CN106955108A - 一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统及检测方法。该检测系统包括：主控单元以及分别与之连接的静态检测单元、生理参数检测单元、存储单元、计算单元和报警装置，所述的静态检测单元实时检测被测人员的运动状态，并将检测结果发送至主控单元，当检测到被测人员处于静止状态时主控单元控制生理参数检测单元检测被测人员的人体生理参数并通过存储单元存储检测的人体生理参数，同时所述的计算单元根据储存的人体生理参数进行处理分析并通过设定的危险状态判定指标判定被测人员安全状态，当判定被测人员处于危险状态时报警装置进行报警，否则报警装置不动作。与现有技术相比，本发明具有检测准确率与稳定性高、实用性强等优点。

Description

一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及一种异常跌倒的检测系统及检测方法，尤其是涉及一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统及检测方法。

背景技术

近年来，跌倒事件在我国不断发生，引起了社会的广泛关注。而事故多发生在老年人身上。据国家统计局《2014年国民经济和社会发展统计公报》，我国已进入老龄化，社会上老年人所占比例逐年增加。老年人作为社会的弱势群体，应得到更多地关注，而与之矛盾的是，随着现代化进程的加快，社会迅猛发展，生活节奏的不断加快，年轻人所承受的压力也越来越大，同时随着人口政策的影响和跨地域社会流动的加剧，我国“空巢老人”越来越多，导致很多事故发生后，老人不能及时得到救助。

引起跌倒的原因是多方面的，据统计，在因跌倒而住院的老年人中，内在原因占45％，外在原因占39％，原因不明者为16％。其中内在原因包括由于自身感觉器官、神经系统和骨骼肌肉系统功能衰退引起的长期危险因素和由于突发性疾病引起的短期危险因素。然而跌倒本身并不是引发死亡的直接因素，据统计表明，在跌倒事故中，直接导致死亡的原因大多数是心脑血管并发症。患者突发的病变导致跌倒或由于环境因素跌倒后引起的并发症，此时人缺乏自救能力，而且往往不能得到及时的救助，而错过了最佳的抢救时机造成悲剧。而在老年人中，心脑血管疾病的患病率极高，因此这无疑是一个巨大的隐患。

如今，国内外众多学者针对跌倒的检测提出了很多方案，跌倒作为一种行为动作，其具有高度的不确定性以及复杂性，现有的检测方法都是通过对跌倒这一不具有确定性行为进行直接检测，从而对跌倒行为进行判定，然而检测过程中存在众多干扰，因此其检测的准确率和稳定性相对较差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统及检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，该系统包括：主控单元以及分别与之连接的静态检测单元、生理参数检测单元、存储单元、计算单元和报警装置，所述的静态检测单元实时检测被测人员的运动状态，并将检测结果发送至主控单元，当检测到被测人员处于静止状态时主控单元控制生理参数检测单元检测被测人员的人体生理参数并通过存储单元存储所述的人体生理参数，同时计算单元根据存储的人体生理参数进行处理分析并通过设定的危险状态判定指标判定被测人员安全状态，当判定被测人员处于危险状态时报警装置进行报警，否则报警装置不动作。

所述的报警装置包括分别与主控单元连接的本地报警单元、远程报警单元和交互操作单元，所述的交互操作单元包括本地报警取消模块，当判定被测人员处于危险状态时，本地报警单元工作，主控单元根据本地报警取消模块的信息判定远程报警单元工作状态并控制远程报警单元开启与关闭。

所述的本地报警单元包括声音报警和震动报警。

所述的远程报警单元包括分别与主控单元连接的定位模块和远程通讯模块，当主控单元控制远程报警单元开启时，所述的定位模块获取位置信息并通过远程通讯模块进行远程报警操作。

所述的交互操作单元包括用于被测人员进行自主求助的一键求助模块。

所述的交互操作单元包括个性化设置模块，所述的个性化设置模块用于设定生理参数检测单元检测的人体生理参数和危险状态判定指标，具有个性化优化功能，可根据被测人员的病历及预先采集的生理参数特点对判定生理参数的检测进行相应的订制和优化，具有较强的针对性和实用性。

所述的人体生理参数包括以下至少一项：心率数据、脉搏数据、血压数据、血糖数据和体温数据。

一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统的检测方法，该方法包括以下步骤：

(1)生理参数检测单元获取需要检测的人体生理参数和危险状态判定指标；

(2)静态检测单元实时检测被测人员的运动状态，将检测结果发送至主控单元；

(3)主控单元判定检测结果是否为静止状态，若是执行步骤(4)，否则执行步骤(9)；

(4)主控单元实时接收静态检测单元的检测结果，并对检测结果为静止状态持续的时间进行计时，当静止状态保持时间超过设定时间后执行步骤(5)，否则返回步骤(2)；

(5)主控单元控制生理参数检测单元检测被测人员的人体生理参数，并保存在存储单元中，同时对生理参数检测单元检测时间计时；

(6)判定生理参数检测单元检测时间是否超过设定时间，若是则执行步骤(7)，否则返回步骤(5)；

(7)计算单元根据存储单元中的人体生理参数进行处理分析并通过设定的危险状态判定指标判定被测人员安全状态，若被测人员处于安全状态则执行步骤(9)，若被测人员处于危险状态则执行步骤(8)；

(8)本地报警单元报警，主控单元判断交互操作单元中本地报警取消模块是否有响应信息，若有则执行步骤(9)，否则执行步骤(10)；

(9)检测结束并返回步骤(2)；

(10)定位模块获取位置信息并通过远程通讯模块进行远程报警操作。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明结合异常跌倒的特点，设置静态检测单元，以检测静止(或近似静止)状态作为检测跌倒的切入点，并不是对跌倒瞬间行为的直接检测，不需要区分各种不同的行为动作，避免了不同行为动作在对检测跌倒过程中带来的干扰，不需要使用复杂的算法对跌倒这一不具有确定性行为的直接检测，从而简化了检测，并且提高了检测的稳定性；

(2)本发明的生理参数检测单元只有在静态检测单元检测到静止状态并持续设定时间后采进行工作，相比于现有的病人监护方法，本发明不需要实时对生理参数进行监测，只在人长期处于静止状态时对其生理数据进行检测，极大的降低了能耗，可使设备更加轻巧便捷，不需要配备大电池；

(3)本发明采用本地报警单元、远程报警单元和交互操作单元提供了一种本地报警单元的误判过滤机制，具有较好的实用性；

(4)本发明交互操作单元中的个性化设置模块能根据不同的被测人员进行个订制和优化，具有较强的针对性。

附图说明

图1为本发明用于异常跌倒的检测系统的结构框图；

图2为本发明用于异常跌倒的检测系统的检测方法的流程图。

图中，101为主控单元，102为静态检测单元，103为生理参数检测单元，104为存储单元，105为计算单元，106为本地报警单元，107为交互操作单元，108为定位模块，109为远程通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如今，智能手表，作为可穿戴智能设备的代表产品，已走进越来越的人的生活，在满足传统手表的功能基础上为人们提供了更多便捷的功能，如电话、导航、身体状况监测等功能，而跌到检测这一功能并没有实现，其难点在于手部活动情况复杂，很难通过手部的动作去和跌倒行为建立模型。而本发明所提供的检测系统可以很好的应用于智能手表以实现其对跌倒行为的检测。

如图1所示，一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，所述的特殊人群包括：患有心脑血管疾病的人群、患有易引起突发性昏厥的疾病的人群或具有潜在跌倒危险的老年人等，所述的异常跌倒包括：由于突发性疾病导致的跌倒或跌倒后引起突发性疾病或导致生理参数异常的跌倒。本发明用于异常跌倒的检测系统包括：主控单元101以及分别与之连接的静态检测单元102、生理参数检测单元103、存储单元104、计算单元105和报警装置，所述的静态检测单元102实时检测被测人员的运动状态，并将检测结果发送至主控单元101，当检测到被测人员处于静止状态时主控单元101控制生理参数检测单元103检测被测人员的人体生理参数并通过存储单元104存储所述的人体生理参数，同时计算单元105根据存储的人体生理参数进行处理分析并通过设定的危险状态判定指标判定被测人员安全状态，当判定被测人员处于危险状态时报警装置进行报警，否则报警装置不动作。其中所述的静态检测单元102为三轴加速度传感器，对被测人员运动状态进行检测，或者也可以采用姿态检测方法对人的运动状态进行监测，实现对人的静止状态进行检测、捕捉，本发明以检测静止(或近似静止)状态作为检测跌倒的切入点，并不是对跌倒瞬间行为的直接检测，不需要区分不各种不同的行为动作，避免了不同行为动作在对检测跌倒过程中带来的干扰，不需要使用复杂的算法对跌倒这一不具有确定性行为的直接检测，从而简化了检测，并且提高了检测的稳定性。所述的人体生理参数包括以下至少一项：心率数据、脉搏数据、血压数据、血糖数据和体温数据，设定的危险状态判定指标包括测得的疼提生理参数指标与正常人体生理参数指标之差超过设定的阈值。

所述的报警装置包括分别与主控单元101连接的本地报警单元106、远程报警单元和交互操作单元107，所述的交互操作单元107包括本地报警取消模块，当判定被测人员处于危险状态时，本地报警单元106工作，主控单元101根据本地报警取消模块的信息判定远程报警单元工作状态并控制远程报警单元开启与关闭。其中，所述的本地报警单元106包括声音报警和震动报警。所述的远程报警单元包括分别与主控单元101连接的定位模块108和远程通讯模块109，当主控单元101控制远程报警单元开启时，所述的定位模块108获取位置信息并通过远程通讯模块109进行远程报警操作。所述的交互操作单元107包括用于被测人员进行自主求助的一键求助模块。本发明提供了一种本地报警单元106的误判过滤机制，若被测人员通过交互操作单元107对本地报警做出及时响应则判定被测人员处于安全状态，取消报警，或可能发生跌倒但具有一定意识及行动能力，此时可选择使用交互操作单元107进行自主求救；若被测人员未能对报警做出及时响应，则认定其处于危险状态，会通过远程通讯单元以及定位单元发出远程报警进行自动求助。所述的本地报警单元106包括声音报警和震动报警。该系统还包括分别与主控单元101连接的定位单元和远程通讯单元，当主控单元101控制远程报警开启时，所述的定位单元获取位置信息并通过远程通讯单元进行远程报警操作。

另外，所述的交互操作单元107还包括个性化设置模块，所述的个性化设置模块用于设定生理参数检测单元103检测的人体生理参数和危险状态判定指标，具有个性化优化功能，可根据被测人员的病历及预先采集的生理参数特点对判定人体生理参数的检测进行相应的订制和优化，具有较强的针对性和实用性。

被测人员在正常活动中，手大多情况下处于活动状态，只少数情况下维持静止状态不动，且由于突发性疾病导致的跌倒或昏迷，在跌倒后手处于就静止状态或近似静止状态，且生理参数会产生异常，因此检测手何时处于静止状态，并联合各种生理参数传感器，对静止时的生理状态进行检测。若检测到手静止时且生理参数异常的情况可判定此时人处于疑似跌倒状态，因为也有可能是静止时由于环境因素或生理因素导致生理参数波动。此时手表会发出本地报警，若并未发生跌倒或只是轻微跌倒，佩戴者可通过按键解除报警，但是若长时间为得到佩戴者的响应，可判定发生了严重的事故，手表会自动发出远程报警通知家属。

如图2所示为一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统的检测方法，该方法包括如下步骤：

执行步骤200，对检测系统的各个单元进行初始化操作，执行步骤201；

步骤201，进行个性化设置，这里可以输入病人的病历信息，如患有疾病类型，同时系统会对病人的生理参数进行检测并记录下来，用于对后面异常状态判定的优化，执行步骤202；

步骤202，使用三轴加速度传感器通过检测加速度大小实时监测手的运动情况，若检测手部各轴均存在加速度，说明手处于运动状态，执行步骤203，否则执行步骤204；

步骤203，判定被测人员处于正常状态，返回步骤202；

步骤204，启动第一计时器，开始计时，并执行步骤205；

步骤205，实时对加速度状态进行监测，检测是否为静止状态，若是则执行步骤207，否则执行步骤206；

步骤206，停止计时并返回步骤202；

步骤207，判断第一计时器定时满设定时间，本实施例中第一计时器设定时间为90秒，若是执行步骤208，否则返回步骤205；

步骤208，生理参数检测单元103检测人体生理参数包括以下至少一项：心率数据、脉搏数据、血压数据、血糖数据和体温数据，执行步骤209；

步骤209，启动第二计时器，开始计时，并执行步骤210；

步骤210，存储单元104存储采集的人体生理参数并执行步骤211；

步骤211，判断第二计时器计时是否到达设定时间，本实施例中第二计时器设定时间为1分钟，若是则执行步骤212，否则返回步骤210；

步骤212，计算单元105根据储存的人体生理参数进行处理分析并通过设定的危险状态判定指标判定被测人员安全状态，若人体处于正常状态则执行步骤213，否则执行步骤214；

步骤213，判定被测人员处于正常状态，并返回步骤202；

步骤214，本地警报单元工作，执行步骤215；

步骤215，主控单元101判断交互操作单元107中本地报警取消模块是否有响应信息，若有则执行步骤216，否则执行步骤217；

步骤216，被测人员在本地报警触发后关闭报警，则系统判定北侧人员并未发生意外或者发生跌倒但并不严重，具有一定行动能力，此时北侧人员可以根据情况使用系统提供的一键求助模块向预先设定好的家属拔打电话；

步骤217，本地报警在一定时间内未被被测人员取消，此时可认定北侧人员出现了严重的异常跌倒事件，执行步骤218；

步骤218，定位模块108获取位置信息并通过远程通讯模块109进行远程报警操作，通知家属或相关机构。

综上所述，本发明提出的一种针对特殊人群的以检测静止状态为切入点的异常跌到检测系统，为跌到检测提供了新的检测新思路，与现有的跌倒检测方法相比，其避免了对跌倒这一具有高度不确定性行为的直接检测，简化了检测的难度，提高了检测的准确率与稳定性，且面向特殊人群设计，更具有实用价值。

Claims (8)

1.一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，其特征在于，该系统包括：主控单元(101)以及分别与之连接的静态检测单元(102)、生理参数检测单元(103)、存储单元(104)、计算单元(105)和报警装置，所述的静态检测单元(102)实时检测被测人员的运动状态，并将检测结果发送至主控单元(101)，当检测到被测人员处于静止状态时主控单元(101)控制生理参数检测单元(103)检测被测人员的人体生理参数并通过存储单元(104)存储所述的人体生理参数，同时计算单元(105)根据存储的人体生理参数进行处理分析并通过设定的危险状态判定指标判定被测人员安全状态，当判定被测人员处于危险状态时报警装置进行报警，否则报警装置不动作。

2.根据权利要求1所述的一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，其特征在于，所述的报警装置包括分别与主控单元(101)连接的本地报警单元(106)、远程报警单元和交互操作单元(107)，所述的交互操作单元(107)包括本地报警取消模块，当判定被测人员处于危险状态时，本地报警单元(106)工作，主控单元(101)根据本地报警取消模块的信息判定远程报警单元工作状态并控制远程报警单元开启与关闭。

3.根据权利要求2所述的一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，其特征在于，所述的本地报警单元(106)包括声音报警和震动报警。

4.根据权利要求2所述的一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，其特征在于，所述的远程报警单元包括分别与主控单元(101)连接的定位模块(108)和远程通讯模块(109)，当主控单元(101)控制远程报警单元开启时，所述的定位模块(108)获取位置信息并通过远程通讯模块(109)进行远程报警操作。

5.根据权利要求2所述的一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，其特征在于，所述的交互操作单元(107)包括用于被测人员进行自主求助的一键求助模块。

6.根据权利要求2所述的一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，其特征在于，所述的交互操作单元(107)包括个性化设置模块，所述的个性化设置模块用于设定生理参数检测单元(103)检测的人体生理参数和危险状态判定指标。

7.根据权利要求1所述的一种针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统，其特征在于，所述的人体生理参数包括以下至少一项：心率数据、脉搏数据、血压数据、血糖数据和体温数据。

8.一种如权利要求4所述的针对特殊人群的用于异常跌倒的检测系统的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)生理参数检测单元(103)获取需要检测的人体生理参数和危险状态判定指标；

(2)静态检测单元(102)实时检测被测人员的运动状态，将检测结果发送至主控单元(101)；

(3)主控单元(101)判定检测结果是否为静止状态，若是执行步骤(4)，否则执行步骤(9)；

(4)主控单元(101)实时接收静态检测单元(102)的检测结果，并对检测结果为静止状态持续的时间进行计时，当静止状态保持时间超过设定时间后执行步骤(5)，否则返回步骤(2)；

(5)主控单元(101)控制生理参数检测单元(103)检测被测人员的人体生理参数，并保存在存储单元(104)中，同时对生理参数检测单元(103)检测时间计时；

(6)判定生理参数检测单元(103)检测时间是否超过设定时间，若是则执行步骤(7)，否则返回步骤(5)；

(7)计算单元(105)根据存储单元(104)中的人体生理参数进行处理分析并通过设定的危险状态判定指标判定被测人员安全状态，若被测人员处于安全状态则执行步骤(9)，若被测人员处于危险状态则执行步骤(8)；

(8)本地报警单元(106)报警，主控单元(101)判断交互操作单元(107)中本地报警取消模块是否有响应信息，若有则执行步骤(9)，否则执行步骤(10)；

(9)检测结束并返回步骤(2)；

(10)定位模块(108)获取位置信息并通过远程通讯模块(109)进行远程报警操作。