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Hintergrund der Erfindung:
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
für ein
Beurteilen bzw. Abschätzen,
ob ein Dehydratationszustand auftritt, indem die bioelektrische
Impedanz eines lebenden Körpers
gemessen wird.
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Stand der Technik:
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Dehydratation
ist ein Zustand, in welchem Wasser in einem lebenden Körper abnormal
reduziert ist, und tritt häufig
im täglichen
Leben auf, wenn eine Person trainiert oder wenn die Temperatur hoch ist,
weil eine Menge von Wasser aus dem Körper durch ein Schwitzen und
eine erhöhte
Körpertemperatur
ausgeschieden wird. Im speziellen sollen ältere Personen dazu neigen,
Dehydratationssymptome zu erleiden. Dies ist deswegen, weil, wenn
man älter wird,
die Größe von Muskeln,
welche Wasser enthalten, abnimmt, die Menge an Urin zunimmt, weil
sich die Funktion der Nieren verschlechtert, und ein Bewußtsein,
durstig zu sein, abnimmt, weil die Sinne abgeschwächt sind.
Ein anderer Grund besteht darin, daß die Menge an Wasser, welche
die Zellen brauchen, abnimmt.
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Wenn
Dehydratationssymptome unbehandelt belassen werden, werden die Dehydratationssymptome
allmählich
schlimmer, bis ein schwerwiegender Dehydratationszustand auftritt.
Für gewöhnlich wird
gesagt, daß,
wenn ein Drittel des Wassers bei einem lebenden Körper verloren
wird, die Körpertemperaturregulierung
gestört
wird. Dies veranlaßt die
Körpertemperatur
anzusteigen, und dann wird Wasser in dem lebenden Körper weiter
verringert. Mit anderen Worten, es wird ein schädlicher Kreislauf geschaffen,
bis schließlich
eine Fieberkrankheit auftritt. Eine Fieberkrankheit enthält Zustände, wie
beispielsweise Hitzekrampf, Wüstensyndrom
und Hitzschlag. Manchmal werden alle Organe im Körper durch die Fieberkrankheit
beeinträchtigt.
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Somit
ist es erwünscht,
daß man
sich in einem frühen
Stadium mit Dehydratationssymptomen befaßt, um das Risiko einer Fieberkrankheit
zu vermeiden. Jedoch sind sich Leute oft nicht der Dehydratationssymptome
in einem frühen
Stadium bewußt, und
somit ist es schwierig für
sie, ihren Dehydratationszustand in einem frühen Stadium nur basierend auf
Selbstkenntnis abzuschätzen
bzw. zu beurteilen. Als eine Folge bleiben die Dehydratationssymptome unbehandelt,
welche Symptome somit allmählich schlimmer
werden, bis sich eine Person schließlich schwindlig oder durstig
fühlt und
somit er/sie begreift, daß er/sie
nicht in einem guten Zustand ist. Es passiert oft, daß er/sie
tatsächlich
in einem bedenklichen Dehydratationszustand zu dem Zeitpunkt ist,
wenn er bzw. sie sich schwindlig fühlt.
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Die
offengelegte Japanische Patentveröffentlichung Nr. Hei 11-318845
offenbart eine Vorrichtung zum Messen der Gesamtmenge an Wasser
in einem Körper,
was somit erlaubt, Dehydratationssymptome, welche einer Person nicht
bewußt
sind, festzustellen bzw. zu detektieren. Diese Vorrichtung bestimmt
leicht die Gesamtmenge an Körperwasser in
einem lebenden Körper
einer Person, indem ein bioelektrischer Im pedanzwert bzw. Wert der
bioelektrischen Impedanz gemessen wird.
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Jedoch
können
in einem Fall, wo diese Vorrichtung verwendet wird, Dehydratationssymptome nicht
detektiert werden, wenn eine Person die Gesamtmenge an Körperwasser
spontan mißt.
Die Person vergißt
oft, die Gesamtmenge an Körperwasser zu
messen, und somit können
Dehydratationssymptome nicht in einem frühen Stadium festgestellt werden.
Im speziellen neigen, wie oben erwähnt, wenn eine Person trainiert
oder wenn die Temperatur hoch ist, oder in dem Fall einer älteren Person
Dehydratationssymptome dazu aufzutreten. Folglich sollte eine Person
spezielle Aufmerksamkeit der Möglichkeit
der Entwicklung von Dehydratationssymptomen schenken. Wenn jedoch
eine Person beim Training ganz in Anspruch genommen ist, kann er/sie
sich nicht zu solchen Zeiten in Folge der Hitze und Feuchtigkeit konzentrieren,
und vergißt
somit, die Gesamtmenge an Körperwasser
zu messen. Was ältere
Leute betrifft, vergessen sie, die Gesamtmenge an Körpermenge
zu messen, weil sie sich aufgrund der Abschwächung ihrer Sinne nicht bewußt sind,
daß sie durstig
sind. Folglich ist es schwierig, Dehyratationssymptome in einem
frühen
Stadium festzustellen.
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Wie
oben erwähnt, ändert sich
ein Wert der bioelektrischen Impedanz, wenn sich die Gesamtmenge
an Körperwasser ändert. Es
ist auch bekannt, daß sich
ein Wert der bioelektrischen Impedanz ändert, wenn sich die Körpertemperatur ändert. D.h.
der Wert der bioelektrischen Impedanz nimmt ab, wenn die Körpertemperatur
ansteigt, und der Wert der bioelektrischen Impedanz steigt an, wenn
die Körpertemperatur
sinkt. Jedoch zieht die herkömmliche
Vorrichtung, welche die Gesamtmenge an Körperwasser basierend auf dem
Wert der bioelektrischen Impedanz berechnet, diese Tatsache nicht
in Betracht, daß sich
der Wert der bioelektrischen Impedanz ändert, wenn die Körpertemperatur
sich ändert.
Somit kann die Vorrichtung die Gesamtmenge an Körperwasser nicht genau bestimmen,
was dazu führt,
daß sie
untauglich ist, den Dehydratationszustand genau abzuschätzen. Beispielsweise
steigt in einem Fall, wo die Gesamtmenge an Körperwasser verringert ist und
die Körpertemperatur
erhöht
ist, und folglich ein Dehydratationszustand festgestellt werden
sollte, der Wert der bioelektrischen Impedanz an, wenn die Gesamtmenge
an Körperwasser
verringert ist, während andererseits
der Wert der bioelektrischen Impedanz abnimmt, weil die Körpertemperatur
erhöht
ist. Folglich kann, wenn der Wert der bioelektrischen Impedanz gemessen
wird, und dann die Gesamtmenge an Körperwasser auf der Basis des
Werts der bioelektrischen Impedanz berechnet wird, um feststellen
bzw. bestimmen zu können,
ob ein Dehydratationszustand aufgetreten ist oder nicht, basierend
auf dieser berechneten Gesamtmenge an Körperwasser, der Dehydratationszustand
nicht festgestellt werden.
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JP2000-23935
offenbart eine Gesundheitsfürsorgevorrichtung,
welche tägliche
Abweichungen in einer Impedanz eines menschlichen Körpers kompensiert,
da sich eine Impedanz eines menschlichen Körpers gemäß den Zeitperioden ändert. Die
Zeitperiode der aktuellen Zeit wird durch ein Aufscheinen bzw. Blinken
einer Zeitperiodemarkierung auf einem Display bzw. einer Anzeige
sichtbar. Indem die Markierung aufscheint, veranlaßt die Vorrichtung
einen Benutzer, eine Körperimpedanz
unter einem besonderen Ereigniszustand zu messen. Somit werden tägliche Abweichungen
in einer Körperimpedanz
gemäß Zeitperioden
ausgeglichen. Die aufscheinende Markierung informiert den Benutzer,
daß eine
Messung einer Körperimpedanz
unter dem besonderen Ereigniszustand durchgeführt wird.
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US 5 788 643 A offenbart
ein Verfahren zum Überwachen
von Patienten mit chronischer dekompensierter Herzinsuffizienz.
Es werden Abschätzungen
vom Gesamtkörperwasser
aus einer Impedanz eines Körpers
erhalten. Weiterhin wird der Hydratationszustand des Patienten bestimmt.
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Es
ist das Ziel bzw. der Gegenstand der Erfindung, eine Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
bereitzustellen, welche eine leichte und bequeme Abschätzung bzw.
Beurteilung eines Dehydratationszustands ermöglicht.
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Dieses
Ziel wird vollbracht, indem eine Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
bereitgestellt wird, die die in Anspruch 1 geoffenbarten Merkmale
aufweist. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Unteransprüchen
definiert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung bereitgestellt,
welche fähig
ist, zu entsprechenden Zeitpunkten und ohne Fehler abzuschätzen bzw.
zu beurteilen, ob im Hinblick auf eine Person ein Dehydratationszustand
auftritt, und einen Dehydratationszustand in einem frühen Stadium
genau zu detektieren.
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Zusammenfassung der Erfindung:
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In
einem Aspekt der Erfindung umfaßt
eine Vorrichtung für
ein Abschätzen
bzw. Beurteilen, ob ein Dehydratationszustand auftritt (im folgenden
eine Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung):
eine Meßvorrichtung
der bioelek trischen Impedanz; eine Dehydratationszustands-Abschätz- bzw. -Beurteilungseinheit;
eine Abschätzergebnis-Anzeigeeinheit; eine
Informationszeit-Bestimmungseinheit; und eine informierende bzw.
Informationsvorrichtung. Die Meßvorrichtung
der bioelektrischen Impedanz führt einen
Wechselstrom zu einem Körper
einer Person zu und mißt
einen bioelektrischen Impedanzwert bzw. einen Wert der bioelektrischen
Impedanz; die Dehydratationszustands-Abschätzeinheit schätzt einen
Dehydratationszustand der Person auf der Basis des gemessenen Werts
der bioelektrischen Impedanz; die Abschätzergebnis-Anzeigeeinheit zeigt
den abgeschätzten
Dehydratationszustand an; die Informationszeit-Bestimmungseinheit
bestimmt eine Informierungs- bzw. Informationszeit; und die Informationsvorrichtung
informiert die Person zu der bestimmten Informationszeit, das es
Zeit ist, die Gesamtmenge an Körperwasser
zu messen.
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Außerdem umfaßt die Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
eine Alterseingabeeinheit. Die Alterseingabeeinheit bekommt ein
Alter einer Person darin eingegeben, wobei die Informationszeit-Bestimmungseinheit
dann die Informationszeit auf der Basis des eingegebenen Alters
bestimmt.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung führt die
Meßvorrichtung
der bioelektrischen Impedanz einen Wechselstrom einer einzigen Frequenz
zu. Alternativ führt
die Meßvorrichtung
der bioelektrischen Impedanz eine Mehrzahl von Wechselströmen von
verschiedenen Frequenzen der Person zu.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
die Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
eine Meßvorrichtung
der Körpertemperatur.
Die Meßvorrichtung
der Körpertemperatur
mißt eine
Körpertemperatur
des Subjekts bzw. der Person, und die Dehydratationszustands-Abschätzeinheit
zieht die gemessene Körpertemperatur
in Betracht und schätzt
dann einen Dehydratationszustand der Person auf der Basis des gemessenen Werts
der bioelektrischen Impedanz ab.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
die Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
eine Aktions- bzw.
Tätigkeitsniveau-Eingabeeinheit.
Die Tätigkeitsniveau-Eingabeeinheit bekommt
ein Aktions-Tätigkeitsniveau
der Person darin eingegeben bzw. wobei die Informationszeit-Bestimmungseinheit
dann eine Informationszeit auf der Basis des eingegebenen Aktionsniveaus
bestimmt.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
die Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
eine Temperaturmeßvorrichtung.
Die Temperaturmeßvorrichtung
mißt eine
Temperatur und die Informationszeit-Bestimmungseinheit bestimmt
dann eine Informationszeit basierend auf der gemessenen Temperatur.
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Die
Informationszeit-Bestimmungseinheit bestimmt die Informationszeit
auf der Basis irgendeiner Kombination des Alters der Peron, des
Tätigkeitsniveaus
und der Temperatur.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung mißt
die Temperaturmeßvorrichtung
die Temperatur nochmals wenigstens einmal in einer Periode zwischen
der Zeit, zu der die Informationszeit bestimmt wird, und der bestimmten
Informationszeit, wobei die die Informationszeit bestimmende Einheit dann
eine andere Informierungs- bzw. Informationszeit nochmals basierend
auf der nochmals gemessenen Temperatur bestimmt.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
die Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
eine Feuchtigkeits-Meßvorrichtung.
Die Informationszeit-Bestimmungseinheit bestimmt eine Informationszeit
auf der Basis der gemessenen Temperatur und Feuchtigkeit.
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Andere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung von einigen bevorzugten Ausführungsformen verständlich,
welche in begleitenden Zeichnungen gezeigt sind:
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung,
die in 1 gezeigt ist;
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3 ist
ein Flußdiagramm,
welches einen Aktionsfluß der
Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
von 1 illustriert; und
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4 illustriert
die richtige Anordnung der Hände
einer Person bzw. eines Subjekts, wenn die Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
von 1 verwendet wird.
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Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen:
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1 illustriert
bedeutende bzw. Hauptkomponenten einer Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt,
umfaßt
die Dehydratationszustands-Beurteilungs- bzw. -Abschätzvorrichtung 1 einen
Mikrocomputer 2, der eine CPU, ROM, RAM, einen Zeitgeber
und I/O-Anschluß bzw.
-Port aufweist. Die CPU steuert bzw. regelt Messungen und Abschätzungen
bzw. Beurteilungen, und be- bzw. verarbeitet die Meßdaten.
Das ROM speichert Programme und einige Parameter für eine Steuerung
bzw. Regelung und Berechnungsvorgänge. Das RAM speichert temporär die Ergebnisse
von Vorgängen,
die Programme, die von externen Vorrichtungen hergeleitet sind,
ausgewählte
Parameter und dgl.
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Die
Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung 1 umfaßt weiterhin
ein Display bzw. eine Anzeige 3, einen Tastenschalter 4,
der aus Tastenschaltern 4A bis 4E besteht (siehe 2),
ein externes Eingabe-Ausgabe-Interface 5, einen nicht-flüchtigen Hilfsspeicher 6.
Die Anzeige 3 zeigt Daten, die durch den Tastenschalter 4 eingegeben
werden, einen Fortschritt, der in den Messungen gemacht wurde, und
Abschätzungsergebnisse
an. Der Tastenschalter 4 gibt Instruktionen bzw. Anweisungen
für ein
Steuern bzw. Regeln der vorliegenden Vorrichtung und persönliche Angaben
ein, die erforderlich sind, um Messungen zu machen bzw. durchzuführen, und wählt persönliche Angaben
aus, die im Hilfsspeicher 6 gespeichert sind. Das externe
Eingabe-Ausgabe-Interface 5 erlaubt
es, daß Abschätzungsergebnisse
zu externen Vorrichtungen übertragen
werden, und umgekehrt erlaubt es, daß Instruktionen für ein Steuern
bzw. Regeln der Vorrichtung und einige Parameter und dgl. von externen
Vorrichtungen zugeführt
werden. Die persönlichen
Angaben und Parameter betreffend die Messung, die durch den Tastenschalter 4 eingegeben
wurden, werden im Hilfsspeicher 6 gespeichert. Die im Speicher
gespeicherten Daten können
ausgelesen und aktualisiert werden.
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Die
Vorrichtung 1 umfaßt
weiterhin eine Filterschaltung 7, eine AC- bzw. Wechselstrom-Ausgabeschaltung 8,
einen Referenz- bzw. Bezugswiderstand 9, eine Meßstrom-Zufuhrelektrode 10 und
eine Meßstrom-Zufuhrelektrode 11.
Die Fil terschaltung 7 verwandelt Wellenformen in Signale,
die an einem lebenden Körper
anzuwenden bzw. anzulegen sind. Die AC-Stromausgabeschaltung 8 modifiziert
die Signale, die von der Filterschaltung 7 ausgegeben werden,
auf einen vorbestimmten effektiven Wert. Die Meßstrom-Zufuhrelektrode 10 ist
mit einem Ausgabe- bzw. Ausgangsanschluß der AC-Stromausgangsschaltung 8 über den
Bezugswiderstand 9 verbunden. Die Meßstrom-Zufuhrelektrode 11 ist
mit dem anderen Ausgangsanschluß der
AC-Stromausgangsschaltung 8 verbunden. So wird ein AC-Strom bzw.
Wechselstrom durch die Meßstrom-Zufuhrelektroden 10 und 11 angelegt.
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Die
Vorrichtung 1 umfaßt
weiterhin einen Differentialverstärker 12, Spannungsmeßelektroden 13 und 14,
und einen Differentialverstärker 15.
Der Differentialverstärker 12 detektiert
einen Spannungsunterschied zwischen einem Anschluß und dem
anderen Anschluß des
Bezugswiderstands 9, um einen Strom zu detektieren, der
in den Körper
des Subjekts bzw. der Person fließt bzw. strömt. Die Spannungsmeßelektroden 13 und 14 detektieren
eine Spannung an zwei Punkten am Subjekt bzw. an der Person. Der Differentialverstärker 15 ist
mit den Spannungsmeßelektroden 13 und 14 verbunden,
um einen Spannungsunterschied zwischen diesen Elektroden zu detektieren.
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Die
Vorrichtung 1 umfaßt
weiterhin einen Temperatursensor 16, einen Verstärker 17,
einen Körpertemperatursensor 18 und
einen Verstärker 19. Der
Temperatursensor 16 detektiert eine Außentemperatur. Der Verstärker 17 verstärkt einen
Ausgang bzw. eine Ausgabe des Temperatursensors 16. Der Körpertemperatursensor 18 weist
einen Thermistor und dgl. auf, um eine Körpertemperatur des Subjekts bzw.
der Person zu messen. Der Verstärker 19 verstärkt eine
Ausgabe des Körpertemperatursensors 18.
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Die
Vorrichtung 1 umfaßt
weiterhin eine Schaltvorrichtung 20, einen A/D-Wandler 21,
eine Zeitgeberschaltung 22 und einen Alarm 23.
Die Schaltvorrichtung 20 gibt eine ausgewählte der
Ausgaben der Verstärker 12, 15, 17 und 19 basierend
auf der Steuerung bzw. Regelung des Mikrocomputers 2 ab.
Der A/D-Wandler 21 wandelt analoge Signale, die aus dem
A/D-Wandler 21 ausgegeben wurden, in digitale Signale um
und gibt sie dann an den Mikrocomputer 2 aus. Die Zeitgeberschaltung 22 steuert
bzw. regelt die Zeit für
ein Informieren der Person. Die Alarmvorrichtung bzw. der Alarm 23 erzeugt
einen Laut bzw. Ton zur Informierungs- bzw. Informationszeit.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung,
die in 1 gezeigt ist. Wie in 2 gezeigt,
umfaßt
die Vorrichtung 1 ein Gehäuse 24, welches im
wesentlichen eine kastenförmige
Gestalt aufweist. Die Spannungsmeßelektroden 13 und 14 und
die Meßstrom-Zufuhrelektroden 10 und 11 sind
angeordnet, um jeweils voneinander am Umfang des Gehäuses 24 beabstandet
zu sein. D.h., die Meßstrom-Zufuhrelektroden 10 und 11 sind
an einer linken rückwärtigen Einheit
bzw. rechten rückwärtigen Einheit
des Gehäuses 24 angeordnet.
Die Spannungsmeßelektroden 13 und 14 sind
an einer linken vorderen Einheit bzw. rechten vorderen Einheit des
Gehäuses 24 angeordnet.
Der Temperatursensor 16 ist an einer Oberseite des Gehäuses 24 angeordnet,
und die Anzeige 3, der Körpertemperatursensor 18 und
der Tastenschalter 4 sind an der Vorderseite des Gehäuses 24 angeordnet.
Der Tastenschalter 4 besteht aus einem Leistungsschalter 4A,
einer Auf-Taste 4B, einer Ab- Taste 4C, einem Einstellschalter 4D und
einer Meßtaste 4E.
Die Stromversorgung wird durch ein Drücken des Versorgungs- bzw. Leistungsschalters 4A ein-
und ausgeschaltet. Die Auf-Taste 4B und
die Ab-Taste 4C dienen für ein Auswählen von numerischen bzw. Zahlenwerten
für ein
Eingeben von persönlichen
Angaben bzw. Eigenschaften. Der Einstellschalter 4D dient
für ein
Schalten der Vorrichtung 1 auf einen Einstellmodus und
ein Eingeben von Werten, die durch die Aufwärts- bzw. Auf-Taste 4B und die
Abwärts-
bzw. Ab-Taste 4C ausgewählt
werden. Die Meßtaste 4E dient
für ein
Befehlen des Starts eines Messens.
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Nun
wird die Arbeitsweise der Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
beschrieben. 3 zeigt ein Flußdiagramm,
das eine Reihe von Vorgängen
illustriert, die durchgeführt
werden, um den Dehydratationszustand zu messen. 4 illustriert
die Anordnung von Händen
eines Subjekts, wenn die Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung
von 1 verwendet wird.
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Wenn
die Person den Leistungsschalter 4A niederdrückt, beginnt
die Vorrichtung 1 zu arbeiten (Schritt 1) und dann wird
die Vorrichtung 1 initialisiert (Schritt 2). Dann wechselt
die Vorrichtung 1 zu einem Warte- bzw. Standby-Zustand,
und wartet, daß der Einstellschalter 4D oder
die Meßtaste 4E niedergedrückt wird
(Schritt 3). Wenn der Einstellschalter 4D niedergedrückt wird,
wird die Vorrichtung 1 zum Einstellmodus geändert (Schritt
4). Dann gibt die Person persönliche
Angaben, enthaltend Größe, Körpergewicht,
Alter und Geschlecht durch ein Niederdrücken der Auf-Taste 4B,
der Ab-Taste 4C und des Einstellschalters 4D ein,
und dann speichert die Vorrichtung 1 diese eingegebenen
persönlichen
Angaben im Hilfsspeicher 6 (Schritt 5).
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Dann
wird die Vorrichtung 1 zu einem Meßmodus geändert. Wie in 4 gezeigt,
bringt die Person ihre Fingerwurzel des rechten Daumens in Kontakt
mit dem Körpertemperatursensor 18,
kontaktiert ihre anderen Finger mit den Meßstrom-Zufuhrelektroden 10 und 11 und
kontaktiert ihre Handflächen
mit den Spannungsmeßelektroden 13 und 14.
Die Person hält
die Vorrichtung 1 in einer solchen Weise und drückt dann
die Meßtaste 4E nieder.
Wenn die Meßtaste 4E niedergedrückt ist
bzw. wird, beginnt die Vorrichtung 1, eine bioelektrische
Impedanz des Subjekts bzw. der Person zu messen.
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Wechselstromsignale
werden von dem Mikrocomputer 2 zur Filterschaltung 7 basierend
auf Messungsparametern gerichtet. Diese Parameter sind in dem ROM
im Mikrocomputer 2 vorgespeichert. Die Filterschaltung 7 stellt
die Wellenform des Wechselstroms ein, der an einen lebenden Körper anzulegen
ist. Die Ausgabe der Filterschaltung 7 wird zu der Wechselstrom-Ausgabeschaltung 8 gerichtet. Die
Wechselstrom-Ausgabeschaltung 8 modifiziert den Wechselstrom
auf einen vorbestimmten effektiven Wert. Ein Ausgabe- bzw. Ausgangsanschluß der Wechselstrom-Ausgabeschaltung 8 ist
mit der Meßstrom-Zufuhrelektrode 10 über den
Bezugswiderstand 9 verbunden. Der andere Ausgangsanschluß der Wechselstrom-Ausgabeschaltung 8 ist
mit der Meßstrom-Zufuhrelektrode 11 verbunden.
So wird Wechselstrom durch die Meßstrom-Zufuhrelektroden 10 und 11 an
das Subjekt angelegt.
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Die
Potentiale der beiden Anschlüsse
des Bezugswiderstands 9 werden durch den Differentialverstärker 12 detektiert
bzw. festgestellt. Der Differentialverstärker 12 gibt Potentialdifferenzwerte
zwischen einem Anschluß und
dem anderen Anschluß des
Bezugswiderstands 9 aus, um einen Strom zu detektieren,
der in dem Körper
des Subjekts fließt. Andererseits
werden die Spannungen von zwei Punkten am Subjekt durch die Spannungsmeßelektroden 13 und 14 detektiert
und dann dem Differentialverstärker 15 zugeführt. Der
Differentialverstärker 15 gibt
Potentialdifferenzwerte zwischen den zwei Punkten des Subjekts aus.
Die Potentialdifferenzwerte von den Differentialverstärkern 12 und 15 werden durch
die Schaltvorrichtung 20 basierend auf den Regel- bzw.
Steuersignalen umgeschaltet, die durch den Mikrocomputer 2 zugeführt werden,
und dann werden diese Werte dem A/D-Wandler 21 zugeführt. Der
A/D-Wandler 21 wandelt die zugeführten analogen Werte in digitale
Werte um. Die Ausgabe des A/D-Wandlers 21 wird dann dem
Mikrocomputer 2 zugeführt.
Der Mikrocomputer 2 ermittelt den Wert der bioelektrischen
Impedanz basierend auf diesen digitalen Werten.
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Nachdem
der Wert der bioelektrischen Impedanz gemessen worden ist, bestimmt
die Vorrichtung 1 die Gesamtmenge an Körperwasser des Subjekts durch
ein bekanntes Verfahren basierend auf dem Wert der gemessenen bioelektrischen
Impedanz und der im Hilfsspeicher 6 gespeicherten persönlichen Angaben.
Zum Zeitpunkt, wo der Wert der bioelektrischen Impedanz gemessen
wird, mißt
die Vorrichtung 1 die Körpertemperatur
des Subjekts durch den Körpertemperatursensor 18.
D.h. der Wert, der durch den Körpertemperatursensor 18 detektiert
und zugeführt
wird, wird durch den Verstärker 19 verstärkt und die
Ausgabe des Verstärkers 19 wird
dann durch die Schaltvorrichtung 20 basierend auf den Regel-
bzw. Steuersignalen von dem Mikrocomputer 2 umgeschaltet,
und dem A/D-Wandler 21 zugeführt. Der A/D-Wandler 21 wandelt
den zugeführten
analogen Wert in einen digitalen Wert um. Die Ausgabe des A/D-Wandlers 21 wird
dem Mikro computer 2 zugeführt. Der Mikrocomputer 2 bestimmt
die Körpertemperatur
der Person auf der Basis des zugeführten digitalen Werts.
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Die
Gesamtmenge an Körperwasser,
die durch die obigen Schritte bestimmt wurde, wird als ein Referenz-
bzw. Bezugswert verwendet, wenn in einem späteren Schritt abgeschätzt wird,
ob ein Dehydratationszustand auftritt. Somit wird die Messung in
diesem Schritt vorzugsweise gemacht, wenn der Körperzustand des Subjekts normal
ist, beispielsweise das Subjekt kein Fieber hat, und zu einem Zeitpunkt,
wenn das Subjekt mit normalen Aktivitäten beschäftigt ist, d.h. nicht unmittelbar
nach einem Training oder einem Aufstehen (Schritt 6).
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Die
festgestellte Gesamtmenge an Körperwasser
und die Körpertemperatur
werden als Bezugswerte im Hilfsspeicher 6 gespeichert.
Nachfolgend wird auf diese Gesamtmenge an Körperwasser als eine Bezugsgesamtmenge
an Körperwasser
Bezug genommen, und auf diese Körpertemperatur wird
als eine Bezugskörpertemperatur
Bezug genommen (Schritt 7). Danach wechselt die Vorrichtung 1 wiederum
zum Standby-Zustand (Schritt 3).
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Wenn
die Einstelltaste 4D in Schritt 4 nicht niedergedrückt ist
bzw. wird und die Meßtaste 4E in Schritt
8 nicht niedergedrückt
wird bzw. ist, verbleibt die Vorrichtung 1 im Standby-Zustand
(Schritt 3). Wenn die Meßtaste 4E in
Schritt 8 niedergedrückt wird
bzw. ist, stellt die Vorrichtung 1 fest, ob die Bezugsgesamtmenge
an Körperwasser,
die Bezugskörpertemperatur
und die persönlichen
Angaben im Hilfsspeicher 6 gespeichert sind (Schritt 9).
Wenn diese Werte nicht gespeichert sind, wechselt die Vorrichtung 1 zum
Einstellmodus (Schritt 5).
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Andererseits
zeigt, wenn diese Werte gespeichert sind, die Vorrichtung 1 die
persönlichen
Angaben an der Anzeige 3 für eine vorbestimmte Zeit an und
zeigt danach eine Liste von Aktions- bzw. Tätigkeitsniveaus anstelle der
persönlichen
Angaben an der Anzeige 3 an. Die Aktions- bzw. Tätigkeitsniveaus
repräsentieren
Lebenszustände
einer Person, wie beispielsweise einen Trainingszustand, wo ein hohes
Niveau an Energie erforderlich ist, einen Normalzustand, wo ein
normales Niveau an Energie erforderlich ist, und einen Schlafzustand,
wo ein niedriges Niveau an Energie erforderlich ist. Durch Niederdrücken der
Auf-Taste 4B, der Ab-Taste 4C und
der Einstelltaste 4D wählt
die Person ein Aktions- bzw. Tätigkeitsniveau
und gibt es ein, an dem sie während der
Zeit sein wird, zu der sie den Dehydratationszustand unter Verwendung
der Vorrichtung 1 steuert bzw. regelt. Wenn die Person
ein Aktionsniveau bzw. Tätigkeitsniveau
auswählt,
welches den Trainingszustand repräsentiert, dann zeigt die Vorrichtung 1 eine Liste
von verschiedenen Sportarten, wie beispielsweise Gehen, Laufen,
Radfahren und Golf an der Anzeige 3 an. Durch ein Niederdrücken der
Auf-Taste 4B, der Ab-Taste 4C und der Einstelltaste 4D wählt die
Person aus und die Art von Sport gibt sie ein, den sie während der
Zeit betreibt, wo sie den Dehydratationszustand unter Verwendung
der Vorrichtung 1 regelt bzw. steuert. Das eingegebene
Aktions- bzw. Tätigkeitsniveau
wird dann im Hilfsspeicher 6 gespeichert (Schritt 10).
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Dann
mißt die
Vorrichtung 1 die Außentemperatur
durch den Temperatursensor 16. D.h. vom Temperatursensor 16 erhaltene analoge
Werte werden im Verstärker 17 verstärkt, die
Ausgabe des Verstärkers 17 wird
durch die Schaltvorrichtung 20 basierend auf den Regel-
bzw. Steuersignalen aus dem Mikrocomputer 2 umgeschaltet,
und diese Ausgabe wird dem A/D-Wandler 21 zugeführt. Der
A/D-Wandler 21 wandelt die eingegebenen analogen Werte
in digitale Werte um, wobei die Ausgabe des Wandlers dem Mikrocomputer 2 zugeführt wird.
Der Mikrocomputer 2 bestimmt die Außentemperatur basierend auf den
zugeführten
digitalen Werten. Die so bestimmte Temperatur wird im RAM im Mikrocomputer 2 gespeichert.
Nachfolgend wird auf diese Temperatur als die Bezugstemperatur Bezug
genommen (Schritt 11).
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Als
nächstes
bestimmt die Vorrichtung 1 die Informierungs- bzw. Informationszeit.
Die Informationszeit ist die Zeit, wann die Vorrichtung 1 die
Person benachrichtigen soll, daß es
Zeit für
sie ist, ihren Zustand zu prüfen,
um abzuschätzen
bzw. zu beurteilen, ob sie dehydratatisiert ist. Die Informationszeit kann
zu der gleichen Zeit sein wie die Prüfung stattfinden soll, oder
sie kann ein wenig früher
sein als der Zeitpunkt, wo die Prüfung stattfinden soll, so daß sie Zeit
hat, um sich für
die Prüfung
bzw. Überprüfung vorzubereiten.
Die Informationszeit sollte basierend auf der Zeit bestimmt werden,
wo die nächste
Prüfung
stattfinden soll. Die Zeit, wo die nächste Prüfung stattfinden soll, wird
vorzugsweise nach einem Berücksichtigen
von Faktoren bestimmt, welche eine Dehydratation verursachen, wie
beispielsweise Alter, Tätigkeitsniveau
und Temperatur.
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Somit
wird in der vorliegenden Ausführungsform
die Informationszeit basierend auf dem bei Schritt 5 eingegebenen
Alter, dem bei Schritt 10 eingegebenen Tätigkeitsniveau und der bei
Schritt 11 bestimmten Temperatur bestimmt. Wenn die Person ältlich ist,
eine Bewegung bzw. Übung
im Tätigkeitsniveau
stark ist, oder die Temperatur hoch ist, wird ein Dehydratationszustand
wahrscheinlich auftreten, und somit wird die Informationszeit auf
eine kurze Zeit eingestellt. Die so bestimmte Informationszeit wird
im RAM gespeichert (Schritt 12).
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Nachdem
die Informationszeit eingestellt worden ist, wechselt die Vorrichtung 1 zum
Meßmodus,
und wie im obigen Abschnitt über
Schritt 6 erklärt,
mißt,
wenn die Meßtaste 4E niedergedrückt ist, die
Vorrichtung 1 den Wert der bioelektrischen Impedanz und
eine Körpertemperatur.
Dann korrigiert die Vorrichtung 1 den Wert der bioelektrischen
Impedanz basierend auf der gemessenen Körpertemperatur unter Verwendung
der Bezugskörpertemperatur
und einer vorbestimmten Korrekturgleichung, die im Hilfsspeicher 6 gespeichert
ist. D.h. der Wert der bioelektrischen Impedanz wird korrigiert,
so daß eine Änderung
im Wert der bioelektrischen Impedanz basierend auf der Änderung
in der Körpertemperatur
annulliert bzw. aufgehoben wird. Im folgenden wird auf den auf diese
Weise korrigierten Wert der bioelektrischen Impedanz als "der durch die Körpertemperatur korrigierte
Wert der bioelektrischen Impedanz" Bezug genommen. Als nächstes bestimmt
die Vorrichtung 1 durch ein bekanntes Verfahren die Gesamtmenge
an Körperwasser
basierend auf "dem
durch die Körpertemperatur
korrigierten Wert der bioelektrischen Impedanz" und den persönlichen Angaben, die bei Schritt
5 eingegeben worden sind. Nachfolgend wird auf die Gesamtmenge an
Körperwasser, die
auf der Basis "des
durch die Körpertemperatur korrigierten
Werts der bioelektrischen Impedanz" bestimmt wurde, als "die durch die Körpertemperatur korrigierte
Gesamtmenge an Körperwasser" Bezug genommen (Schritt
13).
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Als
nächstes
vergleicht die Vorrichtung 1 "die um bzw. durch die Körpertemperatur
korrigierte Gesamtmenge an Körperwasser" und das im Hilfsspeicher 6 gespeicherte
Bezugkörperwasser
und schätzt ab
bzw. beurteilt, ob der Dehydratationszustand zum Zeitpunkt eines
Messens auftritt, in Schritt 13. Diese Bestimmung basiert beispielsweise
auf dem Verhältnis
der korrigierten Gesamtmenge an Körperwasser zum Bezugskörperwasser.
Wenn dieses Verhältnis im
wesentlichen 1 ist, wird beurteilt, daß ein Dehydratationszustand
nicht auftritt (Schritt 14), und es wird somit an der Anzeige 3 (Schritt
15) gezeigt, daß der Zustand
der Person gut ist. Wenn das obige Verhältnis klein ist, wird beurteilt,
daß der
Dehydratationszustand auftritt (Schritt 14), und somit wird an der
Anzeige 3 (Schritt 16) gezeigt, daß der Dehydratationszustand
auftritt.
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Nach
Fertigstellung der Abschätzung,
ob der Dehydratationszustand auftritt, beginnt die Vorrichtung 1,
durch die Zeitgeberschaltung 22 die Informationszeit zu
messen (Schritt 17), die im RAM im Mikrocomputer 2 gespeichert
ist, und mißt
die Temperatur, wie dies in Abschnitt von Schritt 11 erklärt ist (Schritt
18). Die Vorrichtung 1 vergleicht die gemessene Temperatur
und die im RAM gespeicherte Bezugstemperatur (Schritt 19). Wenn
die gemessene Temperatur um mehr als einen vorgegebenen bzw. vorbestimmten
Wert über
der Bezugstemperatur erhöht
ist, aktualisiert die Vorrichtung 1 die Informationszeit,
die im RAM gespeichert ist, und stellt sie auf eine kürzere Zeit
ein (Schritt 20).
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Die
Vorrichtung 1 beurteilt, ob die Informationszeit, die durch
die Zeitgeberschaltung 22 gemessen wird, vergangen bzw.
verstrichen ist (Schritt 21), und wenn die Informationszeit vergangen
ist, aktiviert die Vorrichtung 1 den Alarm 23,
um die Person aufzufordern zu prüfen,
ob der Dehydratationszustand auftritt (Schritt 22). Danach wird
die Vorrichtung 1 wieder auf den Meßmodus geändert und wiederholt die Messung
des Werts der bioelektrischen Impedanz und der Körpertemperatur. Auf diese Weise wird
die Person wiederholt aufgefordert, der Prüfung Aufmerksamkeit zu schenken,
ob der Dehydratationszustand auftritt, und somit prüft die Person
wiederholt in geeigneten Intervallen, ob der Dehydratationszustand
auftritt, was somit der Person ermöglicht, in einem frühen Stadium
genau abzuschätzen,
ob der Dehydratationszustand auftritt (Schritt 13).
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Wenn
die Informationszeit in Schritt 21 nicht vergangen ist, beurteilt
andererseits die Vorrichtung, ob der Leistungsschalter 4A niedergedrückt ist (Schritt
23). Wenn der Leistungsschalter 4A niedergedrückt ist,
schaltet die Vorrichtung 1 den Strom ab und stoppt den
Betrieb. Wenn der Leistungsschalter nicht niedergedrückt ist,
setzt die Vorrichtung 1 fort, die Temperatur zu messen
(Schritt 18). Auf diese Weise werden die Schritte 18 bis 23 wiederholt,
bis die Informationszeit vergangen ist, und die Informationszeit
wird bestimmt und aktualisiert, nachdem die Änderung in der Temperatur in
Betracht gezogen wurde. Somit kann die Informationszeit eingestellt werden,
um die Person aufzufordern, in geeigneteren Intervallen einem Prüfen Aufmerksamkeit
zu schenken, ob der Dehydratationszustand auftritt.
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Obwohl
eine bevorzugte Ausführungsform der
Dehydratationszustands-Abschätzvorrichtung der
vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden ist, ist die vorliegende
Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt.
In dieser Aus führungsform
wird die Gesamtmenge an Körperwasser
basierend auf dem Wert der bioelektrischen Impedanz bestimmt und
es wird basierend auf der Gesamtmenge an Körperwasser abgeschätzt, ob
der Dehydratationszustand auftritt. Es können jedoch andere Werte aus
dem Wert der bioelektrischen Impedanz abgeleitet werden, wie beispielsweise
andere Werte, enthaltend intra-zelluläres Wasser, extra-zelluläres Wasser, ein
Verhältnis
dieser Wässer,
elektrischer Widerstand von intra-zellulärem Wasser und extra-zellulärem Wasser,
elektrischer Widerstand von intra-zellulärem Wasser, elektrischer Widerstand
von extra-zellulärem
Wasser, und ein Verhältnis
dieser Widerstände.
Diese anderen Werte können
verwendet werden, um den Dehydratationszustand abzuschätzen.
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Andererseits
ist der Wert der bioelektrischen Impedanz in dem Dehydratationszustand
erhöht.
Somit kann unter Verwendung dieser Beziehung zwischen dem Dehydratationszustand
und dem Wert der bioelektrischen Impedanz, die vorliegende Erfindung den
Dehydratationszustand basierend auf dem Wert der bioelektrischen
Impedanz selbst abschätzen.
In diesem Fall ist es nicht notwendig, die Gesamtmenge an Körperwasser
basierend auf dem Wert der bioelektrischen Impedanz zu berechnen,
und somit ist es nicht notwendig, persönliche Angaben, wie beispielsweise
Größe, Körpergewicht,
Geschlecht und Alter einzugeben. Als eine Folge ist es einfach,
die vorliegende Vorrichtung handzuhaben bzw. zu betreiben. Somit
kann die vorliegende Erfindung abschätzen, ob der Dehydratationszustand
auftritt, basierend auf der Gesamtmenge an Körperwasser, die aus dem Wert
der bioelektrischen Impedanz bestimmt wird, und auch abschätzen, ob
der Dehydratationszustand auftritt, basierend auf dem Wert der bioelektrischen Impedanz
selbst.
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Der
Dehydratationszustand steht mit einem Puls bzw. Pulsschlag der Person
im Zusammenhang insofern, daß,
wenn der Dehydratationszustand auftritt, die Viskosität von Blut
ansteigt und als ein Ergebnis der Pulsschlag rasch ansteigt. Somit
kann die vorliegende Vorrichtung mit Mitteln zum Messen des Pulsschlags
ausgestattet bzw. versehen werden. Die vorliegende Vorrichtung kann
den Dehydratationszustand basierend auf dem Pulsschlag ebenso gut
wie auf dem Wert der bioelektrischen Impedanz unter der Verwendung
der Beziehung zwischen dem Dehydratationszustand und dem Pulsschlag
abschätzen
bzw. beurteilen.
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Wenn
der Dehydratationszustand auftritt, steigt die Körpertemperatur an. Somit kann
die Vorrichtung den Dehydratationszustand basierend auf der Körpertemperatur
ebenso gut wie auf dem Wert der bioelektrischen Impedanz unter Verwendung
der Beziehung zwischen dem Dehydratationszustand und der Körpertemperatur
abschätzen.
Weiterhin kann die Vorrichtung den Dehydratationszustand basierend
auf allen der oben genannten Faktoren abschätzen, nämlich dem Wert der bioelektrischen
Impedanz, dem Pulsschlag und der Körpertemperatur, was in einer
präziseren
Messung resultiert.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wird der Wert der bioelektrischen Impedanz unter Verwendung eines
Wechselstroms einer einzigen Frequenz gemessen. Jedoch kann der
Wert der bioelektrischen Impedanz unter Verwendung einer Mehrzahl
von Wechselströmen
von verschiedenen Frequenzen gemessen werden. In diesem Fall ist
es möglich,
ein Verhältnis
von intra-zellulärem
Wasser zu extra-zellulärem
Wasser zu messen. Das Eingeben von persönlichen Angaben, wie beispielsweise
Körpergröße, Körpergewicht,
Geschlecht und Alter ist nicht notwendig, um dieses Verhältnis zu
berechnen. Dieses Verhältnis ändert sich
nicht, wenn sich die Körpertemperatur ändert. Somit
kann vorzugsweise der Dehydratationszustand basierend auf dem Verhältnis von
intra-zellulärem
Wasser zu extra-zellulärem Wasser,
anstelle basierend auf der Gesamtmenge von Körperwasser abgeschätzt werden.
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Wenn
die Feuchtigkeit hoch ist, steigt eine Menge an Schweiß an, und
so ist es wahrscheinlicher, daß der
Dehydratationszustand auftritt. Somit ist die Feuchtigkeit auch
ein Faktor, der verursacht, daß der
Dehydratationszustand auftritt. Die Vorrichtung kann mit Mitteln
zum Messen der Feuchtigkeit ebenso wie der Temperatur ausgestattet
sein, und die Vorrichtung kann die Informationszeit basierend auf
einer Änderung
in der Feuchtigkeit ebenso wie einer Änderung in der Temperatur bestimmen.
Auf eine solche Weise wird die Informationszeit eingestellt, um
die Person in geeigneteren Intervallen aufzufordern, einem Überprüfen Aufmerksamkeit
zu schenken, ob der Dehydratationszustand auftritt.
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Außerdem werden
in der vorliegenden Ausführungsform
Tätigkeitsniveaus,
die verschiedene Arten von Übungen
repräsentieren,
eingegeben. Jedoch differiert die Intensität einer Übung von Person zu Person,
selbst wenn ihre Übungen
von der gleichen Art sind. Somit kann jemand die Intensität einer Übung nur
grob basierend auf der Art der Übung
bestimmen. Somit kann die Vorrichtung konfiguriert sein, um die
Intensität
einer Übung
anstelle der Art einer Übung
einzugeben. Dies kann darin resultieren, daß die Informationszeit auf
geeignetere Intervalle eingestellt wird.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wird die Körpertemperatur
gemessen und der Dehydratationszustand wird basierend auf dem Wert
der bioelektrischen Impedanz im Hinblick auf die gemessene Körpertemperatur
abgeschätzt.
Jedoch kann eine Temperatur einer Körperoberfläche anstelle der Körpertemperatur
gemessen werden, und der Dehydratationszustand kann basierend auf
dem Wert der bioelektrischen Impedanz im Hinblick auf die gemessene
Körperoberflächentemperatur
abgeschätzt
werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
fordert die Vorrichtung durch einen Alarm die Person auf, einem
Messen des Werts der bioelektrischen Impedanz Aufmerksamkeit zu
schenken. Es kann jedoch die Vorrichtung durch ein Licht oder eine
Vibration die Person auffordern, Aufmerksamkeit zu schenken.
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Weiterhin
kann die Vorrichtung die Ergebnisse einer Messung, die durch die
Vorrichtung gewonnen bzw. erhalten wurden, und Daten betreffend
die Abschätzung
an einen Außencomputer über ein
Eingabe-Ausgabe-Interface übermitteln,
und die Daten können
in dem Außencomputer
be- bzw. verarbeitet werden. Weiterhin kann die Änderung in der Gesamtmenge
an Körperwasser
in einem Tag an der Anzeige des Computers angezeigt werden.
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Wie
aus dem Obigen verstanden werden kann, kann die Person ohne Fehler
zu geeigneten Zeitpunkten überprüfen bzw.
prüfen,
ob der Dehydratationszustand auftritt, weil die Vorrichtung einen Alarm
aktiviert, um die Person aufzufordern, einem Messen der Gesamtmenge
an Körperwasser
Aufmerksamkeit zu schenken.
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Die
Person kann den Dehydratationszustand ohne Fehler zu geeigneten
Zeitpunkten prüfen,
weil die Informationszeit gemäß Faktoren,
enthaltend Alter, Tätigkeitsniveau
und Temperatur bestimmt ist bzw. wird, welche verursachen bzw. bewirken
können,
daß der
Dehydratationszustand auftritt.
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Weiterhin
korrigiert die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, umfassend
den Körpertemperatursensor,
den Wert der bioelektrischen Impedanz in Übereinstimmung mit der Körpertemperatur, schätzt den
Dehydratationszustand basierend auf dem korrigierten Wert der bioelektrischen
Impedanz ab und schätzt
so den Dehydratationszustand basierend auf der bioelektrischen Impedanz
im Hinblick auf die Körpertemperatur
ab. Deshalb kann genauer als im Fall des Standes der Technik beurteilt
werden, ob der Dehydratationszustand auftritt.