DE202022101775U1 - An IoT and machine learning based prediction and early warning device for patients with mental disorders - Google Patents
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Abstract
Ein auf IoT und maschinellem Lernen basierendes Gerät zur Vorhersage und Frühwarnung für Patienten mit psychischen Störungen, gekennzeichnet durch
ein zentrales Serversystem, umfassend einen digitalen Anzeigemechanismus und ein Tonsystem, welche konfiguriert sind, um Bilder, Videos oder Geräusche anzuzeigen, die den Patienten repräsentieren, die an verschiedene Sensorsysteme angeschlossen sind, um Daten zu erhalten;
wobei das zentralisierte Serversystem von einer verantwortlichen Person verwaltet wird, die mit einem authentifizierten Login versehen wurde, um die Daten, die den Patienten repräsentieren, hochzuladen und zu aktualisieren;An IoT and machine learning based prediction and early warning device for patients with mental disorders characterized by
a central server system comprising a digital display mechanism and a sound system configured to display images, videos or sounds representing the patient connected to various sensor systems to obtain data;
wherein the centralized server system is managed by a responsible person who has been provided with an authenticated login to upload and update the data representing the patient;
Description
Technischer Bereich der ErfindungTechnical Field of the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine auf IoT und maschinellem Lernen basierende Vorrichtung zur Vorhersage und Frühwarnung für Patienten mit psychischen Störungen.The present invention relates to an IoT and machine learning based device for prediction and early warning for patients with mental disorders.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Psychische Gesundheitsstörungen betreffen viele Menschen auf der ganzen Welt. Unter diesen Erkrankungen ist Demenz bei den Menschen besonders verbreitet. Sobald bei den Menschen eine psychische Störung festgestellt wird, werden sie normalerweise in eine Anstalt eingeliefert, da es aufgrund ihres schwankenden Verhaltens wie erhöhtem Schock, Wut und Trauer schwierig wird, sich um die psychisch betroffenen Menschen zu kümmern. Nach der Aufnahme ist es wichtig, jeden Patienten regelmäßig und ständig zu kontrollieren, um die Verbesserung oder Verschlechterung des Gesundheitszustandes analysieren zu können.Mental health disorders affect many people around the world. Among these diseases, dementia is particularly common among people. Once people are diagnosed with a mental disorder, they are usually committed to an asylum as their fluctuating behaviors such as heightened shock, anger and sadness make it difficult to care for the mentally afflicted people. After admission, it is important to regularly and constantly monitor each patient in order to be able to analyze the improvement or deterioration in their state of health.
Es wurde bereits vorgeschlagen, eine klinische Diagnose durchzuführen, die durch sorgfältige neuropsychologische Tests am Patienten unterstützt wird, um das Ergebnis bezüglich der Entwicklung einer Demenz zu erhalten. Das Problem ist, wenn der Patient hier in der Masse von mehreren geistig behinderten Menschen in die Anstalt aufgenommen wird, werden die von Demenz betroffenen Menschen weiter beeinträchtigt, und es besteht die Möglichkeit, dass sich ihr Zustand verschlechtert und manchmal Personen mit Vortäuschung in die Anstalt kommen.It has already been proposed to perform a clinical diagnosis, supported by careful neuropsychological testing on the patient, to obtain the outcome regarding the development of dementia. The problem is, if the patient is admitted to the institution here in the crowd of several mentally disabled people, the people affected by dementia will be further affected, and there is a possibility that their condition will worsen, and sometimes people with pretense will enter the institution come.
Menschen, die in einer psychiatrischen Anstalt registriert sind, gelten als geistig behindert und werden aufgrund ihres Verhaltens von der Gesellschaft nicht unterstützt. Sie müssen kontinuierlich analysiert werden, denn nur durch den Erhalt einer Diagnose erhält man Zugang zu verfügbaren medikamentösen und nicht-medikamentösen Therapien, die ihre Wahrnehmung verbessern und ihre Lebensqualität verbessern können. Ein Mangel an Diagnose bedeutet einen Mangel an spezifischer Behandlung und Pflege für Demenz. Gegenwärtig sind die Demenz-Diagnoseraten selbst mit fortgeschrittenen existierenden Techniken sehr niedrig. Wenn der Patient bei der Familie ist, besteht die Möglichkeit, dass das Mitglied medizinische Hilfe leistet, um Demenz aufzuspüren, aber die in der Anstalt aufgenommenen Patienten müssen eher überwacht werden, um sie vor einer stärkeren Beeinträchtigung durch ihren gegenwärtigen Zustand zu schützen. Derzeit wird die psychiatrische Diagnose durch Interviews erreicht, die aus einer Sammlung von Beschwerden (Symptomen), Beobachtungen in Bezug auf Erscheinungsverhalten und Sprache (Anzeichen) und der Vorgeschichte der Symptome und Zeichen (Anamnese) bestehen. Mit dem vorliegenden System ist es unmöglich, alle Patienten in großen Mengen zu analysieren und das Verhaltensmuster aller Patienten gleichzeitig zu beobachten, um einen Bericht zu erhalten, der derzeit nicht verfügbar ist.People registered in a psychiatric institution are considered mentally handicapped and are not supported by society because of their behavior. They must be continuously analyzed because only by receiving a diagnosis does one gain access to available drug and non-drug therapies that can improve their cognition and improve their quality of life. A lack of diagnosis means a lack of specific treatment and care for dementia. Currently, dementia diagnosis rates are very low even with advanced existing techniques. If the patient is with the family, there is a chance that the member will provide medical assistance to diagnose dementia, but the patients admitted to the institution need to be monitored sooner to protect them from becoming more affected by their current condition. Currently, psychiatric diagnosis is achieved through interviews consisting of a collection of complaints (symptoms), observations related to appearance behavior and language (signs), and history of the symptoms and signs (anamnesis). With the present system, it is impossible to analyze all patients in bulk and observe the behavioral pattern of all patients simultaneously to obtain a report that is not currently available.
Ziel der Erfindungaim of the invention
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine auf IoT und maschinellem Lernen basierende Vorrichtung zum Vorhersagen und Frühwarnen für Patienten mit psychischen Störungen bereitzustellen.The main objective of the present invention is to provide an IoT and machine learning based predictive and early warning device for patients with mental disorders.
Mittels der vorliegenden Erfindung stellen wir ein digitales Analysesystem bereit, bei dem jeder Patient überwacht wird und die Bewertung seines Verhaltens unter Verwendung eines zentralen Serversystems erfolgt.By means of the present invention we provide a digital analysis system in which each patient is monitored and the assessment of his behavior is made using a central server system.
Das vorgeschlagene System stellt eine Annehmlichkeit bereit, um die Masse zu überwachen, ohne dass eine riesige Belegschaft erforderlich ist.The proposed system provides a convenience to monitor the crowd without requiring a huge workforce.
Das vorgeschlagene computergestützte System, das mit einer Reihe natürlicher Tests ausgestattet ist, die an dem Patienten durchgeführt werden, um Daten zu erhalten, eine Reihe von Antwortdaten, einschließlich der Antwortzeiten in Bezug auf jede Studie; und einen Datenprozessor, der dazu konfiguriert ist, den Satz von Antwortdaten zu verarbeiten und die verarbeiteten Antwortdaten mit Referenzdaten zu vergleichen, um zu beurteilen, ob und welches Stadium der psychischen Gesundheitsstörung und ob der Patient die Krankheit vortäuscht, ebenfalls unter Verwendung dieses Systems untersucht wird.The proposed computerized system, equipped with a series of natural tests performed on the patient to obtain data, a series of response data, including response times related to each study; and a data processor configured to process the set of response data and to compare the processed response data to reference data to assess whether and what stage the mental health disorder and whether the patient is faking the illness is also being evaluated using this system .
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine zentralisierte serverbasierte Verwaltungsvorrichtung bereit, um alle Patienten in der Anstalt zu analysieren und ihr Verhalten zu studieren, um die Einschätzung der psychischen Störung zu erhalten, an der sie leiden.Accordingly, the present invention provides a centralized server-based management facility to analyze all patients in the institution and study their behavior to obtain the assessment of the mental disorder they are suffering from.
Hier wird die Statik der Metallauftragsdetektion mit der Technologie verschmolzen, um ohne manuelle Hilfestellung einen Detailbericht aller Patienten zu erhalten. Die Gefühle und Reaktionen werden auf verschiedenen Ebenen analysiert, um das Stadium der Störung und die Wirkung der Medikamente auf jeden Patienten zu ermitteln.Here, the statics of the metal deposit detection are merged with the technology in order to receive a detailed report of all patients without manual assistance. The feelings and reactions are analyzed at different levels to determine the stage of the disorder and the effect of the medication on each patient.
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung bietet die Flexibilität, alle in der Unterkunft anwesenden Patienten gleichzeitig zu analysieren. Es wird ein Mechanismus entworfen, der verwendet werden kann, um die Zustände des Patienten auszulösen, auf deren Grundlage der Erkennungsprozess durchgeführt werden kann. Die dabei gewonnenen Daten werden analysiert, um den optimalen Störungsgrad und den an Demenz erkrankten Patienten zu ermitteln. Gehirnfunktionen, einschließlich der Fähigkeit und Geschwindigkeit des Patienten bei der visuellen Verarbeitung und Klassifizierung, werden erfasst. Die Stimmungs- und Reaktionsanalyse wird in unterschiedlichen Abständen durchgeführt, um ein bestmögliches Ergebnis zu erzielen.This device according to the invention offers the flexibility to analyze all patients present in the accommodation at the same time. It will be a Mechanism designed that can be used to trigger the states of the patient based on which the detection process can be performed. The data obtained is analyzed in order to determine the optimal degree of disorder and the patient suffering from dementia. Brain functions, including the patient's ability and speed in visual processing and classification, are assessed. The mood and reaction analysis is carried out at different intervals in order to achieve the best possible result.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Das Folgende ist eine detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der Offenbarung. Die Ausführungsformen sind so detailliert, dass sie die Offenbarung klar kommunizieren. Wenn die Spezifikation angibt, dass eine Komponente oder ein Merkmal „darf“, „kann“, „könnte“ oder „könnte“ enthalten sein oder eine Eigenschaft aufweisen, muss diese bestimmte Komponente oder Eigenschaft nicht enthalten sein oder die Eigenschaft aufweisen.The following is a detailed description of embodiments of the disclosure. The embodiments are detailed in order to clearly communicate the disclosure. If the specification states that a component or feature "may", "may", "might" or "might" be included or have a property, that particular component or property need not be included or have the property.
Wie in der Beschreibung hierin und in den folgenden Ansprüchen verwendet, umfasst die Bedeutung von „ein“, „eine“ und „der/die/das“ eine Bezugnahme auf den Plural, es sei denn, der Kontext schreibt eindeutig etwas anderes vor. Außerdem schließt die Bedeutung von „in“, wie sie in der Beschreibung hierin verwendet wird, „in“ und „auf‟ ein, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt.As used in the description herein and in the following claims, the meaning of "a", "an" and "the" includes plural reference unless the context clearly dictates otherwise. Also, as used in the specification herein, the meaning of "in" includes "in" and "on" unless the context clearly dictates otherwise.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine auf IoT und maschinellem Lernen basierende Vorrichtung zur Vorhersage und Frühwarnung für Patienten mit psychischen Störungen.The present invention relates to an IoT and machine learning based device for prediction and early warning for patients with mental disorders.
Wobei ein zentralisiertes serverbasiertes Verwaltungsgerät zur Analyse aller Patienten in der Anstalt und zur Untersuchung ihres Verhaltens ausgelegt ist, um eine Einschätzung der psychischen Störung zu erhalten, an der sie leiden.A centralized server-based management device designed to analyze all patients in the institution and examine their behavior to obtain an assessment of the mental disorder they are suffering from.
Hier wird für den Analyseprozess das vorgeschlagene Gerät bestehend aus einem zentralen serverbasierten System aufgebaut, bei dem ein digitaler Anzeigemechanismus und ein Tonsystem verwendet werden, um Bilder, Videos oder Geräusche anzuzeigen, die den Patienten präsentiert werden, die an ein verschiedenes Sensorsystem angeschlossen sind Daten zu erhalten.Here, for the analysis process, the proposed device is built consisting of a central server-based system that uses a digital display mechanism and a sound system to display images, videos or sounds that are presented to the patients that are connected to a various sensor system to provide data receive.
Hier wird das zentralisierte Serversystem von der verantwortlichen Person verwaltet, die mit einem authentifizierten Login versehen wurde, um die Daten, die dem Patienten präsentiert werden, hochzuladen und zu aktualisieren. Die gesamte Umgebung ist mit Bildsensoren wie Kameras ausgestattet, um die Emotionen und Reaktionen zu erfassen, anhand derer die Stimmungsanalyse durchgeführt wird, und der Zustand des Patienten kann erkannt werden.Here the centralized server system is managed by the responsible person who has been provided with an authenticated login to upload and update the data presented to the patient. The whole environment is equipped with image sensors such as cameras to capture the emotions and reactions, based on which the mood analysis is carried out, and the patient's condition can be recognized.
Die Methodik der Erfindung kann verwendet werden, um verschiedene Formen von Demenz zu diagnostizieren und zu unterscheiden, einschließlich Demenz im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit (AD), Lewy-Körperchen-Demenz, vaskulärer Demenz, frontotemporaler degenerativer Demenz (z. B. Pick-Krankheit, kortikobasale ganglionäre Degenerationen und frontotemporale Demenz). ), Huntington-Krankheit, Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, Parkinson-Krankheit, zerebrovaskuläre Erkrankung, Kopftrauma und Drogenmissbrauch). Parkinson- oder Huntington-Krankheit sind in einigen Ausführungsformen bevorzugt. AD ist in einigen Ausführungsformen besonders bevorzugt.The methodology of the invention can be used to diagnose and distinguish various forms of dementia, including dementia associated with Alzheimer's disease (AD), Lewy body dementia, vascular dementia, frontotemporal degenerative dementia (e.g., Pick disease, corticobasal ganglionic degenerations and frontotemporal dementia). ), Huntington's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, Parkinson's disease, cerebrovascular disease, head trauma and substance abuse). Parkinson's or Huntington's disease are preferred in some embodiments. AD is particularly preferred in some embodiments.
Die Reaktionszeit wird normalerweise durch verschiedene Arten von Gehirnerkrankungen beeinflusst, und diese Muster von Reaktionszeiten können für diagnostische Zwecke verwendet werden. Es wurde bereits gezeigt, dass die Reaktionszeit gesunder Patienten mit statistischen Eigenschaften natürlicher Bilder, Videos und Rauschen korreliert, und mit diesem System hilft es, unterschiedliche Korrelationsmuster für gesunde Patienten im Vergleich zu Patienten in frühen Stadien der Krankheit und Konfrontation zu erkennen andere schwere psychische Störung. Bis zur vorliegenden Erfindung ist der Nachweis von AD durch Antwortreaktionszeiten nicht allein experimentell getestet worden. Einfache Reaktionszeitmethoden wurden in Verbindung mit anderen Tests verwendet, aber nicht allein als ein einheitlicher Test, wie wir ihn anbieten. Darüber hinaus offenbart diese Methodik weder die Verwendung von „Bildern, Videos, Rauschen“ noch die Verwendung natürlicher Statistiken. Die von uns verwendete statistische Analyse, beispielsweise die Messung der Entropie eines Stimulus, ist nur auf natürliche Bilder, Videos und Rauschen anwendbar und kann nicht auf einfache Strichzeichnungsbilder wie die in dieser Veröffentlichung verwendeten angewendet werden.Reaction time is usually affected by various types of brain disorders, and these patterns of reaction times can be used for diagnostic purposes. The reaction time of healthy patients has already been shown to correlate with statistical properties of natural images, videos and noise, and using this system it helps to detect different correlation patterns for healthy patients compared to patients in early stages of the disease and confrontation with other serious mental disorder . Until the present invention, detection of AD by response times alone has not been tested experimentally. Simple reaction time methods have been used in conjunction with other tests, but not solely as a unified test like the one we offer. Furthermore, this methodology does not disclose the use of “images, videos, noise” nor the use of natural statistics. The statistical analysis we use, such as measuring the entropy of a stimulus, is only applicable to natural images, video and noise, and cannot be applied to simple line drawing images such as those used in this publication.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung mit einer Kategorisierungsaufgabe mit zweierzwungener Auswahl programmiert. Ein computergestützter aufgabenbasierter psychophysischer Schnellkategorisierungstest unter Verwendung natürlicher Bilder kann ebenfalls entwickelt werden. Der digitale psychophysische Test erfasst ein großes Kortexvolumen, hauptsächlich den visuellen Kortex, von dem bekannt ist, dass er auch in frühen Stadien der Alzheimer-Krankheit betroffen ist. Damit wird das Gerät in der Lage sein, die Krankheit bereits vor dem Auftreten von Gedächtnisverlustsymptomen zu erkennen und auch, wenn die Krankheit bereits ein extremes Stadium erreicht hat. Die Bilder können beim Patienten sogar Angst, Angst oder Trauer auslösen, und der Ausdruck oder die Reaktion kann mithilfe von Bildsensoren erfasst werden, die in der gesamten Umgebung angebracht sind.In the preferred embodiment of the present invention, the device is programmed with a two-constraint choice categorization task. A computer-aided, task-based rapid psychophysical categorization test using natural imagery can also be developed. The digital psychophysical test covers a large volume of cortex, mainly the visual cortex, which is also known to be affected in early stages of Alzheimer's disease. With this, the device will be able to detect the disease before the onset of memory loss symptoms and also when the disease has already reached an extreme stage. The images can even evoke fear, anxiety, or sadness in the patient, and the expression or reaction can be captured using image sensors placed throughout the environment.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: LIPPERT STACHOW PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE , DE |