DE8618982U1

DE8618982U1 - Sensor for detecting the inertial and/or rotational movements of an object or living being

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Publication number: DE8618982U1
Application number: DE19868618982
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1988-03-03

Description

Siemens Aktiengesellsiehaf t Unser¹ ZeichenSiemens Aktiengesellschaft Our ¹ symbol

Berlin und München VPA 86 P 7308 DEBerlin and Munich VPA 86 P 7308 DE

Sensor zürn Erfassen der TrägheitS" und/oder jRötätiönabeWegungen eines Gegenstandes oder LebewesensSensor for detecting the inertia and/or kinetic movements of an object or living being

Die Erfindung betrifft einen Sensor aum Erfassen der Trägheits- und/oder Rotationsbewegungen eines Gegenstandes oder Lebewesens, und insbesondere eines Menschen.The invention relates to a sensor for detecting the inertial and/or rotational movements of an object or living being, and in particular of a human being.

Beispielsweise für physiologisch gesteuerte Herzschrittmacher besteht der Wunsch, die physische Aktivität des Patienten auf einfache Art zu bestimmen und als Steuerparameter für die Frequenz des Herzschrittmachers zu benutzen. Aus der US-Patentschrift 4,428,378 ist bereitsFor example, for physiologically controlled pacemakers, there is a desire to determine the patient’s physical activity in a simple manner and to use it as a control parameter for the pacemaker’s frequency. US Patent 4,428,378 already shows ein derartiger Herzschrittmacher bekannt, der als Sensor beispielsweise ein Mikrofon verwendet. Dadurch werden jedoch neben den gewünschten Aktivitäten auch eine Reihe von Störsignalen miterfasst wie beispielsweise Atem- und Herzgeräusche oder solche, die von ausserhalb desA pacemaker of this kind is known that uses a microphone as a sensor. However, in addition to the desired activities, a number of interference signals are also recorded, such as breathing and heart sounds or those that come from outside the Patienten herstammen können. Die vom Sensor aufgenommenen Störungen hängen dabei auch noch von der Beschaffenheit des Patienten, d.h. seiner Korpulenz oder Muskulosität ab, so dass aufwendige und von Patient zu Patient unterschiedliche EmpfindlichkeitsJustierungen und Stör-Patients. The disturbances recorded by the sensor also depend on the patient’s condition, i.e. his corpulence or muscularity, so that complex sensitivity adjustments and disturbances that vary from patient to patient are required.

Unterdrückungen vorgenommen Werden müssen.Suppressions must be made.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Aufbau einfachen, möglichst störunabhängigen Sensor anzugeben, der universell einsetzbar ist und durch einfache Modifikationen unterschiedlichsten Anwendungsgebieten angepasst werden kann. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen Sensor anzugeben,; der speziell für die Anwendung in einem implantierbaren Herzschrittmacher geeignet ist. The object of the present invention is to provide a sensor that is simple in construction, as independent of interference as possible , can be used universally and can be adapted to a wide variety of applications through simple modifications. A further object of this invention is to provide a sensor that is especially suitable for use in an implantable cardiac pacemaker.

GdI 1 Ed / 09.07.1986GdI 1 Ed / 09.07.1986

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Diese Aufgabe witfd erfindüngsgemässf dadurch gelöst/ dass dejf Sensor^ aus einem Hohlkörper besteht/ in dem mindestens ein Körper frei bewegbar eingeschlossen ist, und dass an öder Ln ausreichender tfähe dieses Hohlkörpers ein übertrager angeordnet ist/ der Relativbewegungen zwischen Hohlkörper und Körper erfasst und in ein elektrisches Signal umwandelt, dass Wenigstens teilweise der zu erfassenden Bewegung proportional ist. This object is achieved according to the invention in that the sensor consists of a hollow body in which at least one body is enclosed so as to be freely movable, and in that a transmitter is arranged at a sufficient distance from this hollow body, which transmitter detects relative movements between the hollow body and the body and converts them into an electrical signal which is at least partially proportional to the movement to be detected.

Der Sensor besteht demnach aus einem Hohlkörper/ in dem mindestens ein vorteilhafterweise regelmässiger Körper frei bewegbar ist. So kann beispielsweise der Körper aus einem regelmässigen Polyeder aus einem harten Material bestehen« Alternativ dazu kann der Körper sphärisch ausThe sensor therefore consists of a hollow body/ in which at least one advantageously regular body is freely movable. For example, the body can consist of a regular polyhedron made of a hard material . Alternatively, the body can be spherical and made of gebildet sein/ während die Innenseite des Hohlkörpers facettiert ist./ while the inside of the hollow body is faceted.

Zur Erläuterung der Funktionsweise dieses Sensors wird beispielhaft angenommen/ dass der Hohlkörper innen sphärisch aufgebaut ist und als Körper ein Ikosaeder oder Dodekaeder verwendet wird. Wenn sich der Gegenstand oder das Lebewesen, dessen Trägheits- oder Rotationsbewegungen bestimmt werden sollen, in Ruhe befindet/ liegt der Körper auf dem Boden des Hohlkörpers auf einer seiner Flächen. Wenn der Hohlkörper einer Beschleunigung oder einer langsamen Rotation ausgesetzt wird, wird sich der Körper so lange zusammen mit dem Hohlkörper bewegen/ bis sein Schwerpunkt die Kante der Oberfläche erreicht, auf der er ruht. Eine weitere Rotation wird dazu führen, dass der Körper auf eine angrenzende Phase rollt, wo sich ein neues Gleichgewicht einstellt. Bei diesem überrollen auf die neue Fläche wird ein mechanischer Stoss erzeugt. Dieser Stoss kann als ein klickender Laut gehört werden und durch den vorhandenen übertrager erfasst werden. Der übertrager kann dazu typisch ein Mikrofon sein. Alternativ ist es ebenso denkbar, dass der Körper aus To explain how this sensor works, it is assumed, for example, that the hollow body is spherical on the inside and that an icosahedron or dodecahedron is used as the body. If the object or living being whose inertial or rotational movements are to be determined is at rest, the body lies on the bottom of the hollow body on one of its surfaces. If the hollow body is subjected to acceleration or slow rotation, the body will move together with the hollow body until its center of gravity reaches the edge of the surface on which it is resting. Further rotation will cause the body to roll onto an adjacent phase, where a new equilibrium is established. When it rolls over onto the new surface, a mechanical shock is generated. This shock can be heard as a clicking sound and can be recorded by the existing transmitter. The transmitter can typically be a microphone. Alternatively, it is also conceivable that the body is made of

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3 VPA 86 P 7308 DE3 VPA 86 P 7308 EN

einem permanentmagnetischen Material besteht und als übertrager eine oder mehrere Spulen vorgesehen sind, in denen ein Strom erzeugt wird/ wenn sich der Körper im inneren des Hohlkörpers bewegt.a permanent magnetic material and one or more coils are provided as transmitters in which a current is generated when the body moves inside the hollow body.

Die Bewegungen des Körpers sind aufgrund seiner Form und der Form des Hohlkörpers "quantisiert". Wenn sich der Körper relativ zum Hohlkörper bewegt, produziert er eine Kombination von Signalen, die aus einem Geräusch besteThe movements of the body are "quantized" due to its shape and the shape of the hollow body. When the body moves relative to the hollow body, it produces a combination of signals that consist of a sound hen, dass durch die gleitende Bewegung des Körpers her vorgerufen wird und aus klickenden Geräuschen, die durch die rollende Bewegung des Körpers hervorgerufen werden. Die vom übertrager entsprechend aufgenommenen Signale können beispielsweise nach einer Verstärkung mittelshen that is caused by the sliding movement of the body and clicking noises that are caused by the rolling movement of the body. The signals recorded by the transmitter can, for example, be amplified by means of einer Schwellwertschaltung und eines Impulsformers behandelt werden, so dass einheitliche Impulse gleicher Amplitude und Breite erzeugt werden, wobei jeder Impuls der Verschiebung des Körpers von einer Fläche zur anderen entspricht. Das so erzeugte Signal, d.h. die Frequenza threshold circuit and a pulse shaper so that uniform pulses of equal amplitude and width are generated, with each pulse corresponding to the displacement of the body from one surface to the other. The signal thus generated, i.e. the frequency dieser Impulse kann dann als Mass für die Intensität der Beschleunigung oder Rotationsbewegung dienen, denen der Sensor ausgesetzt ist.These pulses can then serve as a measure of the intensity of the acceleration or rotational movement to which the sensor is exposed.

Wenn die Innenwand des Hohlkörpers elastisch ist, erregenIf the inner wall of the hollow body is elastic,

die Stösse des Körpers gedämpfte mechanischethe shocks of the body dampened mechanical

Schwingungen. Die Frequenz dieser Schwingungen wird vonVibrations. The frequency of these vibrations is determined by

den mechanischen Eigenschaften, d.h. der Elastizität derthe mechanical properties, i.e. the elasticity of the

Innenwand des Hohlkörpers bestimmt. Eine Dedektion dieserinner wall of the hollow body. A detection of this

Schwingungen mit einem schmalbandigen Verstärker führt zu einer hohen unterdrückung von Störsignalen.Oscillations with a narrowband amplifier lead to a high suppression of interference signals.

Vorteilhafterweise kann die Empfindlichkeit des Sensors einfach durch Variation des Aufbaus geändert werden, ohne dass dabei die relative Korrektheit der Messung verloren geht.Advantageously, the sensitivity of the sensor can be changed simply by varying the structure without losing the relative accuracy of the measurement.

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. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ; vorgesehen, dass die Empfindlichkeit des Senses in 'i verschiedenen Richtungen und/oder Lagen unterschiedliöh h ist. Das kann beispielsweise durch Änderung der Form des f 5 Hohlkörpers von sphärischer (isotroper Empfindlichkeit) zu ellipsoider erreicht werden* Ebenso einfach ist es, gewisäe Teile des Hohlkörpers aus einem weicheren Material herzustellen als andere. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen sphärischen Körper zu verwenden und bestimmte innere Oberflächen des Hohlkörpers glatt und andere facettiert zu gestalten. Dia hervorgerufenen üignalamplituden können dadurch so "unterschiedlich ausfallen, dass die beschriebene Signalverarbeitungselektronik die Bewegung des Körpers an bestimmten Stellen des Hohlkörpers oder in bestimmten Richtungen unterdrückt. Das bedeutet aber, dass der f Sensor auf diese einfache Art und Weise unempfindlich für Bewegungen in bestimmten Positionen oder Richtungen gemacht werden kann. j 20 In an advantageous development of the invention , it is provided that the sensitivity of the sensor is different in different directions and/or positions. This can be achieved, for example, by changing the shape of the hollow body from spherical (isotropic sensitivity) to ellipsoidal. It is just as easy to make certain parts of the hollow body from a softer material than others. Another possibility is to use a spherical body and to make certain inner surfaces of the hollow body smooth and others faceted. The signal amplitudes produced can thus be so different that the signal processing electronics described suppress the movement of the body at certain points on the hollow body or in certain directions. This means, however, that the sensor can be made insensitive to movements in certain positions or directions in this simple manner. j 20

j Weiterhin kann die Empfindlichkeit des Sensors dadurchj Furthermore, the sensitivity of the sensor can be geändert werden, dass die relative Grosse des Körpers imbe changed so that the relative size of the body in the

Verhältnis zur Grosse des Hohlkörpers geändert wird oderratio to the size of the hollow body is changed or

durch Änderung der Form eines dieser Körper. Beispielhaft sei hier nur angeführt, dass ein Ikosaeder einfacher rollen wird als ein Würfel. Höchste Empfindlichkeit wird als Grenzfall mit einer kleinen Kugel in einem grossen sphärischen Hohlkörper erreicht. Da hier die mechanischen Vibrationen extrem klein oder bei idealen Bedingungen sogar Null sein werden, wird für diese Ausgestaltung ein magnetischer übertrager und ein permanentmagnetischer Körper erforderlich sein. by changing the shape of one of these bodies. As an example , an icosahedron will roll more easily than a cube. The highest sensitivity is achieved as a limiting case with a small ball in a large spherical hollow body. Since the mechanical vibrations here will be extremely small or even zero under ideal conditions, a magnetic transmitter and a permanent magnetic body will be required for this design.

Weiterhin können die Bewegungen des Körpers in dem |- 35 Hohlkörper dadurch gezielt beeinflusst werden, dass der I; Hohlraum mit einer Flüssigkeit wählbarer ViskositätFurthermore, the movements of the body in the |- 35 hollow body can be specifically influenced by filling the I; cavity with a liquid of selectable viscosity

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und/oder mit mehreren Teilchen ausgefüllt wird, die zusätzliche detektierbare Druckwellen oder Signale durch ihre kollektive Bewegung gegen die Innenwand des Hohlkörpers oder gegeneinander produzieren.and/or is filled with several particles that produce additional detectable pressure waves or signals through their collective movement against the inner wall of the hollow body or against each other.

Vorteilhafterweise lässt sich der erfindungsgemässe Sensor in einem implantierbaren Herzschrittmacher mit einem Impulsgenerator zur Erzeugung frequenzvariabler Stimulierungsimpulse einsetzen, wobei mit dem Sensor die physische Aktivität eines Patienten erfasst wird und das Ausgangssignal des Sensors zur Steuerung der Frequenz des Impulsgenerators dient. Die Verwendung eines derartigen Sensors zur Frequenzsteuerung eines implantierbaren Herzschrittmachers hat gegenüber bekannten Einrichtungen mehrere Vorteile. So bildet der Sensor ein in sich völlig geschlossenes System innerhalb des Herzschrittmachers, dass keine zusätzlichen externen Detektoren oder Leitungsverbindungen ausserlialb des Herzschrittmachers benötigt. Weiterhin kann der Sensor absolut kalibriert werden für Beschleunigungen oder Rotationsbewegungen in einem Bereich, der den normalen Aktivitäten eines Patienten entspricht. Der Sensor muss daher nicht individuell für jeden Patienten angepasst werden.. Die einzige möglicherweise notwendige Anpassung bestünde dann in der Justierung der übertragungsfunktion zu einem Frequenzkontrollsignal für den Impulsgenerator derart, dass eine bestimmt Aktivität in einer optimalen Stimulierungsfrequenz für jeden Patienten resultiert. The sensor according to the invention can advantageously be used in an implantable cardiac pacemaker with a pulse generator for generating frequency-variable stimulation pulses, whereby the physical activity of a patient is recorded with the sensor and the output signal of the sensor is used to control the frequency of the pulse generator. The use of such a sensor for frequency control of an implantable cardiac pacemaker has several advantages over known devices. For example, the sensor forms a completely self-contained system within the cardiac pacemaker that does not require any additional external detectors or line connections outside the cardiac pacemaker. Furthermore, the sensor can be absolutely calibrated for accelerations or rotational movements in a range that corresponds to the normal activities of a patient. The sensor therefore does not have to be individually adapted for each patient. The only adaptation that may be necessary would then be to adjust the transfer function to a frequency control signal for the pulse generator in such a way that a certain activity results in an optimal stimulation frequency for each patient.

Anhand von 13 Figuren werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert. Dabei zeigenThe following examples of embodiments of the invention are described and explained in more detail using 13 figures.

Fig. 1 eine erste Sensorausgestaltung mit übertrager und anschliessendef Gfundschaltung zur SignalaufbeFig. 1 a first sensor design with a transformer and subsequent ground circuit for signal processing

reitung,riding,

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Fig. 2 räumlich passend zu Fig. 1 die verschiedenen Signalformen, Fig. 2 spatially matching Fig. 1 the different signal shapes,

Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemässen
Sensors für einen frequenzgesteuerten HerzFig. 3 an application example of the inventive
Sensors for a frequency-controlled heart

schrittmacher und diepacemaker and the

Fig. 4 bis 13Fig. 4 to 13

weitere mögliche Ausführungsformen des Sensors.other possible embodiments of the sensor.

In Fig. 1 ist als Sensor 1 eine Hohlkugel 2, beispielsweise aus Glas vorgesehen, in der sich ein regelmässiges Polyeder 4 - beispielsweise aus geschliffenem Stein - befindet. An der Aussenwand der Hohlkugel 2In Fig. 1, the sensor 1 is a hollow sphere 2, for example made of glass, in which a regular polyhedron 4 - for example made of polished stone - is located. On the outer wall of the hollow sphere 2 sitzt ein Mikrofon 5, dass die durch die Relativbewegung zwischen Hohlkugel und Körper hervorgerufenen Geräusche aufnimmt. Das elektrische Ausgangssignal des Mikrofons gelangt über einen Verstärker 6 und eine Schwellwertstufe 7 auf einen Impulsformer 8.There is a microphone 5 that records the noises caused by the relative movement between the hollow sphere and the body. The electrical output signal of the microphone is passed via an amplifier 6 and a threshold level 7 to a pulse shaper 8.

In der entsprechenden Figur 2 sind von links nach rechts über der Zeit die jeweiligen Signale am Ausgang des Mikrofones 5, des Verstärkers 6, der Schwellwertstufe 7 und schliesslich des Impulsformers 8 dargestellt. Die Zeitbasis gilt dabei für jedes einzelne Signal/ nicht jedoch für die vier Signale untereinander. Wie mat* der Fig. 2 entnehmen kann, liegen sun Ausgang des Impulsformers Sensorimpulse einheitlicher Amplitude und Impulsbreite vor. Lediglich die "Klick**-Laute beim Kippen des Körpers 4 von einer Polyederfläche zur benachbarten werden am Ausgang angezeigt. In the corresponding figure 2, the respective signals at the output of the microphone 5, the amplifier 6, the threshold stage 7 and finally the pulse shaper 8 are shown from left to right over time. The time base applies to each individual signal, but not to the four signals among each other. As can be seen from Fig. 2, sensor pulses of uniform amplitude and pulse width are present at the output of the pulse shaper. Only the "click" sounds when the body 4 is tilted from one polyhedral surface to the adjacent one are displayed at the output.

Fig. 3 zeigt die Verwendung des Sensors 1 mit Mikrofon 5 und Verstärkerstiufe, Schwellwertstufe und Impulsformer,Fig. 3 shows the use of sensor 1 with microphone 5 and amplifier stage, threshold stage and pulse shaper,

3S die in dieser Figur in einem Block 10 zusammengefasst3S which are summarized in this figure in a block 10

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sind. Das Ausgangssignal des Blockes 10 ist auf einen Impulsraten/Spannungs-Umformer 11 geschaltet und von dort auf eine Schaltstufe 12, die dieses Aktivitätssignal (variierende Spannung) nach einem Algorithmus in ein Kontrollsignal umwandelt, das den Impulsgenerator 13 des Herzschrittmachers ansteuert. Der Algorithmus der Schaltstufe 12 kann dabei linear oder nichtlinear sein* Sämtliche Teile dieser Schaltung können programmierbar sein, so dass das Kontrollsignal individuell für jeden Patienten entsprechend seinen physiologischen Bedingungen angepasst werden kann. Die Ausgangssignale des Impulsgenerators 13 werden über eine oder mehrere Leitung(en) 14 an das Herz abgegeben. The output signal of block 10 is connected to a pulse rate/voltage converter 11 and from there to a switching stage 12, which converts this activity signal (varying voltage) into a control signal according to an algorithm, which controls the pulse generator 13 of the pacemaker. The algorithm of the switching stage 12 can be linear or non-linear* All parts of this circuit can be programmable, so that the control signal can be individually adapted for each patient according to his physiological conditions. The output signals of the pulse generator 13 are delivered to the heart via one or more lines 14.

Das Kontrollsignal für den Herzschrittmacher kann auch mit Hilfe einer digitalen Signalverarbeitung anstatt der beschriebenen analogen erzeugt werden. Die digitale Verarbeitung kann einen Mikroprozessor einschliessen. Die Programmierung kann über eine Telemetrie-VerbindungThe control signal for the pacemaker can also be generated using digital signal processing instead of the analogue one described. The digital processing can include a microprocessor. The programming can be done via a telemetry connection zwischen Herzschrittmacher und einem externen Programmiergerät erfolgen.between the pacemaker and an external programming device.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen einen ellipsoidisch ausgebildeten Hohlkörper, Fig. 4 dabei in räumlicher Darstellung, dieFig. 4 to 6 show an ellipsoidal hollow body, Fig. 4 in a three-dimensional representation, the Fig. 5 und 6 als schematische Schnitte in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen. Denkt man sich als Körper in diesem Hohlkörper beispielsweise ein Polyeder, so wird dieses bei gleicher Körperaktivität unterschiedlich leicht von einer Phase zur anderen überrollen, je stärkerFig. 5 and 6 as schematic sections in two planes perpendicular to each other. If one imagines a polyhedron as a body in this hollow body, then with the same body activity it will roll over from one phase to the other with varying ease, the stronger die Krümmung der Elipsoide ist.is the curvature of the ellipsoids.

Anhand der Fig. 7 ist dargestellt, dass die unterschiedliche Empfindlichkeit des Sensors in verschiedenen Richtungen auch dadurch erzielt werden kartß, dass ein sphärischer Hohlkörper 15 aus zwei halbkugelförmigen Schalen 16 bzw. 17 zusammengesetzt ist/ wobei beide Fig. 7 shows that the different sensitivity of the sensor in different directions can also be achieved by assembling a spherical hollow body 15 from two hemispherical shells 16 and 17, respectively, where both

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Schalen beispielsweise aus Glas bestehen können und die Schale 16 eine glatte und die Schale 17 eine strukturierte Innenoberfläche aufweist, wie durch die gestrichelte Linie 18 angedeutet ist. Die Schalen 16 bzw. 17 sind je mit einem Kragen 160 bzw. 170 versehen, wodurch ein dichtes Zusammenfügen dieser beiden Schalen vereinfacht wird.Bowls can be made of glass, for example, and bowl 16 has a smooth inner surface and bowl 17 has a structured inner surface, as indicated by the dashed line 18. Bowls 16 and 17 are each provided with a collar 160 and 170, respectively, which simplifies the tight joining of these two bowls.

Als Körper kann wiederum ein Polyeder verwendet werden, dass hier nicht explizit dargestellt ist. Weiterhin ist gemäss Fig. 7 der Hohlkörper mit einer Flüssigkeit 19 gefüllt, die die Relativbewegungen des Polyeders in dem Hohlkörper 15 dämpft. A polyhedron can again be used as the body, which is not explicitly shown here. Furthermore, according to Fig. 7, the hollow body is filled with a liquid 19, which dampens the relative movements of the polyhedron in the hollow body 15.

Fig. 8 zeigt im Schnitt eine weitere mögliche Ausgestaltung für eine gerichtete Empfindlichkeit des Sensors» Der Sensor 20 besteht ebenfalls aus zwei Halbschalen 21 bzw. 22, wobei die Halbschale 21 wiederum aus Glas, die andere Halbschale 22 jedoch aus einem relativ weichenFig. 8 shows a cross-section of another possible design for a directed sensitivity of the sensor. The sensor 20 also consists of two half-shells 21 and 22, whereby the half-shell 21 is again made of glass, the other half-shell 22 is made of a relatively soft

Gummi besteht.rubber.

Iu den Fig. 4 bis 8 ist jeweils nur der Hohlkörper des Sensors dargestellt worden, nicht aber der Übertrager zum Erfassen der Relativbewegung des Körpers im Hohlkörper. Dieser kann beispielsweise wie in der Fig. 1 aus einem Mikrofon bestehen, das am oder in der Nähe des Hohlkörpers angeordnet ist.In Fig. 4 to 8, only the hollow body of the sensor is shown, but not the transmitter for detecting the relative movement of the body in the hollow body. This can, for example, consist of a microphone, as in Fig. 1, which is arranged on or near the hollow body.

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem anderenFig. 9 shows an embodiment with a different

übertrager. Der Einfachheit halber ist wieder ein sphärischer Sensor 25 gewählt, auf debsem Umfang drei orthogonal angeordnete Spulen 26, 27 und 28 angeordnet sind. Als Körper dient ein magnetischer Dipol 29. Bei einer Relativbewegung des Magneten 29 wird in den Spulen eine Spannung induziert. transformer. For the sake of simplicity, a spherical sensor 25 is again selected, on the circumference of which three orthogonally arranged coils 26, 27 and 28 are arranged. A magnetic dipole 29 serves as the body. When the magnet 29 moves relative to one another, a voltage is induced in the coils.

VPA 86 P 7308 DfiVPA 86 P 7308 Dfi

Die Fig« 10 bis 12 zeigen eine weitere Ausfühtungsföim I des erfindungsgemassen Sensors« Fig- 10 zeigt dazu in einer räumlichen Darstellung einen Sensor 3Ö_f der aus einem hohlen ftübüs besteht, dessert in dei? yz-Ebene liegenden Innenflächen mit je einet Elektrode 31 bzw« 32 Versehen sind. Das Innere dieses Kubus ist zumindest teilweise mit elektrisch leitenden Teilchen, insbesondere Kohlepartikel, lose gefüllt. In der räumlichen Fig. 10 to 12 show a further embodiment of the sensor according to the invention. Fig. 10 shows a spatial representation of a sensor ₃₀ which consists of a hollow cube, the inner surfaces of which are located in the yz plane and are each provided with an electrode 31 or 32. The interior of this cube is at least partially filled with electrically conductive particles, in particular carbon particles. In the spatial representation

»J- in _j_j j:. m-ii-U·«»J- in _j_j j:. m-ii-U·«

J- «.»_ in -A-A Ji- m-i-!-l-~~ -.'-Ui- k J- «.»_ in -AA Ji- mi-!-l-~~ -.'-Ui- k

eingezeichnet. Zur Verdeutlichung der Orientierung und -zur Erklärung der folgenden Fig. 11 Und 12 ist neben dem |To clarify the orientation and to explain the following Fig. 11 and 12, next to the |

Kubus noch ein Koordinatensystem dargestellt. ICube still represents a coordinate system. I Fig. 11 zeigt einen Schnitt durch diesen Kubus entlangFig. 11 shows a section through this cube along

einer xy-Ebene, wobei die y-Achse vertikal liegt. Diean xy-plane, with the y-axis vertical. The

Elektroden dieses Kubus sind ähnlich einem KohlemikrofonElectrodes of this cube are similar to a carbon microphone

an eine - hier nicht dargestellte - Spannungsquelleto a voltage source - not shown here angeschlossen* Wird auf diesen Sensor eine Kraft Iconnected* If a force I ausgeübt, indem sich der Patient bewegt, so orientieren <exercised by the patient moving, so orient < sich die Kohlepartikel 33 um, was zu einer Widerstands- jthe carbon particles 33 are rotated, resulting in a resistance j

änderung zwischen den Elektroden 31 und 32 führt. !change between electrodes 31 and 32. !

In Fig. 12 ist der gleiche Schnitt wie in Fig. 11 :In Fig. 12 is the same section as in Fig. 11 :

dargestellt mit dem Unterschied, dass diesmal die x-Achse :with the difference that this time the x-axis :

vertikal ausgerichtet ist. Zwischen den Kohlepartikeln 33 jis aligned vertically. Between the coal particles 33 j

und der oberen Elektrode 31 wird sich gem. der Fig. 12 !and the upper electrode 31 will be as shown in Fig. 12!

t eine von Kohlepartikenl 33 freie und damit elektrisch jt a carbon particle free 33 and thus electrically j

isolierende Schicht bilden, so dass der Stromkreis ; form an insulating layer so that the circuit ;

praktisch in dieser Lage des Sensors unterbrochen ist. Der Sensor kann damit so im Herzschrittmacher angeordnet werden, dass im liegenden Zustand des Patienten kleinere Krafteinwirkungen nicht mehr dedektiert werden.is practically interrupted in this position of the sensor. The sensor can thus be arranged in the pacemaker in such a way that small forces are no longer detected when the patient is lying down.

Der in den Fig. 10 bis 12 dargestellte Sensor ist damit in seiner Empfindlichkeit richtungsabhängig, im Gegensatz zu normalen Kohlemikrofonen kommt es hier nicht daraufThe sensitivity of the sensor shown in Fig. 10 to 12 is therefore direction-dependent. In contrast to normal carbon microphones, it is not important

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an, dass dutch Kraftelnwirküng - beim Kohlemikrofon die Schallwellen - eine Membran deformiert und damit die Grosse des mit Kohlepartikeln gefüllten Hohlraumes variiert wird. Hier kommt es lediglich darauf an, dass durch die Kräfteinwirkung die Kohlepartikel in Bewegung geraten und sich Umorientieren. that the effect of forces - in the case of a carbon microphone, sound waves - deforms a membrane and thus varies the size of the cavity filled with carbon particles. The only thing that matters here is that the carbon particles start to move and reorient themselves due to the effect of forces.

In der letzten Fig. 13 ist ein entsprechender Sensor wie in den Fi«: IQ -12; «be? fflit einer isotropen Empfindlichkeit dargestellt. Der Hohlkörper 40 ist dabei wieder sphärisch ausgebildet und auf der Innenseite mit zwei etwa C-bogenfÖrmigen Elektroden 41 bzw. 42 versehen. Der Hohlkörper 40 ist wiederum mit leitenden, hier nicht dargestellten Teilchen lose gefüllt.In the last Fig. 13, a corresponding sensor as in the Fig. 12; 13 with an isotropic sensitivity is shown. The hollow body 40 is again spherical and is provided on the inside with two approximately C-shaped electrodes 41 and 42. The hollow body 40 is again loosely filled with conductive particles, not shown here.

Claims

Protection claims

1. Sensor for detecting the inertial and/or rotational movements of an object or living being and in particular of a human, characterized in that the sensor (1) consists of a hollow body (2) in which at least one body (4) is enclosed so as to be freely movable and that a transmitter (5) is arranged on or in sufficient proximity to this hollow body (2), which transmitter detects relative movements between the hollow body (2) and the body (4) and converts them into an electrical signal which is at least partially proportional to the movement to be detected (FIG. 1).

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Körper aus einem harten Material besteht.2. Sensor according to claim 1, characterized in that the body consists of a hard material.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4i eine Oberflächenstruktur aufweist.3. Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the body (4i) has a surface structure.

4. Sensor nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) aus einem regelmässigen Polyeder besteht.4. Sensor according to claim 3, characterized in that the body (4) consists of a regular polyhedron.

5. Senoor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfindlichkeit des Sensors (20,30) in verschiedenen Richtungen und/oder Lagen unterschiedlich ist.5. Sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensitivity of the sensor (20, 30) is different in different directions and/or positions.

6. Sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner wall of the hollow body (15) is - at least partially - structured, in particular faceted.

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G 86 18 982.4 12 VPA 86 H 7308 DE

7. Sensor according to claim 6, characterized in that parts (17) of the hollow body (15) are structured, in particular faceted, and other parts (16) are smooth.

: 8. Sensor according to claim 6, characterized in that the inner wall of the cavity is formed in different regions (21, 22) from materials of different hardness.

9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch9. Sensor according to one of claims 1 to 8, characterized gekennzeichnet, doss der Hohlraum (15) mitcharacterized, that the cavity (15) with einem fliessenden Medium (19) bestimmter Dichte und Viskosität gefüllt ist.a flowing medium (19) of a certain density and viscosity.

10. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum mit mehreren Teilchen gefüllt ist.10. Sensor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cavity is filled with several particles.

11. Sensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die Teilchen (33) leitend sind und dass Teile (31,32) der Innenwand des Hohlraumes leitend ausgebildet und an einer Spannungsquelle angeschlossen sind.11. Sensor according to claim 10, characterized in that the particles (33) are conductive and that parts (31, 32) of the inner wall of the cavity are conductive and are connected to a voltage source.

12. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als übertrager ein Mikrofon (5) vorgesehen ist.12. Sensor according to one of claims 1 to 10, characterized in that a microphone (5) is provided as the transmitter.

13. Sensor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the body (29) consists of a permanent magnetic material and one or more coils (26-28) act as transmitters .

H can be seen in which a relative movement between

A current is induced between the body (29) and the cavity.