BR102013005618A2 - One-user monitoring sensor system and same monitoring process - Google Patents
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Abstract
Sistema com sensor de monitoramento de um usuário e processo de monitoramento do mesmo. A presente invenção tem o intuito de sanar alguns inconvenientes dos sistemas já conhecidos no estado da técnica. A solução propõe uma nova solução a ser destinada ao monitoramento e detecção de eventos relacionados a um usuário capaz e, através do dispositivo, monitorar o indivíduo 24h detectando além das quedas, outros parâmetros que identifiquem situações de risco a este realizando a conexão com o socorro em tempo real.System with a user's monitoring sensor and its monitoring process. The present invention is intended to remedy some drawbacks of systems already known in the art. The solution proposes a new solution to be used for monitoring and detecting events related to a capable user and, through the device, monitoring the individual 24 hours detecting in addition to the falls, other parameters that identify risk situations to him making the connection with the help. In real time.
Description
SISTEMA COM SENSOR DE MONITORAMENTO DE UM USUÁRIO E PROCESSO DE MONITORAMENTO DO MESMOUSER MONITORING SENSOR SYSTEM AND SAME MONITORING PROCESS
Setor tecnológico da invenção De uma maneira geral, a presente invenção pertence ao setor tecnológico de dispositivos eletrônicos, e refere-se, mais especificamente, a um novo sistema capaz de captar e enviar informações sobre a detecção de queda de uma pessoa portadora do equipamento, bem como sinais importantes para diagnósticos do seu estado de saúde.Technology Sector of the Invention In general, the present invention pertains to the technology sector of electronic devices, and relates more specifically to a new system capable of capturing and sending fall detection information to a person carrying the equipment, as well as important signs for diagnosing your health condition.
Estado da técnica conhecido Atualmente, os riscos de quedas tornaram-se uma grande preocupação quando relacionadas a pessoas com limitações locomotivas, tais como idosos, pessoas portadoras de deficiências físicas, enfermos, etc. que vivem de forma independente. É evidente que quedas podem causar desde ferimentos leves até ferimentos graves, tais como fraturas, entre outros.State of the art The risk of falls is now a major concern when it comes to people with locomotive limitations, such as the elderly, people with disabilities, the sick, etc. who live independently. It is evident that falls can cause everything from minor injuries to serious injuries such as fractures, among others.
Soluções para o monitoramento e/ou auxílio a essas pessoas que residem ou passam grande parte do tempo sós estão sendo desenvolvidas e disponibilizadas no mercado, contudo muitas tecnologias para a detecção de quedas que estão disponíveis para a aquisição dos indivíduos sofrem limitações críticas.Solutions for monitoring and / or assisting those who reside or spend most of their time alone are being developed and made commercially available, however many fall detection technologies that are available for individuals to acquire are severely constrained.
As quedas e ferimentos de idosos são problemas de ordem mundial que devem ser solucionados, uma vez que incapacidades crônicas, além de outros problemas de saúde, podem surgir a partir desses eventos. Além disso, as quedas não são apenas um problema para os idosos que vivem em suas próprias casas. Pessoas em hospitais que necessitam cuidados de reabilitação, bem como instituições psiquiátricas, centros de saúde, etc. são vulneráveis a quedas. Essas instituições também são suscetíveis a riscos de responsabilidade quando seus pacientes ou residentes sofrem algum tipo de queda.Elderly falls and injuries are world-wide problems that must be addressed, as chronic disabilities and other health problems may arise from these events. Also, falls are not just a problem for seniors living in their own homes. People in hospitals that need rehabilitation care, as well as psychiatric institutions, health centers, etc. are vulnerable to falls. These institutions are also susceptible to liability risks when their patients or residents experience a fall.
Com isso, é visível que atualmente muitas soluções comerciais e desenvolvimentos acadêmicos visem a detecção automática e não automática de quedas. A solução mais conhecida trata-se de um dispositivo de alarme, dotado de um botão que é ativado pelo sujeito em caso de um evento de queda para alertar o monitor que um evento de queda ou outra emergência ocorreu. O principal inconveniente deste tipo de solução é que muitas vezes o indivíduo a ser monitorizado não está em condições de ativar o alarme, seja por estar em pânico ou até mesmo inconsciente, ou seja, sistema é limitado pelo intermediário que realiza a conexão entre o sinal de emergência e o socorro. Além disso, o botão de acionamento do socorro pode muitas vezes se tornar inacessível após a queda, fazendo com que o processo de socorro retarde. Com tal sistema, pode-se referir o “Fali Detection & Prevention” disponível em http://www.falldetection.com.As a result, it is apparent that many business solutions and academic developments are currently targeting automatic and non-automatic fall detection. The best-known solution is an alarm device with a button that is activated by the subject in the event of a fall event to alert the monitor that a fall event or other emergency has occurred. The main drawback of this type of solution is that often the individual to be monitored is unable to activate the alarm, either because it is panic or even unconscious, ie system is limited by the intermediary that makes the connection between the signal emergency and relief. In addition, the distress trigger button can often become inaccessible after a fall, causing the distress process to slow down. With such a system, one can refer to “Fali Detection & Prevention” available at http://www.falldetection.com.
Algumas soluções com uma unidade de monitoramento incluindo acelerômetros e um transmissor wireless também são conhecidos, conforme podemos ver em US7248172, FR2765989, US2010121603, os quais estão vinculados geralmente a inclinação detectada, o que com frequência pode emitir alarmes de emergência indevidamente conforme a movimentação do indivíduo que esteja utilizando o sistema.Some solutions with a monitoring unit including accelerometers and a wireless transmitter are also known, as we can see in US7248172, FR2765989, US2010121603, which are usually linked to the detected slope, which can often give emergency alarms improperly as the device moves. individual using the system.
Dispositivos como o EKAHAU Mobile Survey ( software -Wi-Fi ), Mobile Care do laboratorio Mocalab são conhecidos para monitorar o dia-a-dia de indivíduos, contudo estas soluções técnicas não detectam queda, e estão acoplados ao indivíduo realizando apenas o monitoramento de sinais tais como frequência cardíaca, sudorese do indivíduo ( umidade), etc. A Philips, por sua vez, desenvolveu um sistema conhecido como Lifeline que é destinado a informar a queda de um indivíduo portando um dispositivo numa espécie de colar. Este dispositivo mantém contato com uma central “Lifeline Communicator” que irá monitorar os movimentos do usuário, de forma analógica. O dispositivo possui um botão que quando acionado, uma ligação é direcionada para a central. Contudo, é evidente a limitação do funcionamento do dispositivo ao alcance da comunicação entre esses dispositivos, além de que a solução está vinculada apenas a registrar a queda de um indivíduo.Devices such as EKAHAU Mobile Survey (Wi-Fi software), Mocalab Laboratory Mobile Care are known to monitor the daily lives of individuals, however these technical solutions do not detect drop, and are coupled to the individual performing only the monitoring of signs such as heart rate, individual's sweating (moisture), etc. Philips, in turn, has developed a system known as Lifeline that is designed to report the fall of an individual carrying a device in a kind of necklace. This device maintains contact with a “Lifeline Communicator” switch that will monitor user movements analogously. The device has a button that when activated, a call is directed to the central. However, the limitation of device operation to the range of communication between these devices is evident, and the solution is bound only to record the fall of an individual.
Detectar a ocorrência de quedas e o estado do indivíduo pós-queda é fundamental, sendo necessário um dispositivo preciso e conveniente. Infelizmente, os métodos conhecidos no estado da técnica para a detecção de uma queda têm solicitado a ajuda do indivíduo para ativar um controle que envia um alerta para o acompanhamento da pessoa ou entidade. Sendo assim, visível a necessidade de um sistema e um método aperfeiçoado que permita a segurança ao usuário de comunicar automaticamente a queda e as informações médicas independente do acionamento por parte do usuário.Detecting the occurrence of falls and the state of the individual post fall is essential, requiring an accurate and convenient device. Unfortunately, state-of-the-art methods for detecting a fall have called for the individual's help to activate a control that sends an alert to the person or entity to follow up. Thus, the need for a system and an improved method that allows the user safety to automatically communicate the fall and medical information regardless of the user's activation is visible.
Sumário da invenção A presente invenção propõe uma nova solução a ser destinada ao monitoramento e detecção de eventos relacionados a um usuário, capaz de, através do dispositivo, monitorar o indivíduo 24h detectando além das quedas outros parâmetros que identifiquem situações de risco a este. A solução tecnológica desenvolvida ainda tem a possibilidade de detectar a queda e realizar a conexão com o socorro em tempo real, o que evidentemente acrescenta agilidade no processo de resgate e/ou socorro. Sendo assim, através de pelo menos um acelerômetro e um giroscópio, é possível observar uma queda e emitir dados a uma central a fim de proporcionar o socorro. O invento é de grande utilidade para a área médica, pois deve suprir a rapidez em detectar uma anormalidade em um paciente, e ainda apresentar acelerometria e GPRs para detectar quedas, síncopes e comunicar ao pronto atendimento, mesmo no caso do paciente estar desacordado. A invenção dispõe também um botão de alarme de fácil identificação do usuário para que este possa imediatamente acionar o socorro em um momento crítico, possibilitando também o contato através de um comando de voz, onde este pode se expressar se realmente a queda foi acidental ou se é algum evento de mal estar, mal súbito, etc. com riscos à sua saúde. Ainda é disponível uma conexão com familiar e/ou responsável, bem como uma central que avaliará a real necessidade de atendimento emergencial ou apenas instruções ao usuário do sistema.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention proposes a new solution for monitoring and detecting events related to a user, capable of monitoring the individual through the device 24 hours, detecting other parameters that identify risk situations to the user. The technological solution developed still has the possibility to detect the fall and make the connection with the rescue in real time, which evidently adds agility in the rescue and / or rescue process. Thus, through at least one accelerometer and a gyroscope, it is possible to observe a fall and send data to a central in order to provide help. The invention is of great use to the medical field, as it must provide the speed to detect an abnormality in a patient, and also have accelerometry and GPRs to detect falls, syncope and communicate to the emergency department, even if the patient is unconscious. The invention also has an easy-to-identify alarm button so that the user can immediately trigger the rescue at a critical moment, also enabling contact through a voice command, which can express whether the fall was really accidental or if it is an event of uneasiness, sudden illness, etc. with risks to your health. A connection with a family member and / or guardian is still available, as well as a switch that will assess the actual need for emergency care or just instructions to the system user.
Descrição dos desenhos anexos A fim de que a presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, a mesma será descrita de forma clara, concisa e suficiente, tendo como base as figuras abaixo: Figura 1 vista em perspectiva do sistema aplicado em relógio.Description of the accompanying drawings In order for the present invention to be fully understood and practiced by any person skilled in the art, it will be described clearly, concisely and sufficiently, based on the following figures: Figure 1 perspective view of the clock applied system.
Figura 2 vista em perspectiva do sistema aplicado em cinto.Figure 2 perspective view of the belt applied system.
Operacionalidade e descrição detalhada da invenção A presente invenção tem o objetivo de monitorar eventos de queda de pessoas, bem como auxiliar em como um indivíduo poderá proceder caso esteja com algum problema de saúde. O dispositivo proposto consiste basicamente em uma espécie de relógio convencional com uma pulseira em material anatômico ou cinto ou ainda telefone celular ou assemelhado dotado de pelo menos um sensor de aceleração, um sensor de rotação, um microprocessador, módulo GHPRS/3G, cartão de memória, um SIM Card, baterias recarregáveis e um botão de emergência. O sensor de aceleração tem a capacidade de realizar as medidas dessa grandeza em três eixos perpendiculares entre si, com taxa de amostragem compatível com os eventos que estão sendo monitorados, enquanto o sensor de rotação com capacidade de realizar as medidas dessa grandeza em três eixos perpendiculares entre si, com taxa de amostragem compatível com os eventos que estão sendo monitorados. O microprocessador possui velocidade de operação compatível com os eventos monitorados, integrado com dispositivos de comunicação compatíveis com os sensores e módulos que compõem o sistema, suporte às operações realizadas pelo algoritmo de tomada de decisão, bem como o módulo GPRS/3G compatível com os mecanismos de comunicação do microprocessador e suporte técnico integrado com as operadoras de telefonia e comunicação sem fio da região e ambiente onde o dispositivo deverá operar. O cartão de memória possui capacidade de armazenamento suficiente com a taxa de amostragem e período de armazenamento desejado, com finalidade de análise dos dados e elaboração de banco de dados e ainda para utilização dos serviços de interesse desse sistema oferecido pela operadora de preferência do paciente. A bateria do sistema tem capacidade compatível com consumo do dispositivo e autonomia desejável e ainda visando a necessidade de socorro imediato caso o usuário tenha algum mal estar, um botão de emergência é disponibilizado para que o usuário possa informar, por comunicação sem fio, situações de urgência que requeiram auxílio. Além disso, o monitor apresenta funções de relógio convencional (hora, data, alarmes, etc.) e permite observar e modificar as configurações do dispositivo que está unido a uma pulseira em material anatômico que oferece conforto e harmonia com o dispositivo. A solução se dá, basicamente, por um dispositivo que possui funções convencionais de um relógio, e adicionalmente identifica eventos classificados como sendo de risco à integridade do usuário, baseados nas medidas inerciais obtidas dos sensores de aceleração e rotação e, associadas a um algoritmo de decisão, classificando esses eventos segundo uma escala emitindo diferentes avisos a cada nível de gravidade através de comunicação sem fio. O algoritmo de reconhecimento de padrões de movimentação e rotina de deslocamento do paciente ao decorrer do dia, é inserido no dispositivo que o usuário estará de posse. O sistema usará recursos avançados de inteligência artificial, terá um sensoriamento preciso através de um acelerômetro digital (sensor de aceleração) de três eixos, uma bússola digital e um giroscópio digital (sensor de rotação).Operability and Detailed Description of the Invention The present invention has the purpose of monitoring fall events as well as assisting in how an individual may proceed if they have a health problem. The proposed device basically consists of a kind of conventional watch with an anatomical strap or belt or cell phone or similar equipped with at least one acceleration sensor, a rotation sensor, a microprocessor, GHPRS / 3G module, memory card , a SIM card, rechargeable batteries and an emergency button. The acceleration sensor has the ability to measure this magnitude on three perpendicular axes with a sampling rate that is compatible with the events being monitored, while the rotation sensor capable of measuring this magnitude on three perpendicular axes each other, with a sampling rate that is compatible with the events being monitored. The microprocessor has operation speed compatible with the monitored events, integrated with communication devices compatible with the sensors and modules that make up the system, support for operations performed by the decision-making algorithm, as well as the mechanism-compatible GPRS / 3G module. of microprocessor communication and integrated technical support with the wireless carriers in the region and environment where the device is to operate. The memory card has sufficient storage capacity with the desired sampling rate and storage period, for data analysis and database design purposes and for the use of services of interest to this system offered by the patient's preferred carrier. The system battery has capacity compatible with device consumption and desirable autonomy and still aiming at the need of immediate help in case the user has any discomfort, an emergency button is available so that the user can inform, by wireless communication, situations of urgency requiring assistance. In addition, the monitor features conventional clock functions (time, date, alarms, etc.) and allows you to observe and modify device settings that are attached to an anatomical wristband that offers comfort and harmony with the device. The solution is basically a device that has conventional clock functions, and additionally identifies events classified as being at risk to user integrity, based on the inertial measurements obtained from the acceleration and rotation sensors and, associated with an algorithm of decision by classifying these events on a scale by issuing different warnings at each severity level via wireless communication. The patient's movement pattern recognition algorithm and patient travel routine throughout the day is inserted into the device that the user will be in possession of. The system will use advanced artificial intelligence features, accurate sensing through a three-axis digital accelerometer (acceleration sensor), a digital compass and a digital gyro (rotation sensor).
Com isso, serão monitorados os movimentos, bem como será realizada a monitoração constante do eletrocardiograma, da temperatura do paciente e da oximetria de pulso, ou seja, parâmetros essenciais para uma avaliação das condições clínicas do indivíduo. Um médico, ou pessoa especializada poderá ter a qualquer momento e em qualquer lugar que ele tenha a acesso a um computador a leitura desses dados. Além disso, por se tratar de um sistema de monitoração em tempo real, é disponível um sistema de visualização especifico para o médico analisar e armazenar os dados do indivíduo. Os parâmetros também informarão situações críticas como uma fibrilação ventricular, uma parada cardíaca ou uma assistolia, preconizando um rápido atendimento ao paciente. O microprocessador adquire as medidas dos sensores e avalia o comportamento inercial do paciente. Através de técnicas de processamento digital de sinais, o algoritmo extrai uma série de parâmetros do sinal adquirido e estes parâmetros combinados são interpretados a fim de verificar em qual estado se encontra o paciente. Uma sequência de estados irá determinar o comportamento do paciente, e índices serão gerados para classificação de movimentação. A classificação é feita através da comparação entre os índices calculados em tempo real, os índices calculados no banco de dados de referência e os índices armazenados do próprio paciente, avaliando as chances de ter ocorrido um evento de risco. Após a ocorrência de um evento de risco, é feita uma classificação da gravidade do evento (baixa, média ou alta) combinando-se informações de intensidade com o comportamento anterior e posterior ao evento.With this, the movements will be monitored, as well as constant monitoring of the electrocardiogram, the patient's temperature and pulse oximetry, that is, essential parameters for an evaluation of the clinical conditions of the individual. A doctor, or specialist, may have anytime and anywhere he has access to a computer reading this data. Also, because it is a real-time monitoring system, a specific visualization system is available for the clinician to analyze and store the individual's data. The parameters will also inform critical situations such as ventricular fibrillation, cardiac arrest or asystole, advocating rapid patient care. The microprocessor acquires sensor measurements and assesses the patient's inertial behavior. Through digital signal processing techniques, the algorithm extracts a series of parameters from the acquired signal and these combined parameters are interpreted in order to verify which state the patient is in. A sequence of states will determine patient behavior, and indices will be generated for movement classification. The classification is made by comparing the indexes calculated in real time, the indexes calculated in the reference database and the stored indexes of the patient himself, assessing the chances of a risk event occurred. After the occurrence of a risk event, the severity of the event (low, medium or high) is classified by combining intensity information with the behavior before and after the event.
Além das avaliações de eventos críticos e seus respectivos alarmes, o equipamento realiza a análise dos padrões de movimentações do usuário, emitindo relatório contendo índices associados a períodos distintos. Com isso o profissional de saúde tem condições de acompanhar e interferir no grau de sedentarismo do usuário ou investigar com mais agilidade razões para variação dessas medidas.In addition to evaluating critical events and their respective alarms, the equipment analyzes the user's movement patterns, issuing reports containing indices associated with different periods. Thus, the health professional is able to monitor and interfere with the user's sedentary lifestyle or to investigate more quickly reasons for variation of these measures.
As informações de movimentação do indivíduo e os possíveis alarmes associados aos eventos são enviados aos receptores cadastrados —podendo existir uma lista de pessoas associadas a cada tipo de evento ou comportamento, e as devidas combinações configuradas conforme necessidade, ou seja, cada alarme/relatório será enviado a uma lista distinta de pessoas. O equipamento ainda é capaz de se comunicar com dispositivos que possam reunir dados de um grupo de pacientes que serão gerenciados por sistema que facilitará a interpretação ágil e correta dos dados clínicos desse grupo.Individual movement information and possible alarms associated with events are sent to registered receivers — there may be a list of people associated with each type of event or behavior, and appropriate combinations configured as needed, ie each alarm / report will be sent to a distinct list of people. The device is still capable of communicating with devices that can gather data from a group of patients that will be managed by a system that will facilitate agile and correct interpretation of the clinical data of that group.
Em síntese, o processo de execução da presente invenção comtempla os seguintes passos para monitoramento de um usuário em tempo real: 1. Obter medidas inerciais a partir dos sensores de rotação e aceleração; 2. Monitorar os movimentos, eletrocardiograma, temperatura, oximetria de pulso e demais parâmetros de condições clinicas do usuário; 3. Analisar as medidas dos sensores e avaliar o comportamento inercial do usuário através de um microprocessador; 4. Um algoritmo de decisão classifica os eventos ocorridos ao usuário; 5. O algoritmo emite avisos conforme o grau de gravidade; e 6. Enviar as informações de movimentação do indivíduo e os possíveis alarmes associados aos eventos aos receptores cadastrados.In summary, the process of carrying out the present invention comprises the following steps for monitoring a user in real time: 1. Obtaining inertial measurements from the rotation and acceleration sensors; 2. Monitor the movements, electrocardiogram, temperature, pulse oximetry and other parameters of clinical conditions of the user; 3. Analyze the sensor measurements and evaluate the user's inertial behavior through a microprocessor; 4. A decision algorithm classifies events that occur to the user; 5. The algorithm issues warnings according to the degree of severity; and 6. Send the individual's movement information and possible alarms associated with the events to the registered receivers.
As figuras e descrições realizadas não possuem o condão de limitar as formas de execução do conceito inventivo ora proposto, mas sim de ilustrar e tornar compreensíveis as inovações conceituais reveladas nesta invenção, de modo que as descrições e imagens devem ser interpretadas de forma ilustrativa e exemplificativa, mas não limitativa, podendo existir outras formas equivalentes ou análogas de implementação do conceito inventivo ora revelado e que não fujam do espectro de proteção delineado nesta invenção.The figures and descriptions made do not limit the embodiments of the inventive concept proposed here, but rather illustrate and make understandable the conceptual innovations disclosed in this invention, so that the descriptions and images must be interpreted in an illustrative and exemplary manner. but not limiting, and there may be other equivalent or analogous forms of implementation of the inventive concept disclosed herein that do not escape the protective spectrum outlined in this invention.
Tratou-se no presente relatório descritivo de uma peculiar e original disposição aplicada a um sistema de monitoramento diário de usuários, capaz de aperfeiçoar sobremaneira sua utilização, dotado de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial e, consequentemente, revestido de todos os requisitos essenciais para a concessão do privilégio pleiteado.This descriptive report deals with a peculiar and original provision applied to a daily user monitoring system, capable of greatly improving its use, endowed with novelty, inventive activity, descriptive sufficiency and industrial application and, consequently, covered with all essential requirements for granting the claimed privilege.
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CN105046881A (en) * | 2015-06-04 | 2015-11-11 | 浙江好络维医疗技术有限公司 | Alarm against tumble of elder |
CN105354983A (en) * | 2015-10-26 | 2016-02-24 | 北京安易康医疗技术服务有限公司 | Alarm monitoring method and system based on three-axis acceleration sensor |
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Free format text: RECLASSIFICACAO AUTOMATICA - A CLASSIFICACAO ANTERIOR ERA: A61B 5/11, G08B 21/02, G08B 21/04, H04W 4/00 Ipc: H04W 4/029 (2018.01) |