorzubeugen.
Die Verarbeitung der durch die Sensoren abgegebenen Signale stellt kein Problem dar, falls die Person einer ortsfesten Installation angeschlossen werden kann, zum Beispiel wenn die Person bettlägerig ist oder nur während einer relativ kurzen Dauer an eine ortsfeste Messinstallation angeschlossen ist. Eine solche Konzeption entspricht beispielsweise der im Dokument GB-A-2 259 772 beschriebenen Einrichtung, in der von mehreren Benutzern getragene Erfassungsgeräte über Funkwellen biologische Daten an eine zentrale Einheit übertragen. Diese Lösung wird ebenfalls in den von J.H. Schild et al. publizierten Arbeiten (Proceedings of the 7th annual conference of the IEEE/EMB society, 30 September 1995, Chicago&sub1; pages 1205-1210) berücksichtigt. Es verhält sich jedoch ganz anders, wenn man eine Langzeitkontrolle haben will oder/und wenn die Person ihre gesamte Mobilität behalten muss, wobei sie doch leicht Zugang zum Ablesen der gewünschten Parameter haben kann. Gegenwärtig ist es möglich, Einrichtungen zur Verarbeitung von kleinen und autonomen Signalen herzustellen, die auf der Person befestigt werden können, beispielsweise direkt auf dem Abdomen mittels eines Gürtels oder eines Riemens. Es ist im oben genannten Fall leicht verständlich, dass die Anzeigemittel der Parameter, um leicht ablesbar zu sein, vom Verarbeitungssystem der Signale getrennt sein müssen. Eine Drahtverbindung ist stets insofern heikel, als dieser Draht leicht reissen kann, wenn sich die Person deplapiert.
Ein interessantes Beispiel für eine drahtlose Verbindung wird von gewissen Ablesungssystemen des Herzrhythmus geliefert, welche für das Spitzensportlertraining verwendet werden. Diese Systeme umfassen einen Gürtel mit EKG-Signal-Sensoren und einer einfachen Einrichtung zur Formung dieses Signals, das Impulse mit der Herzschlagfrequenz erzeugt. Diese Impulse werden dann drahtlos durch Alles-oder-Nichts-Modulation eines Funksignals zu einer Empfangs-, Verarbeitungs- und Messeinrichtung dieser Signale übertragen, wodurch die Berechnung und Anzeige der Herzfrequenz ermöglicht wird. Die Empfangs- und Anzeigevorrichtung kann beispielsweise auf geeignetste Weise je nach Verwendungsart in eine am Handgelenk befestigte Kleinuhr eingebaut oder auf der Lenkstange eines Fahrrades plaziert werden. Sie kann dann mit anderen Funktionen kombiniert werden, insbesondere mit Zeit- oder Stoppfunktionen. Eine Einrichtung dieser Bauart wird beispielsweise im Dokument FR 2 685 189 beschrieben. Der erste wichtige Mangel der bekannten Systeme beruht darin, dass die Messung im Bereich der Empfangseinrichtung ausgeführt wird. Somit kann jede Störung der Funkverbindung Messfehler und eine fehlerhafte Anzeige der Herzfrequenz einbringen. Der zweite wichtige Mangel ist die Begrenztheit eines solchen Systems. In seiner jetzigen Konzeption ermöglicht es nämlich nur die Messung des Herzrhythmus, da es sich auf die Übertragung der Impulse mit diesem Rhythmus beschränkt. Wie wir dies weiter oben gesehen haben, erfordern jedoch gewisse Anwendungen eine eingehendere Analyse des EKG-Signals, nämlich die Analyse von Parametern, die von anderen Sensorentypen geliefert werden. Ein letzter wichtiger Punkt besteht darin, den Energieverbrauch insbesondere im Bereich der Empfangs- und Anzeigeeinrichtung maximal zu reduzieren, welche Einrichtung meistens batteriebetrieben ist und eine möglichst grosse Autonomie aufweisen muss, vorallem wenn sie ebenfalls als eine wie oben erwähnte Uhr verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung liefert originelle und leistungsfähige Lösungen in diesem Sinne. Sie betrifft ein Mess- und Anzeigesystem mindestens eines im wesentlichen physiologischen Parameters mittels mindestens eines von einer Person getragenen Sensors, der für den Parameter repräsentative Signale liefert, umfassend einerseits eine mit dem Sensor verbundene und mit Mess-, Speicher-, Identifikations- und Kodiermitteln der Signale ausgestattete autonome Verarbeitungseinrichtung, welche Kodiermittel derart ausgebildet sind, dass an den Klemmen einer Sendespule binäre Funksignalsequenzen erzeugt werden, von denen eine eine Adresse bildet, die eine Identifikation der sendenden Verarbeitungseinrichtung ermöglicht, während die anderen Sequenzen für jede Messkategorie und ihr Resultat repräsentativ sind, und andererseits eine von der Verarbeitungseinrichtung separate und mit ihr über drahtlose Kommunikationsmittel verbundene Anzeigeeinrichtung, die eine Empfangsspule, Verstärkungs- und Formungsmittel von Signalen an den Klemmen der Empfangsspule und Dekodiermittel dieser Signale umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekodiermittel der Anzeigeeinrichtung einen Sequenzgenerator umfassen, der so ausgebildet ist, dass er Erfassungsfenster öffnet, die synchron mit den von der Verarbeitungseinrichtung abgegebenen Impulsfolgen sind, und dass er die binäre Folge von 1 und 0 wiederherstellt, die für Informationen repräsentativ ist, die in Abhängigkeit von der Verteilung der Impulse in den Erfassungsfenstern übertragen werden, und dass die von der Verarbeitungseinrichtung übertragenen Informationen nur dann wiederhergestellt und angezeigt werden, wenn vorab eine bestimmte Adresse identifiziert worden ist.
- Figur 1 stellt als Beispiel schematisch eine Messeinrichtung dar, die vom Benutzer getragen wird und eines der Grundbestandteile des Systems gemäss der Erfindung bildet;
- Figur 2 als Beispiel schematisch eine Anzeigeeinrichtung des Systems gemäss der Erfindung darstellt;
- Figur 3 eine weitere Ausführungsform der vom Benutzer getragenen Messeinrichtung darstellt;
- Figur 4 als Beispiel das Blockschema einer Verarbeitungseinrichtung gemäss der Erfindung darstellt;
- Figur 5 die kennzeichnende Form der Signale an gewissen Punkten des Schemas der Figur 4 darstellt, und
- Figur 6 als Beispiel das Blockschema der Dekodiermittel der Anzeigeeinrichtung darstellt, die ermöglichen, die von der Verarbeitungseinrichtung ausgesandten Informationen wiederzugeben.
Figur 1 stellt als Beispiel schematisch eine Messeinrichtung dar, die vom Benutzer getragen wird und eines der Grundbestandteile des Systems gemäss der Erfindung bildet. Zum Beispiel können der oder die Sensoren 1, 2 auf einem Gürtel 3 montiert sein, der entweder mittels einer Befestigungsschnalle 4 oder einer Klettverschlussbefestigung um die Taille geschnallt werden kann.
Im dargestellten Fall sind die Sensoren 1 und 2 einfache elektrische Kontakte, die beispielsweise aus einem leitenden Kautschuk bestehen, der die Erfassung des EKG- Signals ermöglicht. Diese Sensoren sind direkt an die autonome Signalverarbeitungseinrichtung 5 angeschlossen, die ebenfalls auf dem Gürtel befestigt ist. Diese Verarbeitungseinrichtung 5 umfasst kennzeichnenderweise einen weiter unten im Detail beschriebenen elektronischen Schd-ltkreis, eine Batterie mit einem Zugangssystem 6, das ein einfaches Auswechseln derselben ermöglicht, einen Drücker oder einen Schalter 7, der die Inbetriebnahme oder die Reinitialisierung der Einrichtung ermöglicht, und Anzeigemittel, die wie hier aus einer einfachen LED-Diode 8 bestehen können, die die Kontrolle über ein richtiges Funktionieren der Einrichtung ermöglicht. Schliesslich umfasst die Einrichtung eine Sendespule 9, die das Sicherstellen der Funkverbindung mit den Anzeigemitteln ermöglicht.
Diese Anzeigemittel werden in unserem Beispiel auf Figur 2 in Form einer Digitaluhr 10 dargestellt, die eine herkömmliche Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeige 11 umfasst, sowie eine spezielle Anzeige 12 der durch die Verarbeitungseinrichtung 5 gemessenen Parameter. Die Anzeige kann ebenfalls Kennzeichen und Symbole umfassen, die den anzuzeigenden Parametern 13 oder gewissen speziellen Umständen 14, zum Beispiel dem Lebensende der Batterien, entsprechen.
Die Uhr umfasst ebenfalls Drücker 15, die das Abrufen der verschiedenen Funktionen und gegebenenfalls deren Korrektur ermöglichen, und eine Empfangsspule 16, die den Empfang der Funksignale der Verarbeitungseinrichtung 5 ermöglicht. Die Uhr kann ebenfalls einen Summer umfassen, der nötigenfalls die Aufmerksamkeit des Trägers erregen kann. Diese Funktion wird insofern nicht dargestellt, als sie den Fachleuten bestens bekannt ist.
Es ist zu bemerken, dass die Anzeigemittel ebenfalls derart angeordnet sein können, dass sie auf einer anderen Auflage als der Person selbst befestigt sein können, zum Beispiel an der Lenkstange eines Fahrrads im Falle eines Radfahrers oder in der Nähe des Kopfteils eines Bettes, wenn es sich um eine bettlägerige Person handelt. In diesem letzten Fall können die Anzeigemittel einem Hilfeleistungsoder Alarmsystem zugeordnet sein, das es ermöglicht, im Falle eines Problems die Aufmerksamkeit des Personals zu erregen. Es handelt sich jedoch um besondere Anwendungen, die die Funktionsart des Systems nicht grundsätzlich modifizieren.
Die Verarbeitungseinrichtung 5 kann ebenfalls auf andere Arten befestigt sein, zum Beispiel, wie auf Figur 3 dargestellt, mittels einer Armbinde 17 auf dem Oberarm, und sie kann anderen Arten von nahe dabei befestigten Sensoren zugeordnet sein, zum Beispiel einem Temperatursensor 21. Andere Sensoren, die nicht am Benutzer befestigt sind, können verwendet werden, wie ein Geschwindigkeitssensor oder ein Sensor für die durch den Benutzer entwickelte Leistung. Es existieren gegenwärtig auch Sensoren, die fähig sind, gewisse Parameter des Blutes zu messen, wie zum Beispiel den Blutzuckerspiegel. Die Messung dieses Parameters ist wesentlich in der Behandlung des Diabetes, und indem dieser Typus von Sensoren dem System gemäss der Erfindung zugeordnet würde, wäre es möglich, diesen Wert anzuzeigen und zu bestimmen, wann der Träger Insulin benötigt und in welcher Menge.
Figur 4 stellt als Beispiel das Blockschema einer Verarbeitungsvorrichtung gemäss der Erfindung dar. Diese Verarbeitungsvorrichtung kann mehrere Sensorentypen verwenden, zum Beispiel einen EKG-Signal-Sensor 20 und einen Temperatursensor 21. Jeder dieser Sensoren ist an einen Verstärker- und Formungsschaltkreis 22 und 23 angeschlossen, die ihrerseits an die Verarbeitungs- und Messmittel dieser Signale 24 angeschlossen sind. Diese Mittel 24 liefern binäre Informationen, die sowohl mit den Resultaten dieser Messungen als auch mit deren Identifizierung und deren Klassifizierung in Verbindung stehen können. Somit könnten die Verarbeitungsmittel 24 ausgehend von einem einzigen Sensor, zum Beispiel vom EKG-Signal-Sensor 20, mehrere Parameter bestimmen: Erstens die augenblickliche Herzfrequenz 25, der Mittelwert derselben über beispielsweise 100 Schläge 26, und die Variationen derselben, welche in zunehmendem oder abnehmendem prozentualem Anteil 27 ausgedrückt werden. Somit liegen drei unterschiedliche Parameter vor, die ausgehend von einem gleichen Sensor bestimmt werden. Es können ebenfalls ein oder mehrere Parameter vorliegen, die ausgehend von einem oder mehreren zusätzlichen Sensoren bestimmt werden, und zwar kennzeichnenderweise vom Sensor 21, der an den Verstärker 23 angeschlossen ist und den Parameter 28 bestimmt. Die Parameter 25, 26, 27 und 28 sind alle in Form einer binären Information von 3 * 4 Bits dargestellt, welche vier Dezimalziffern darstellt.
Die Verarbeitungsmittel 24 sind hier sehr schematisch in Form von einer relativ einfachen verkabelten Logik dargestellt. In der Praxis verwendet man eher eine mikroprozessorgesteuerte programmierte Logik. Es existiert gegenwärtig ein ganzes Sortiment an Mikroprozessoren mit sehr geringem Energieverbrauch, die fähig sind, nicht nur die verschiedenen Mess- und Verarbeitungsoperationen der oben erwähnten Messungen durchzuführen, sondern auch die Klassifizierung dieser Messungen durchzuführen und Kontroll- und Fehlermeldungen zu liefern. In unserem Beispiel sind diese Fehlermeldungen durch zwei Bits dargestellt, die vier Kombinationen ermöglichen, wobei jede Kombination einer besonderen Meldung, dem Batterielebensende, einem Wackelkontakt, usw. entspricht. Die Verarbeitungsmittel können auch Paritätbits 30 erzeugen, die die Kontrolle über eine korrekte Konformität der empfangenen Meldungen ermöglichen. Schliesslich können die Verarbeitungsmittel 24 verwendet werden, um den Energieverbrauch der Einrichtung derart zu optimieren, dass eine möglichst grosse Autonomie erhalten wird. Dieser Verbrauch wird grösstenteils durch den Verbrauch des Funksenders bestimmt. Dies kann erreicht werden, indem man die Einschaltperioden dieses Senders dem strikte nötigen Bedarf anpasst, und zwar durch dazu geeignete Algorithmen, die von den Verarbeitungsmitteln gesteuert werden. In diesem Fall muss man natürlich den Anzeigemitteln den Wert dieser Einschaltperioden anzeigen. In unserem Beispiel ist diese Periode durch eine Information von zwei Bits 31 dargestellt, die Sendeperioden 2, 4, 8 und 16s entspricht.
Ausgehend von den durch die Verarbeitungsmittel gelieferten Daten und anderen Informationen geht es nun darum, eine an die Anzeigeeinrichtung zu übermittelnde Impulsfolge von bestimmter Dauer zu erzeugen. Diese Impulsfolge ist auffolgende Art gebildet:
1, 2, 3, 4 : Adresse
5, 6, 7, 8 : Ziffer 1
9, 10, 11, 12 : Ziffer 2
13, 14, 15, 16 : Ziffer 3
17, 18 : Modus
19, 20 : Meldungen
21, 22 : Periode
23, 24 : Parität
Jede Impulsfolge entspricht also einer Information von 24 Bits, nämlich sechs Gruppen von vier Bits. Die Adresse ermöglicht es, den Sender zu identifizieren. In gewissen Fällen können sich nämlich zwei Sender nahe beieinander befinden. Es ist somit wichtig, dass der Empfänger diese zwei Sender voneinander unterscheiden kann. Die erste Gruppe entspricht dieser Adresse, die in aleatorischer Weise beispielsweise durch einen Zähler von vier Bits 32 in Abhängigkeit von der Schliessdauer eines Schalters 33 fixiert ist.
Die drei folgenden Gruppen entsprechen dem durch drei Ziffern ausgedrückten Wert des Parameters. Um das Auftreten von Impulsfolgen, die zu lange sind und eine variable Dauer aufweisen, zu vermeiden, sendet man nur den Wert eines einzigen Parameters pro Impulsfolge aus. Die verschiedenen Parameter, vier im Sinne von Impulsen. Die verschiedenen Parameter, vier im beschriebenen Fall, werden der Reihe nach durch die Verarbeitungsmittel 24 über eine Demultiplex- Schaltung 34 ausgewählt.
Die folgende Gruppe wird von zwei Bits 29 gebildet, die dem Modus oder dem gewählten Parameter entsprechen. Es ist nämlich wichtig, dass die Anzeigemittel wissen, welchem Parameter die durch die Verarbeitungsmittel übertragenen Werte entsprechen. Die zwei folgenden Bits entsprechen speziellen Meldungen, Alarm, Batterielebensende, usw. Diese vier Bits werden durch die Schaltung 35 gemixt.
Die letzte Gruppe wird von zwei Bits gebildet, die die Übertragungsperiode definieren, welche durch die Verarbeitungsmittel 24 bestimmt wird. Und die zwei letzten Bits sind Parietätbits, die die Kontrolle der Übertragungs qualität ermöglichen. Diese vier Bits werden durch die Schaltung 36 gemixt.
Somit hat man sechs Gruppen von vier Bits. Jede dieser Gruppen von vier Bits wird der Reihe nach durch eine Demultiplex-Schaltung 4/32 37 ausgewählt, dann wird jedes Bit der Gruppe der Reihe nach durch eine Demultiplex-Schaltung 1/4 38 derart ausgewählt, dass eine binäre Reiheninformation entsteht, die aus einer Folge von 24 Bits besteht.
Um diese binäre Reiheninformation zu erzeugen, verfügt man über einen Generator 39, 40, der von einem Quarz 41 gesteuert wird. Die erste Partie des Sequenzgenerators 39 ist ein binärer Zähler, der die verschiedenen Signale erzeugt, die zur Bildung der Impulse nötig sind. Die zweite Partie dieses Generators ist ein binärer Zähler 40, der die verschiedenen Signale erzeugt, die zur Steuerung der Demultiplex-Schaltungen 37 und 38 (Ausgänge Q1, Q2, Q3, Q4 und Q5) nötig sind, um die Impulsfolge von 24 Bits zu bilden, welche die an die Anzeigevorrichtung zu übertragende Information bildet. Ferner bestimmt dieser Zähler 40 vier Wiederholungsperioden 2, 4, 8 und 165 der Impulsfolgen, die durch den Selektor 1/4 42 in Abhängigkeit von der durch die Verarbeitungsmittel 24 bestimmten Periode gewählt werden können.
Das Ausgangssignal des Selektors 42 wird über einen Inverter 43 an den Takteingang eines d-Flip-Flops 44 abgegeben, dessen Reset-Eingang an den Ausgang 8ms des Zählers 39 angeschlossen ist. Somit erzeugt das d-Flip-Flop 44 an seinem Ausgang Q einen Impuls von 4ms zu Beginn jeder Übertragungsperiode. Dieser Ausgang Q ist an den Set-Eingang eines d-Flip-Flops 45 angeschlossen, dessen Reset-Ausgang an den Ausgang eines UND-Tors 46 angeschlossen ist, dessen Eingänge an die Ausgänge Q4 und Q5 des Zählers 40 angeschlossen sind. Somit geht das d-Flip-Flop 45 auf 1 über, und dies während 24 Eingangsperioden des Zählers 40, nämlich während 760ms, was der Dauer jeder Impuisfolge entspricht. Schliesslich ist der Takteingang des d-Flip-Flops 47 an den Ausgang 16ms des Zählers 39 angeschlossen, während ihr Reset- Eingang an den Ausgang lms desselben Zählers angeschlossen ist. Das d-Flip-Flop 47 erzeugt also insofern kurze Impulse von 0,5ms, als sein Eingang d auf 1 ist. Dieser Eingang ist an den Ausgang eines UND-Tors 48 mit drei Eingängen angeschlossen. Der erste Eingang ist an den Ausgang des d- Flip-Flops 45 angeschlossen, so dass diese Impulse nur während der durch dieses d-Flip-Flop 45 festgelegten Dauer von 24 Perioden erzeugt werden können. Der zweite Eingang des Tors 48 ist über das ODER-Tor 49 an den Ausgang eines exklusiven ODER-Tors 50 angeschlossen, wovon ein Eingang an den Ausgang 32ms des Zählers 39 angeschlossen ist und der andere Eingang an den Ausgang der Demultiplex-Schaltung 38, auf welchem Ausgang die Reiheninformation erzeugt wird, welche repräsentativ für die an die Anzeigemittel zu übertragenden Informationen ist. Figur 5 gibt das Timing der Signale an den Punkten A, B und C.
Der dritte Eingang des Tors 48 ist an die Verarbeitungsmittel 24 angeschlossen und ermöglicht das Blockieren des Eingangs d des d-Flip-Flops 47 auf 0, was als eine ENABLE-Funktion betrachtet werden kann, die ermöglicht, die Generation der kurzen Impulse unabhängig vom Zustand des Ausgangs der Demultiplex-Schaltung 38 einzustellen. Der zweite Eingang des Tors 49 ist an die Verarbeitungsmittel 24 angeschlossen und ermöglicht, den Eingang d des d-Flip-Flops auf 1 zu halten, was als die inverse Funktion betrachtet werden kann, die ermöglicht, die Generation der kurzen Impulse unabhängig vom Ausgangszustand des Demultiplexschalters 38 aufrechtzuerhalten. Den Nutzen dieser Funktionen ENABLE und ENABLE INVERS werden wir später nach der Beschreibung der Figur 5 sehen. Die Ausgänge der d-Flip-Flops 44 und 47 sind an die Eingänge eines ODER-Tors 51 angeschlossen, an dessen Ausgang die Folge von kurzen Impulsen erscheint, welche die vollstzndige an die Anzeigeeinrichtung zu übertragende Information bildet. Der Ausgang dieses Tors führt zu einem Eingang eines UND-Tors 52, wovon der zweite Eingang an den Ausgang eines 65 kHz Frequenzgenerators 53 angeschlossen ist. Das Signal am Ausgang des Tors 52 ist also ein alles oder nichts modulierter Impuls von 0,Sms mit einer Frequenz von 65 kHz und bildet das Niederfrequenz-Funksignal, das über einen Verstärkertransistor 54 und die Sendespule 55 nach aussen übertragen wird.
Schliesslich ist der Ausgang des Selektors 42 an einen Vierer-Zähler 56 angeschlossen, wovon die Ausgänge Q1 und Q2 an den Datenselektor 34 derart angeschlossen sind, um der Reihe nach die Parameter 25, 26, 27 und 28 zu wählen.
Figur 5 stellt die kennzeichnende Form der Signale an gewissen Punkten des Schemas der Figur 4 dar.
Somit trifft man wieder auf die Ausgänge 8ms, 16ms und 32ms des Zählers 39. Der Ausgang A entspricht dem Impuls am Zyklusanfang beim Ausgang des d-Flip-Flops 44. B1 und C1 geben die Konfiguration der Signale an den Punkten B und C, wenn der Ausgang der Demultiplex-Schaltung 38 auf 1 ist. Man erkennt, dass die entsprechenden kurzen Impulse eintreffen, während das Signal 32ms auf 0 ist. B0 und C0 geben die Konfiguration der Signale an den Punkten B und C, wenn der Ausgang der Demultiplex-Schaltung 38 auf 0 ist. Man erkennt, dass die entsprechenden kurzen Impulse eintreffen, während das Signal 32ms auf 1 ist. Somit ist die Verteilung der kurzen Impulse innerhalb der am Ausgang des Tors 51 erzeugten Impulsfolge direkt repräsentativ für die 0- und 1-Reihenfolge der an die Anzeigemittel zu übertragenden Informationen.
Man kann feststellen, dass es während der Impulsfolge normalerweise einen kurzen Impuls pro Periode von 32ms gibt, und es gibt 24 kurze Impulse pro Impulsfolge. Indem die auf Figur 4 erwähnte ENABLE-Funktion verwendet wird, kann man aber Impulse wegfallen lassen, wenn diese ohne Nutzen sind. Dieses Weglassen von Impulsen kann beispielsweise verwendet werden, wenn ein Teil der Informationen unnötig ist. Wenn beispielsweise der Wert des anzuzeigenden Parameters nur zwei Ziffern umfasst, kann man die Impulse, welche der dritten Ziffer entsprechen, weglassen und diese letztere ausschalten, anstatt eine 0 anzuzeigen. Wenn die Verarbeitungseinrichtung nur einen Parameter betrifft, können die Impulse, welche den Modus betreffen, ebenfalls weggelassen werden, sowie die Anzeige des Modus, und so weiter. Diese Kombination, indem sie das Herabsetzen der Anzahl von Impulsen pro Impulsfolge zulässt, ermöglicht die Vereinfachung des Systems, wobei auch der Energieverbrauch reduziert und die Autonomie der Verarbeitungseinrichtung erhöht wird.
Umgekehrt zum Mittel der inversen ENABLE-Funktion kann man zwei kurze Impulse pro Periode von 32ms erzeugen, -was als ein besonderer Fall interpretiert werden kann-, beispielsweise wenn der Wert des anzuzeigenden Parameters die Anzeigekapazität übersteigt.
Figur 6 stellt als Beispiel das Blockschema der Dekodiermittel der Anzeigeeinrichtung dar, welche Mittel ermöglichen, die durch die Verarbeitungseinrichtung ausgesandten Informationen wiederzugeben. Eine Empfangsspule 60 ist an einen Transistorverstärker 61 angeschlossen, dessen Kollektor an einen Filter 62 angeschlossen ist, der an einen Fomungsschaltkreis 63 angeschlossen ist. Wenn sich die Empfangsspule im Bereich einer Sendespule befindet, ermöglicht diese Schaltungskombination die durch diese letztere ausgesandten Impulsfolgen wiederzugeben. Der Sender des Transistors 61 ist an einen Kommutationstransistor 64 angeschlossen, der das Ausserbetriebsetzen des Eingangsverstärkers ermöglicht. Die Impulsfolgen am Ausgang des Formungsschaltkreises 63 werden auf den Eingang D eines D- Schifts 65 und über einen Inverter 66 an den Reset-Eingang dieses Schifts 65 abgegeben. Der Takteingang dieses Schifts ist an einen Ausgang eines Sequenzgenerators angeschlossen, der einen binären Zähler 67 mit einer Ausgangsperiode von 16ms umfasst, der von einem Quarz 68 gesteuert wird und an einen zweiten binären Zähler 69 angeschlossen ist. Diese Konfiguration erinnert einem an den Sequenzgenerator der Figur 4 und dient tatsächlich zur Wiedergabe der durch die Verarbeitungseinrichtung ausgesandten Informationen. Der Schift 65 ist derart angeordnet, dass er die Eingangsimpulse entsprechend ihrer Dauer sortiert. Beim Fehlen von Impulsen wird dieser Schift auf 0 gehalten. Wenn ein Impuls erscheint, kippen die verschiedenen Stufen des Schifts der Reihe nach, solange der Impuls aufrechterhalten wird. Wenn der Impuls 0,5ms oder länger dauert, geht der Ausgang 0,5ms auf 1 über. Dieser Ausgang ist über einen Kondensator 70 an einen Synchronisationseingang des Zählers 67 angeschlossen, um den Ausgang dieses phasengleichen Zählers mit den kurzen Impulsen von 0,Sms zu synchronisieren, welche für die O-Folge und 1- Folge der durch die Verarbeitungseinrichtung ausgesandten Informationen repräsentativ sind. Wenn der Impuls 4ms oder länger dauert, geht der Ausgang 4ms des Schifts 65 auf 1 über. Dieser Ausgang ist über einen Kondensator 71 an einen Synchronisationseingang des Zählers 69 angeschlossen, um den Ausgang dieses phasengleichen Zählers mit dem Zyklus der durch die Verarbeitungseinrichtung ausgesandten Impulsfolgen zu synchronisieren. Wenn man diese Impulsfolgen korrekt empfängt, kann man somit sagen, dass der Sequenzgenerator der Anzeigeeinrichtung in synchroner Weise mit dem Sequenzgenerator der Verarbeitungseinrichtung funktioniert, und es ist somit möglich, die kurzen Impulse in Abhängigkeit von ihrer Verteilung in Bezug auf die Zeit zu sortieren. Es soll festgehalten werden, dass, wenn die Synchronisation mal erstellt ist, dieselbe wegen der Präzision der diese beiden Generatoren steuernden Quarze sogar während einer momentanen Unterbrechung der Funkverbindung aufrechterhalten wird.
Um die kurzen Impulse zu sortieren, werden dieselben an den Eingang einer Demultiplex-Schaltung 8/1 72 angeschlossen, dessen Wähleingänge an die Ausgänge Q3, Q4 und Q5 des Zählers 69 angeschlossen sind. Die Demultiplex-Schaltung 72 ermöglicht es, die Impulsfolge in sechs Abschnitte mit acht Impulsen zu schneiden. Warum denn Abschnitte mit acht Impulsen, wo doch die Impulsfolge normalerweise von 24 Impulsen gebildet wird, die sechs Gruppen von vier Bits darstellen? Man muss sich daran erinnern, dass jedes Bit zwei Impulsmöglichkeiten bietet, wovon eine dem Zustand 0 und die andere dem Zustand 1 entspricht. Somit, wenn man von Abschnitten mit acht Impulsen redet, handelt es sich um acht potentiell mögliche Impulse. Im Falle einer normalen binären Information hat man in Wirklichkeit nur vier Impulse, da man nicht gleichzeitig eine 0 und eine 1 für ein gleiches Bit haben kann. Indem man jedoch die ENABLE-Funktion der Figur 4 verwendet, kann die Anzahl von Impulsen auf 0 abfallen, oder sie kann auf acht pro Abschnitt übergehen, wenn man die Funktion ENABLE INVERS verwendet.
Um die Erklärung zu erleichtern, beschreiben wir nun die Art und Weise, wie einer dieser Abschnitte von acht potentiellen Impulsen sortiert wird, wobei zu verstehen ist, dass dieselbe Anordnung sechsmal wiederholt wird, nämlich einmal für jeden Abschnitt. Der erste Ausgang der Demultiplex-Schaltung 72 ist an den Eingang einer zweiten Demultiplex-Schaltung 8/1 73 angeschlossen, dessen Wähleingänge an die Ausgänge Q0, Q1 und Q2 des Zählers 69 angeschlossen sind. Somit ist jeder Abschnitt von acht potentiellen Impulsen in acht Zeitabschnitte eingeteilt, was ermöglicht, jeden Impuls in Abhängigkeit von der Reihenfolge des Eintreffens zu einem unterschiedlichen Ausgang zu lenken. Die acht Ausgänge der Demultiplex-Schaltung 73 sind an acht Set-Eingänge einer Gruppe von R/S-Latches 74 angeschlossen, deren Ausgänge an acht Eingänge D einer Gruppe von D-Latches 75 angeschlossen sind. Am Übertragungszyklusanfang werden die R/S-Latches 74 auf 0 zurückgestellt, und zwar durch den Synchronisationsimpuls, der durch den Kondensator 71 abgegeben wird, welcher an den Reset-Eingang dieser Latches angeschlossen ist. Diese R/S-Latches gehen dann auf 1 über, falls ein Impuls im für sie vorgesehenen Zeitabschnitt erscheint. Am Ende der Impulsfolge gibt die Verteilung der R/S-Latches, die auf 0 geblieben sind, und derjenigen, die auf 1 übergegangen sind, die Informationen wieder, die durch die Verarbeitungseinrichtung übertragen worden sind. Der Zustand der R/S-Latches wird am Übertragungszyklusende in den D-Latches gespeichert. Zu diesem Zweck ist der Takteingang dieser D-Latches an den Ausgang Q6 des Zählers 69 angeschlossen. Die Informationen am Ausgang der sechs Gruppen von D-Latches (wovon nur ein einziges dargestellt ist) werden an Verarbeitungsmittel dieser Informationen 76 übermittelt, welche Mittel derart angeordnet sind, dass sie die Anzeige aller Informationen oder einen Teil davon steuern, und dass sie auch andere Funktionen steuern, zum Beispiel dass sie die Dauer des Empfangszyklus in Abhängigkeit von der von der Verarbeitungseinrichtung erhaltenen Information "Periode" modifizieren. Zu diesem Zweck ist ein Ausgang dieser Mittel 76 an die Steuereingänge eines Selektors angeschlossen, der ermöglicht, eine der vier zur Verfügung stehenden Perioden 2, 4, 8 oder 16s zu wählen.
Eines der Hauptprobleme, insbesondere im Bereich der Anzeigevorrichtung, ist schliesslich der Energieverbrauch, der die Autonomie der Einrichtung konditioniert. Nun ist eines der Elemente, das am meisten Energie verbraucht, der Eingangsverstärker, da man ihn in der Klasse A polarisieren muss, um ein gutes Sensibilitätsniveau zu haben. Man benötigt jedoch diesen Verstärker nur während einem sehr kurzen Augenblick, nämlich wenn ein Impuls erscheinen sollte, um zu sehen, ob dieser Impuls vorhanden ist oder nicht. Es ist mittels des sequentiellen Generators möglich, einerseits Fenster von kurzer Dauer zu erzeugen, die mit den zu empfangenden Impulsen synchron sind, und andererseits den Eingangsverstärker nur während der Dauer dieser Fenster in Betrieb zu nehmen. Ein erster an die Ausgänge der Zähler 67 und 69 angeschlossener Schaltkreis 77 ermöglicht es, Fenster zu erzeugen, die mit den kurzen Impulsen von 0,5ms synchron sind. Dieser Schaltkreis 77 verfügt über zwei Ausgänge, wovon einer kurzen Fenstern C und der andere längeren Fenstern L entspricht. Ein zweiter an den Ausgang des Periodenselektors 81 angeschlossener Schaltkreis 78 ermöglicht es, Fenster zu erzeugen, die mit den langen Übertragungszyklusanfangs- Impulsen von 4ms synchron sind. Dieser Schaltkreis 78 verfügt über zwei Ausgänge, wovon einer kurzen Fenstern C und der andere längeren Fenstern L entspricht. Die Ausgänge C und L der Schaltkreise 77 und 78 sind an die Eingänge eines Selektors 2/4 angeschlossen, der ermöglicht, entweder die kurzen Fenster oder die langen Fenster auf Befehl der Verarbeitungsmittel 76 auszuwählen. Diese Verarbeitungsmittel 76 ermöglichen ebenfalls, dass der Eingangsverstärker auf Befehl permanent in Betrieb gehalten wird. Zu diesem Zweck sind die Verarbeitungsmittel 76 an einen Eingang eines ODER- Tors 80 angeschlossen, das an seinen beiden anderen Eingängen die Signale empfängt, die den durch die Schaltkreise 77 und 78 erzeugten Fenstern entsprechen. Der Ausgang des Tors 79 steuert den Transistorschalter 64 und ermöglicht es, auf Befehl der Verarbeitungsmittel der Informationen den Eingangsverstärker permanent oder während kurzen oder langen Fenstern in Betrieb zu nehmen.

Claims

1. Meß- und Anzeigesystem mindestens eines im wesentlichen physiologischen Parameters mittels mindestens eines von einer Person getragenen Sensors (1, 2, 18, 20, 21), der für den Parameter repräsentative Signale liefert, umfassend einerseits eine mit dem Sensor verbundene und mit Meß-, Speicher-, Identifikations- und Kodiermitteln (24) der Signale ausgestattete autonome Verarbeitungseinrichtung (5), welche Kodiermittel derart ausgebildet sind, daß an den Klemmen einer Sendespule (9, 55) binäre Funksignalsequenzen erzeugt werden, von denen eine eine Adresse bildet, die eine Identifikation der sendenden Verarbeitungseinrichtung ermöglicht, während die anderen Sequenzen für jede Meßkategorie und ihr Resultat repräsentativ sind, und andererseits eine von der Verarbeitungseinrichtung separate und mit ihr über drahtlose Kommunikationsmittel verbundene Anzeigeeinrichtung (10), die eine Empfangsspule (16, 60), Verstärkungs- und Formungsmittel (63) von Signalen an den Klemmen der Empfangsspule (16, 60) und Dekodiermittel dieser Signale umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiermittel der Anzeigeeinrichtung (10) einen Sequenzgenerator (77, 78, 79) umfassen, der so ausgebildet ist, daß er Erfassungsfenster öffnet, die synchron mit den von der Verarbeitungseinrichtung (24) abgegebenen Impuls folgen sind, und dass er die binäre Folge von 1 und 0 wiederherstellt, die für Informationen repräsentativ ist, die in Abhängigkeit von der Verteilung der Impulse in den Erfassungsfenstern übertragen werden, und daß die von der Verarbeitungseinrichtung (24) übertragenen Informationen nur dann wiederhergestellt und angezeigt werden, wenn vorab eine bestimmte Adresse identifiziert worden ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsmittel (61) der an den Klemmen der Emfangsspule (60) anstehenden Signale derart ausgebildet sind, daß sie nur während der Dauer der Erfassungsfenster in Betrieb genommen werden, derart, daß der Energieverbrauch reduziert wird.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet&sub1; daß die Identifikationsmittel (32) derart ausgebildet sind, daß sie diese Adresse in aleatorischer Weise mit der Inbetriebnahme der Vorrichtung fixieren.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiermittel der Anzeigeeinrichtung (10) derart ausgebildet sind, daß sie eine Initialisationssequenz begrenzter Dauer erzeugen, die von einem externen Befehl auslösbar ist, welche Sequenz einerseits das Synchronisieren des Sequenzgenerators der Anzeigeeinrichtung (10) mit dem Sequenzgenerator der Verarbeitungseinrichtung (5) so nahe wie möglich ermöglicht und andererseits das Registrieren der Adresse dieser Verarbeitungseinrichtung (5).

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekodiermittel der Anzeigeeinrichtung (10) derart ausgebildet sind, daß sie eine Reinitialisationssequenz begrenzter Dauer erzeugen, wenn der Empfang der Signale unzureichend wird, welche Sequenz die Resynchronisation des Sequenzgenerators der Anzeigeeinrichtung (10) auf den Sequenzgenerator der Verarbeitungseinrichtung (5) entsprechend der vorher registrierten Adresse ermöglicht.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel (20, 21), die Speichermittel und die Identifikationsmittel der Verarbeitungseinrichtung (5) derart ausgebildet sind, daß sie die Meßresultate mehrerer Parameter messen und abspeichern und den betreffenden Parameter in Form eines Binärcodes identifizieren, der über die Kodiermittel in die Funksignalsequenzen an den Klemmen der Sendespule eingefügt wird.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodiermittel (39, 40) derart ausgebildet sind, daß sie in zyklischer Weise an den Klemmen der Sendespule (55) Signalsequenzen erzeugen, die nacheinander jedem der gemessenen, durch ihren entsprechenden Code identifizierten Parameter entsprechen.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel (10) Mittel zum Auswählen des anzuzeigenden Parameters in Reaktion auf einen externen Befehl umfassen, welche Wählmittel derart ausgebildet sind, daß sie sich auf die Funksignalsequenz synchronisieren, die den Code entsprechend dem ausgewählten Parameter umfaßt.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel der Verarbeitungseinrichtung (5) derart ausgebildet sind, daß sie die Periode der Funksignalsequenzen festlegen, die von den Kodiermitteln (39, 40) erzeugt werden, wobei der Wert dieser Periode in Form eines in die Funksignalsequenzen eingefügten Binärcodes repräsentiert wird.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sequenzgenerator der Dekodiermittel der Anzeigeeinrichtung (10) derart ausgebildet ist, daß er die Erfassungsperiode in Abhängigkeit von dem Binärcode, der dieser von den Verarbeitungsmitteln (24) ausgesandten Periode entspricht, anpaßt.

11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (5) Mittel zum Erzeugen von speziellen Reihenfolgen in der Adresse der Anzeigemittel (10) in Form von Binärcodes umfaßt, die über die Kodiermittel in die Funksignalsequenzen an den Klemmen der Sendespule (55) eingefügt sind.

12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (10) in ein allgemeineres System eingefügt ist, welches die von der Verarbeitungseinrichtung (5) übertragenen Informationen verwertet.

13. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Sensor die Abgabe von Signalen, die für einen nicht physiologischen Parameter repräsentativ sind, ermöglicht.

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht physiologischen Parameter unter der Geschwindigkeit und der von dem Benutzer entwickelten Leistung gewählt sind.