CN112120715A - 压力监测与缓解系统 - Google Patents
压力监测与缓解系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112120715A CN112120715A CN202010589058.XA CN202010589058A CN112120715A CN 112120715 A CN112120715 A CN 112120715A CN 202010589058 A CN202010589058 A CN 202010589058A CN 112120715 A CN112120715 A CN 112120715A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- user
- stress level
- stress
- determining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 74
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 46
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 claims description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 5
- 238000002106 pulse oximetry Methods 0.000 claims description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 26
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 14
- JYGXADMDTFJGBT-VWUMJDOOSA-N hydrocortisone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3[C@@H](O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 JYGXADMDTFJGBT-VWUMJDOOSA-N 0.000 description 8
- 231100000430 skin reaction Toxicity 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229960000890 hydrocortisone Drugs 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 3
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 208000027534 Emotional disease Diseases 0.000 description 1
- 208000008454 Hyperhidrosis Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000386 athletic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000009223 counseling Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036651 mood Effects 0.000 description 1
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
- A61B5/165—Evaluating the state of mind, e.g. depression, anxiety
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Child & Adolescent Psychology (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Psychology (AREA)
- Developmental Disabilities (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Social Psychology (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
本发明公开了一种压力监测与缓解系统，其包括可穿戴设备、微处理器、警报装置和主观生物反馈装置。该可穿戴设备包括用于采集环境数据、运动数据和生理数据的传感器系统。该微处理器配置为执行压力水平确定方法，以确定用户的压力水平。当所确定的压力水平高于压力水平阀值，该警报装置触发并发送警报到用户或第三方，从而缓解用户的压力。主观生物反馈装置配置为用户可通过按下触发键以报告用户主观的情绪状态，从而和所确定的压力水平进行核对。
Description
技术领域
本发明总地涉及压力监测与缓解系统，尤其涉及基于多种传感器的压力监测与缓解系统。
背景技术
由于现代人工作繁忙和生活压力大，出现情绪问题的情况越来越普遍。用于测量情绪状态的现有设备多依赖于皮肤电反应，因为压力水平与皮肤电反应之间存在关联，也就是说，人的压力越大，双手出汗就越多，手指上两个电极之间的电阻会减小等。但是，仅仅通过皮肤电反应以判断用户的情绪状态也有其局限性，因为多种外在因素会影响到皮肤电反应，从而影响到情绪状态的准确判断。此外，测量情绪状态一般需要在实验室中进行，并且数据分析也需大量时间，因此未能对用户在遇到压力事件时给出即时的意见和帮助，以缓解其压力。
因此，本领域中需要一种压力监测与缓解系统以解决上述现有技术的问题。
发明内容
本发明提供了一种基于多种传感器的压力监测和缓解系统。该压力监测和缓解系统可以实时监测人体生物信号，环境因素和运动因素，将原始数据转换为不同的压力等级。当用户在不良的情绪状态时，该系统能自动触发警报并发送给用户和/或指定人员，以即时给与用户意见，从而缓解其压力。此外，该系统能收集用户的主观生物反馈，以便将客观测量与主观测量进行交叉核对，从而提高压力水平确定的准确性。本系统包括可穿戴设备和便携式设备，因此，本系统可应用于非实验室环境(例如，日常家居、日托中心、疗养院等)，即在现实生活中采集数据，以实时对用户的情绪状态进行监测和缓解。
本发明的某些实施例提供了一种压力监测与缓解系统，包括：可穿戴设备，其包括用于采集多种数据的传感器系统，该传感器系统包括：运动传感器，用于采集用户的运动数据；和至少一个压力水平数据传感器，用于采集用来确定用户的压力水平的至少一种压力水平数据；以及微处理器，其配置为执行以下步骤：将该运动数据与运动阀值进行比较，当该运动数据小于该运动阀值，判断用户的运动情况为适合于确定压力水平；以及当该运动情况被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
根据某些实施例，该传感器系统还包括：环境温度传感器，用于采集环境温度数据；和皮肤温度传感器，用于采集用户的皮肤温度数据；以及该微处理器还配置为执行以下步骤：将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；以及当该环境情况也被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
根据某些实施例，所述至少一个压力水平数据传感器包括：皮肤电反应传感器，用于采集用户的皮肤电活动数据；心率传感器，用于采集用户的心率数据；以及心跳间隔传感器，用于采集用户的心跳间隔数据；以及所述利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平包括：将该皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，将该心率数据与心率阀值进行比较，将该心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，以确定用户的压力水平。
根据某些实施例，所述的压力监测与缓解系统还包括警报装置，当所确定的压力水平高于压力水平阀值，该警报装置触发并发送警报给用户或第三方，从而缓解用户的压力。
根据某些实施例，所述的压力监测与缓解系统，还包括显示器，其用于显示该警报。
根据某些实施例，该可穿戴设备还包括该微处理器、该警报装置和该显示器。
根据某些实施例，该可穿戴设备还包括主观生物反馈装置，其包括触发键，该主观生物反馈装置配置为用户可通过按下该触发键以报告用户主观的情绪状态，从而和所确定的压力水平进行核对。
根据某些实施例，所述的压力监测与缓解系统还包括储存器，用于储存所采集的多种数据、所确定的压力水平和用户主观的情绪状态。
根据某些实施例，所述的压力监测与缓解系统还包括具有显示器的电子设备，其用于接收和显示该警报。
根据某些实施例，该电子设备还包括该微处理器和该警报装置。
根据某些实施例，该皮肤温度传感器为红外线测温仪，该运动传感器为加速度计，该心率传感器和该心跳间隔传感器为脉搏血氧饱和度传感器。
根据某些实施例，将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较包括当皮肤温度数据的改变并非与环境温度数据的改变相关，判断用户的环境情况为适合于确定压力水平。
根据某些实施例，将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较包括当该环境温度数据与该皮肤温度数据同时上升，判断用户的环境情况为不适合于确定压力水平。
根据某些实施例，所述利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平包括：将该皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，得出对应于皮肤电活动的压力数值；将该心率数据与心率阀值进行比较，得出对应于心率的压力数值；将该心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，得出对应于心跳间隔的压力数值；以及对所对应于皮肤电活动、心率和心跳间隔的压力数值进行加权求和，以确定压力水平。
根据某些实施例，对应于皮肤电活动的压力数值的加权的权重为40％和60％之间，对应于心率的压力数值的加权的权重为20％和30％之间，对对应于心跳间隔的压力数值的加权的权重为20％和30％之间。
根据某些实施例，该微处理器还配置为执行以下步骤：当用户在没有压力的情况下，对所采集的多种数据进行阀值设定，以获取对应的阀值。
根据某些实施例，该微处理器还配置为执行以下步骤：对所采集的多种数据进行同步；对所采集的多种数据进行筛选；对所采集的多种数据进行曲线拟合；对所采集的多种数据进行标准化；以及对所采集的多种数据进行阀值设定，以获取对应的阀值。
本发明的某些实施例提供了一种压力监测与缓解系统，包括：可穿戴设备，其包括用于采集多种数据的传感器系统，该传感器系统包括：环境温度传感器，用于采集环境温度数据；皮肤温度传感器，用于采集用户的皮肤温度数据；和至少一个压力水平数据传感器，用于采集用来确定用户的压力水平的至少一种压力水平数据；以及微处理器，其配置为执行以下步骤：将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；以及当该环境情况被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
本发明的某些实施例提供了一种压力水平确定方法，包括：采集多种数据，其包括环境温度数据、皮肤温度数据、运动数据和至少一种压力水平数据；将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；将该运动数据与运动阀值进行比较，当该运动数据小于该运动阀值，判断用户的运动情况为适合于确定压力水平；以及当该环境情况和该运动情况被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
根据某些实施例，所述至少一种压力水平数据包括皮肤电活动数据、心率数据和心跳间隔数据，用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平包括：将该皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，将该心率数据与心率阀值进行比较，将该心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，以确定用户的压力水平。
附图说明
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，附图中：
图1示出根据本发明某些实施例的一种压力监测与缓解系统的示意图；
图2示出根据本发明某些实施例的一种压力监测与缓解系统的示意图；
图3示出根据本发明某些实施例的一种压力水平确定方法的流程图；
图4示出根据本发明某些实施例的一种压力水平确定方法的流程图；
图5示出根据本发明某些实施例的数据同步步骤；
图6示出根据本发明某些实施例的数据筛选步骤；
图7示出根据本发明某些实施例的对数据进行曲线拟合步骤；
图8示出根据本发明某些实施例的数据标准化步骤；
图9示出根据本发明某些实施例的阀值确定步骤；
图10示出根据本发明某些实施例的压力水平确定步骤；
图11示出根据本发明某些实施例所确定的压力水平；以及
图12示出根据本发明某些实施例的压力监测与缓解系统的运作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明某些实施例公开了一种压力监测与缓解系统，包括：可穿戴设备，其包括用于采集多种数据的传感器系统，该传感器系统包括：运动传感器，用于采集用户的运动数据；和至少一个压力水平数据传感器，用于采集用来确定用户的压力水平的至少一种压力水平数据；以及微处理器，其配置为执行以下步骤：将该运动数据与运动阀值进行比较，当该运动数据小于该运动阀值，判断用户的运动情况为适合于确定压力水平；以及当该运动情况被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
本发明某些实施例公开了一种压力监测与缓解系统，包括：可穿戴设备，其包括用于采集多种数据的传感器系统，该传感器系统包括：环境温度传感器，用于采集环境温度数据；皮肤温度传感器，用于采集用户的皮肤温度数据；和至少一个压力水平数据传感器，用于采集用来确定用户的压力水平的至少一种压力水平数据；以及微处理器，其配置为执行以下步骤：将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；以及当该环境情况被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
本发明某些实施例公开了一种压力监测与缓解系统，其包括可穿戴设备、微处理器、警报装置和主观生物反馈装置。该可穿戴设备包括用于采集环境数据、运动数据和生理数据的传感器系统。该微处理器配置为执行压力水平确定方法，以确定用户的压力水平。当所确定的压力水平高于压力水平阀值，该警报装置触发并发送警报到用户或第三方，从而缓解用户的压力。主观生物反馈装置配置为用户可通过按下触发键以报告用户主观的情绪状态，从而和所确定的压力水平进行核对。
图1示出根据本发明某些实施例的一种压力监测与缓解系统100的示意图。该压力监测与缓解系统100包括可穿戴设备110和电子设备170。该可穿戴设备110包括用于采集多种数据的传感器系统120、微处理器130、警报装置140、主观生物反馈装置150和信息发送装置160。电子设备170包括信息接收装置171、显示器172和储存器173。
传感器系统120用于采集环境数据、运动数据和生理数据，并包括环境温度传感器121、皮肤温度传感器122、运动传感器123和至少一个压力水平数据传感器。在图1所示的实施例中，所述至少一个压力水平数据传感器包括：皮肤电反应传感器124、心率传感器125和心跳间隔传感器126。环境温度传感器121用于实时采集环境温度数据。皮肤温度传感器122用于实时采集用户的皮肤温度数据。运动传感器123用于实时采集用户的运动数据。皮肤电反应传感器124用于实时采集用户的皮肤电活动数据。心率传感器125用于实时采集用户的心率数据。心跳间隔传感器126用于实时采集用户的心跳间隔数据。
微处理器130配置为接收和处理上述的多种数据以执行压力水平确定方法，该压力水平确定方法包括以下步骤：将环境温度数据与皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；将运动数据与运动数据阀值进行比较，当运动数据小于运动阀值，判断用户的运动情况为适合于确定压力水平；以及当环境情况和运动情况被判断为适合于确定压力水平，将皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，将心率数据与心率阀值进行比较，将心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，以确定用户的压力水平。
警报装置140用于当所确定的压力水平高于压力阀值(即，用户处于高压力水平时)，警报装置140触发并发送警报到电子设备170，以提示用户或指定的人(例如，医护、医生或看护人)。主观生物反馈装置150包括一个或多个触发键151，并且配置为用户可通过按下触发键151以报告用户主观的情绪状态，从而和所确定的压力水平在对应的时段进行核对。信息发送装置160用于发送所采集的多种数据、所确定的压力水平和用户主观的情绪状态到电子设备170。
信息接收装置171用于和警报装置140以及信息发送装置160沟通，以接收警报、所采集的多种数据、所确定的压力水平和用户主观的情绪状态。显示器172用于显示警报、所采集的数据、所确定的压力水平和用户主观的情绪状态。储存器173用于储存所采集的数据、所确定的压力水平和用户主观的情绪状态。
根据某些实施例，压力水平被分为3级至7级。
根据某些实施例，皮肤温度传感器122为红外线测温仪。
根据某些实施例，运动传感器123为加速度计。加速度计可以为三轴加速度计。
根据某些实施例，心率传感器125为脉搏血氧饱和度传感器。
根据某些实施例，心跳间隔传感器126为脉搏血氧饱和度传感器。
根据某些实施例，警报包括短信，其包括对用户给出压力缓解的意见。
根据某些实施例，警报装置140包括电灯或蜂鸣器。电灯发亮以对用户发出警报，蜂鸣器发出声音以对用户发出警报。
根据某些实施例，主观生物反馈装置150包括多个触发键，每个触发键对应于特定的情绪状态，以报告用户不同的情绪状态。
根据某些实施例，主观生物反馈装置150包括一个触发键，其用于报告用户处于高压力状态。
根据某些实施例，可穿戴设备110还包括手带，用于将可穿戴设备110穿戴到用户的手腕上。可穿戴设备110也可以包括其他的穿戴部件以将可穿戴设备110穿戴到用户的其他部位上。
根据某些实施例，可穿戴设备110还包括显示器，用于显示警报给予用户。
根据某些实施例，电子设备170可以是任何便携式电子设备，例如：智能电话、智能手表、平板电脑、个人数字助理、膝上型计算机或易于携带的具有一个或多个微控制器的电子设备。
根据某些实施例，警报装置140可通过有线通信方式或无线通信方式将警报发送到信息接收装置171。该有线通信方式包括串行通信、并行通信、或通用串行总线通信。该无线通信方式包括无线体域网或蓝牙。
根据某些实施例，信息发送装置150可通过有线通信方式或无线通信方式将所采集的多种数据、所确定的压力水平和用户主观的情绪状态发送到信息接收装置171。该有线通信方式可以包括串行通信、并行通信、或通用串行总线通信。该无线通信方式可以包括无线体域网或蓝牙。此外，也可以采用缓存技术来保证平稳的数据传输。
根据某些实施例，将环境温度数据与皮肤温度数据进行比较包括当皮肤温度数据的改变并非与环境温度数据的改变相关，判断用户的环境情况为适合于确定压力水平。
根据某些实施例，将环境温度数据与皮肤温度数据进行比较包括当皮肤温度数据并非跟随环境温度数据而改变，判断用户的环境情况为适合于确定压力水平。
根据某些实施例，将环境温度数据与皮肤温度数据进行比较当包括皮肤温度数据跟随环境温度数据改变，判断用户的环境情况为不适合于确定压力水平。
根据某些实施例，将环境温度数据与皮肤温度数据进行比较包括当环境温度数据与皮肤温度数据同时上升，判断用户的环境情况为不适合于确定压力水平。
根据某些实施例，该微处理器还配置为执行以下步骤：当环境温度数据没有改变，判断用户的环境情况为适合于确定压力水平。
根据某些实施例，该微处理器还配置为执行以下步骤：当环境温度数据低于环境温度阀值，判断用户的环境情况为适合于确定压力水平。
图2示出根据本发明某些实施例的一种压力监测与缓解系统200的示意图。该压力监测与缓解系统200包括可穿戴设备210和电子设备250。可穿戴设备210包括用于采集多种数据的传感器系统220、主观生物反馈装置230和信息发送装置240。电子设备250包括信息接收装置260、处理器261、警报装置262、显示器263、储存器264和控制装置265。可穿戴设备210和电子设备250可经由网络、有线或无线连接彼此耦合和通信和/或与其他电子装置耦合和通信。
传感器系统220用于采集环境数据、运动数据和生理数据，并包括环境温度传感器221、皮肤温度传感器222、运动传感器223，和至少一个压力水平数据传感器。在图2所示的实施例中，所述至少一个压力水平数据传感器包括：皮肤电反应传感器224、心率传感器225和心跳间隔传感器226。环境温度传感器221用于实时采集环境温度数据。皮肤温度传感器222用于实时采集用户的皮肤温度数据。运动传感器223用于实时采集用户的运动数据。皮肤电反应传感器224用于实时采集用户的皮肤电活动数据。心率传感器225用于实时采集用户的心率数据。心跳间隔传感器226用于实时采集用户的心跳间隔数据。
主观生物反馈装置230包括一个或多个触发键231，并且配置为用户可通过按下触发键231以报告用户主观的情绪状态，从而和所确定的压力水平在对应的时段进行核对。信息发送装置240用于发送所采集的多种数据和用户主观的情绪状态到电子设备250。
信息接收装置260用接收所采集的多种数据和用户主观的情绪状态。微处理器261配置为接收和处理上述多种数据以执行压力水平确定方法。警报装置262用于当所确定的压力水平高于压力阀值，警报装置262触发警报并将警报显示于显示器263。储存器264用于储存所采集的数据、所确定的压力水平和用户主观的情绪状态。控制装置265用于修改微处理器261所执行压力水平确定方法，如修改判断条件、阀值、加权值等。
图3示出根据本发明某些实施例的一种压力水平确定方法的流程图。该压力水平确定方法包括：步骤S31，将环境温度数据与皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；步骤S32，将运动数据与运动数据阀值进行比较，当运动数据小于运动阀值，判断用户的运动情况为适合于确定压力水平；以及，步骤S33，当环境情况和运动情况被判断为适合于确定压力水平，将皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，将心率数据与心率阀值进行比较，将心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，以确定用户的压力水平。
本发明通过运动量，环境温度和皮肤温度以确定用户当下的情况是否适合于确定压力水平。在某些情况下，当用户的心率高，大量出汗水，皮肤温度高，用户可能在激烈的运动中或运动后，这不是确定压力水平的合适情况。因此，运动数据用于确保确定压力水平时与高运动量无关。
在某些情况下，使用环境温度与皮肤温度进行比较，以了解皮肤高温是否是由环境造成。在高环境温度的情况下，也不是确定压力水平的合适情况。
如果环境温度很高，则可能会增加心率并增加出汗。在这种情况下，皮肤电导率值不准确，因为汗液是由炎热的环境温度产生的，而不是由压力产生的，所以不能反映压力状态。
通过比较环境温度和皮肤温度，可以知道皮肤温度的变化是否与环境温度的变化有关。例如，皮肤温度和环境温度的同时升高不能反映该时段的压力状态，因为皮肤温度随环境温度升高是正常的。
确定压力水平的合适情况是基于消除与压力无关的变量。例如，确定用户是否有压力时，最好在两个周期(包括预定义的正常周期和认为具有压力的周期)具有相近的环境温度。如果两个周期的环境温度相近，便可以确定此变量是固定的，进而考虑其他变量。如果情况合适(例如，环境温度合适和用户并非在激烈的运动中)，便可以通过皮肤电活动，心率和心跳间隔以确定压力水平。心率和心跳间隔也被考虑也有助于更准确地确定压力水平。
在某些实施例中，该压力水平确定方法通过自校准地确定一个或多个相关的阀值(例如，皮肤电活动可以具有多个阀值，以对应于不同的压力水平)。在某些实施例中，该压力水平确定方法通过多个用户参加试验以改善一个或多个相关的阀值。
图4示出根据本发明某些实施例的一种压力水平确定方法的流程图。该压力水平确定方法包括：步骤S401，采集环境温度数据、用户的皮肤温度数据、运动数据、皮肤电活动数据、心率数据和心跳间隔数据等多种数据；步骤S402，对所采集的多种数据进行同步；步骤S403，对所采集的多种数据进行筛选；步骤S404，对所采集的多种数据进行曲线拟合；步骤S405，对所采集的多种数据进行标准化；步骤S406，对所采集的多种数据进行阀值设定，以获取相对应的阀值；步骤S407，将环境温度数据与皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；步骤S408，将运动数据与运动数据阀值进行比较，当运动数据小于运动阀值，判断用户的运动情况为适合于确定压力水平；以及步骤S409，当环境情况和运动情况被判断为适合于确定压力水平，将皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，将心率数据与心率阀值进行比较，将心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，以确定用户的压力水平。
图5示出根据本发明某些实施例的数据同步步骤。如图5所示，该数据同步步骤将加速度数据、皮肤电活动数据、心率数据、心跳间隔数据和皮肤温度数据进行同步，以确保上述的多种数据在同一时间内被收集和分析。
图6示出根据本发明某些实施例的数据筛选步骤。如图6所示，由于用户的动作使皮肤电活动数据出现波动，使用低通滤波器能消除皮肤电活动数据的波动。
图7示出根据本发明某些实施例的对数据曲线拟合步骤。如图7所示，由于用户的动作导致一些心跳间隔数据丢失，使用曲线拟合(例如，最小二乘多项式拟合)能填充丢失的数据。
图8示出根据本发明某些实施例的数据标准化步骤。为了使在不同用户中压力水平确定一致，图8示出了对两个用户的皮肤电活动数据进行标准化。在标准化后，可以一致地比较两个或多个用户的数据。
图9示出根据本发明某些实施例的阀值确定步骤。如图9所示，皮肤电活动阈值、心率阈值和心跳间隔阈值是基于在无压力的周期所确定(例如，平均值加一个标准偏差)。
图10示出根据本发明某些实施例的压力水平确定步骤。将皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，当该皮肤电活动数据落入某一特定阀值范围，得出对应于皮肤电活动的压力数值(例如，从0到4)。将心率数据与心率阀值进行比较，当该心率数据落入某一特定阀值范围，得出对应于心率的压力数值(例如，从0到4)。将心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，当该心跳间隔数据落入某一特定阀值范围，得出对应于心跳间隔的压力数值(例如，从0到4)。然后，对所获得的压力数值进行加权求和，也即将对应于皮肤电活动的压力数值，对应于心率的压力数值和对应于心跳间隔的压力数值进行加权，并将加权后的数值相加，以确定压力水平。在本实施例中，对应于皮肤电活动的压力数值的加权的权重为50％，对应于心率的压力数值的加权的权重为25％和对应于心跳间隔的压力数值的加权的权重为25％。压力水平从0(非压力)到4(压力)分为5个级别。
根据某些实施例，对应于皮肤电活动的压力数值的加权的权重为40％和60％之间，对应于心率的压力数值的加权的权重为20％和30％之间，对应于心跳间隔的压力数值的加权的权重为20％和30％之间。压力水平可被分为3个级别至7个级别。
上述实施例采用皮肤电活动、心率、心跳间隔来获得压力数值以确定压力水平。然而，本领域技术人员知道，也可包括其中的一种或两种来确定压力水平；也可以采用其他人体生物数据来确定压力水平。
图11示出根据本发明某些实施例所确定的压力水平。本系统所确定的压力水平通过唾液皮质醇的结果比较以验证其准确性。唾液皮质醇的振幅越高代表压力越大，反之压力越小。唾液皮质醇的结果反映了数分钟前的压力水平。从图11的结果可见，本系统所确定的压力水平和唾液皮质醇的结果相同。
图12示出根据本发明某些实施例的压力监测与缓解系统的运作流程图。该压力监测与缓解系统的运作包括三个部分：确定压力水平部分、减轻压力部分和监测压力部分。在确定压力水平部分，通过带有各种传感器的可穿戴设备和主观生物反馈，确定压力水平。当压力水平高于压力阀值，触发警报并将警报发送致用户和专业人士或指定人员。在减轻压力部分，当“超时”信号发出，根据所确定的压力水平，通过短信推荐用户采取相应的措施，其包括：积极评价、建议聆听、使用正念恢复心情或向专业人士寻求帮助。在监测压力部分，专业人士或指定人员可以监测压力事件的频率并评估压力水平，监测建议采取的措施和/或必要时提供咨询。
和现有技术相比，本发明的压力监测和缓解系统可以实时监测人体生物信号，环境因素和运动因素，将原始数据转换为不同的压力等级。当用户在不良的情绪状态时，该系统能自动触发警报并发送给用户和/或指定人员，以即时给与用户意见，从而缓解其压力。此外，该系统能收集用户主观的生物反馈，以便将客观测量与主观测量进行交叉核对，从而提高压力水平确定的准确性。本系统包括可穿戴设备和便携式设备，因此，本系统可应用于非实验室环境，即在现实生活中采集数据，以实时对用户的情绪状态进行监测和缓解。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以对本发明进行各种变化及同等替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (20)
1.一种压力监测与缓解系统，包括：
可穿戴设备，其包括用于采集多种数据的传感器系统，该传感器系统包括：
运动传感器，用于采集用户的运动数据；和
至少一个压力水平数据传感器，用于采集用来确定用户的压力水平的至少一种压力水平数据；以及
微处理器，其配置为执行以下步骤：
将该运动数据与运动阀值进行比较，当该运动数据小于该运动阀值，判断用户的运动情况为适合于确定压力水平；以及
当该运动情况被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
2.根据权利要求1所述的压力监测与缓解系统，其中，
该传感器系统还包括：
环境温度传感器，用于采集环境温度数据；和
皮肤温度传感器，用于采集用户的皮肤温度数据；以及
该微处理器还配置为执行以下步骤：
将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；以及
当该环境情况也被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
3.根据权利要求2所述的压力监测与缓解系统，其中，
所述至少一个压力水平数据传感器包括：
皮肤电反应传感器，用于采集用户的皮肤电活动数据；
心率传感器，用于采集用户的心率数据；以及
心跳间隔传感器，用于采集用户的心跳间隔数据；以及
所述利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平包括：将该皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，将该心率数据与心率阀值进行比较，将该心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，以确定用户的压力水平。
4.根据权利要求1所述的压力监测与缓解系统，还包括警报装置，当所确定的压力水平高于压力水平阀值，该警报装置触发并发送警报给用户或第三方，从而缓解用户的压力。
5.根据权利要求4所述的压力监测与缓解系统，还包括显示器，其用于显示该警报。
6.根据权利要求5所述的压力监测与缓解系统，其中，该可穿戴设备还包括该微处理器、该警报装置和该显示器。
7.根据权利要求1所述的压力监测与缓解系统，其中，该可穿戴设备还包括主观生物反馈装置，其包括触发键，该主观生物反馈装置配置为用户可通过按下该触发键以报告用户主观的情绪状态，从而和所确定的压力水平进行核对。
8.根据权利要求7所述的压力监测与缓解系统，还包括储存器，用于储存所采集的多种数据、所确定的压力水平和用户主观的情绪状态。
9.根据权利要求4所述的压力监测与缓解系统，还包括具有显示器的电子设备，其用于接收和显示该警报。
10.根据权利要求9所述的压力监测与缓解系统，其中，该电子设备还包括该微处理器和该警报装置。
11.根据权利要求3所述的压力监测与缓解系统，其中，该皮肤温度传感器为红外线测温仪，该运动传感器为加速度计，该心率传感器和该心跳间隔传感器为脉搏血氧饱和度传感器。
12.根据权利要求2所述的压力监测与缓解系统，其中，将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较包括当皮肤温度数据的改变并非与环境温度数据的改变相关，判断用户的环境情况为适合于确定压力水平。
13.根据权利要求2所述的压力监测与缓解系统，其中，将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较包括当该环境温度数据与该皮肤温度数据同时上升，判断用户的环境情况为不适合于确定压力水平。
14.根据权利要求3所述的压力监测与缓解系统，其中，所述利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平包括：
将该皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，得出对应于皮肤电活动的压力数值；
将该心率数据与心率阀值进行比较，得出对应于心率的压力数值；
将该心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，得出对应于心跳间隔的压力数值；以及
对所对应于皮肤电活动、心率的、和心跳间隔的压力数值进行加权求和，以确定压力水平。
15.根据权利要求14所述的压力监测与缓解系统，其中，对应于皮肤电活动的压力数值的加权的权重为40％和60％之间，对应于心率的压力数值的加权的权重为20％和30％之间，对应于心跳间隔的压力数值的加权的权重为20％和30％之间。
16.根据权利要求1所述的压力监测与缓解系统，其中，该微处理器还配置为执行以下步骤：当用户在没有压力的情况下，对所采集的多种数据进行阀值设定，以获取对应的阀值。
17.根据权利要求1所述的压力监测与缓解系统，其中，该微处理器还配置为执行以下步骤：
对所采集的多种数据进行同步；
对所采集的多种数据进行筛选；
对所采集的多种数据进行曲线拟合；
对所采集的多种数据进行标准化；以及
对所采集的多种数据进行阀值设定，以获取对应的阀值。
18.一种压力监测与缓解系统，包括：
可穿戴设备，其包括用于采集多种数据的传感器系统，该传感器系统包括：
环境温度传感器，用于采集环境温度数据；
皮肤温度传感器，用于采集用户的皮肤温度数据；和
至少一个压力水平数据传感器，用于采集用来确定用户的压力水平的至少一种压力水平数据；以及
微处理器，其配置为执行以下步骤：
将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；以及
当该环境情况被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
19.一种压力水平确定方法，包括：
采集多种数据，其包括环境温度数据、皮肤温度数据、运动数据和至少一种压力水平数据；
将该环境温度数据与该皮肤温度数据进行比较，以判断用户的环境情况是否适合于确定压力水平；
将该运动数据与运动阀值进行比较，当该运动数据小于该运动阀值，判断用户的运动情况为适合于确定压力水平；以及
当该环境情况和该运动情况被判断为适合于确定用户的压力水平，利用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少一种压力水平数据包括皮肤电活动数据、心率数据和心跳间隔数据，
用所述至少一种压力水平数据确定用户的压力水平包括：将该皮肤电活动数据与皮肤电活动阀值进行比较，将该心率数据与心率阀值进行比较，将该心跳间隔数据与心跳间隔阀值进行比较，以确定用户的压力水平。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962866060P | 2019-06-25 | 2019-06-25 | |
| US62/866,060 | 2019-06-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112120715A true CN112120715A (zh) | 2020-12-25 |
Family
ID=73850544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010589058.XA Pending CN112120715A (zh) | 2019-06-25 | 2020-06-24 | 压力监测与缓解系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112120715A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024045208A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd | Method and system for detecting short-term stress and generating alerts inside the indoor environment |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104799831A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-29 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 一种用于情感监测的可穿戴设备 |
| US20160089038A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | Design Interactive, Inc. | System, method, and computer program product for the real-time mobile evaluation of physiological stress |
| CN106108884A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-11-16 | 赵俊姣 | 一种危机预警智能穿戴设备及其操作方法 |
| US20190021701A1 (en) * | 2016-01-12 | 2019-01-24 | Tempdrop Ltd. | System and method for determining physiological conditions based on variations in body temperature |
| CN109846499A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-07 | 麻师宇 | 基于智能穿戴设备的生物反馈方法及系统 |
-
2020
- 2020-06-24 CN CN202010589058.XA patent/CN112120715A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160089038A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | Design Interactive, Inc. | System, method, and computer program product for the real-time mobile evaluation of physiological stress |
| CN104799831A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-07-29 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 一种用于情感监测的可穿戴设备 |
| US20190021701A1 (en) * | 2016-01-12 | 2019-01-24 | Tempdrop Ltd. | System and method for determining physiological conditions based on variations in body temperature |
| CN106108884A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-11-16 | 赵俊姣 | 一种危机预警智能穿戴设备及其操作方法 |
| CN109846499A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-07 | 麻师宇 | 基于智能穿戴设备的生物反馈方法及系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024045208A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd | Method and system for detecting short-term stress and generating alerts inside the indoor environment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6423487B2 (ja) | 痙攣の検出のためのシステムおよびその作動方法 | |
| Gay et al. | A health monitoring system using smart phones and wearable sensors | |
| US7621871B2 (en) | Systems and methods for monitoring and evaluating individual performance | |
| AU2017262666A2 (en) | Apparatus and method for recording and analysing lapses in memory and function | |
| NL2020786B1 (en) | Wearable device | |
| Leijdekkers et al. | Personal heart monitoring system using smart phones to detect life threatening arrhythmias | |
| US20180296112A1 (en) | Methods and apparatuses for seizure monitoring | |
| US20180279953A1 (en) | Wearable Blood Pressure Measurement Systems | |
| US20200060546A1 (en) | A System and Method for Monitoring Human Performance | |
| Ahanathapillai et al. | Assistive technology to monitor activity, health and wellbeing in old age: The wrist wearable unit in the USEFIL project | |
| US20170086754A1 (en) | System and method for measuring and detecting physiological appearances in humans | |
| CN112890785A (zh) | 利用非接触影像式生理检测技术的健康管理系统 | |
| JP2021041088A (ja) | 電子装置及び方法 | |
| US20220361788A1 (en) | System and method for measuring acute and chronic stress | |
| CN116724361A (zh) | 基于睡眠活动的对患者健康状况变化的检测 | |
| CN112120715A (zh) | 压力监测与缓解系统 | |
| KR101738673B1 (ko) | 스마트 케어 손목착용형 장구 및 손목착용형 장구를 이용한 건강케어 시스템 | |
| KR20040049486A (ko) | 혈당측정 및 경보시스템 | |
| EP3417771A1 (en) | A method for monitoring blood pressure, and a device thereof | |
| Sheikdavood et al. | Smart Health Monitoring System for Coma Patients using IoT | |
| WO2020006289A1 (en) | Systems and methods for monitoring patient muscle activity and for tracking patients with motor disorders | |
| Gay et al. | Around the clock personalized heart monitoring using smart phones | |
| US20220406467A1 (en) | Anonymized health monitoring platform | |
| AU2021103601A4 (en) | System and method for monitoring post covid patient using machine learning and block chain | |
| JP7502737B2 (ja) | 見守り支援システムおよび見守り支援方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |