FR2950456A1

FR2950456A1 - METHOD OF DETECTING THE FALL OF A PERSON

Info

Publication number: FR2950456A1
Application number: FR0956519A
Authority: FR
Inventors: Frederic Dome
Original assignee: FLY TELECOM TECHNOLOGIES
Current assignee: FLY TELECOM TECHNOLOGIES
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2011-03-25
Anticipated expiration: 2029-09-22
Also published as: FR2950456B1; EP2302604A1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de détection de chute d'une personne, dans lequel on enregistre le pouls d'une personne et on mesure l'accélération subie par son corps, en particulier au niveau d'un membre supérieur, caractérisé en ce qu'il consiste à calculer une moyenne du pouls enregistré ; vérifier à un temps donné, par rapport à des seuils de tolérance, un dépassement de ladite moyenne du pouls et de la mesure de l'accélération ; et déclencher une alarme en cas de dépassement.The present invention relates to a method of detecting a fall of a person, in which the pulse of a person is recorded and the acceleration experienced by his body, in particular at the level of an upper limb, is measured, characterized in that it consists in calculating an average of the recorded pulse; checking at a given time, with respect to tolerance thresholds, exceeding said average pulse rate and measuring the acceleration; and trigger an alarm if exceeded.

Description

La présente invention entre dans le domaine médical, plus particulièrement dans la surveillance de personne et la détection de chute d'un patient en convalescence, d'une personne âgée ou à mobilité réduite. The present invention is in the medical field, more particularly in the person monitoring and fall detection of a patient recovering from an elderly person or with reduced mobility.

L'invention trouvera une application préférentielle, mais aucunement limitative, dans la détection de chute d'une personne au sein d'un établissement de soin, d'une maison de retraite ou à domicile. La surveillance d'une personne pose de nombreux inconvénients si elle doit être réalisée par la présence permanente d'un tiers. En effet, d'une part, il n'est pas possible pour un établissement de soin de surveiller constamment et avec diligence l'ensemble des personnes et patients dont elle s'occupe. Par ailleurs, les personnes nécessitant une surveillance et résidant chez eux doivent alors requérir les services d'une aide à domicile. Dans l'un ou l'autre cas, peu importe le nombre de personnes attachées à la surveillance, la vigilance du surveillant est souvent défaillante et entraîne des accidents, allant d'un malaise ou d'une aggravation subite de l'état de santé d'un patient à des chutes pouvant occasionner des dommages corporels aussi bien qu'un traumatisme psychologique. C'est pourquoi, il existe des dispositifs médicaux de surveillance de personne afin de détecter les changements d'état d'une personne, en particulier la détection de chute de cette dernière. De tels dispositifs de surveillance se présentent généralement sous la forme d'un bracelet embarquant des moyens divers de détections, en particulier la détection du pouls et un accéléromètre. The invention will find a preferential application, but in no way limiting, in the detection of a person falling into a care establishment, a retirement home or home. Monitoring a person poses many disadvantages if it must be carried out by the permanent presence of a third party. On the one hand, it is not possible for a care facility to constantly and diligently monitor all the people and patients it deals with. In addition, people requiring supervision and residing at home must then request the services of home help. In either case, regardless of the number of persons attached to the surveillance, the vigilance of the supervisor is often deficient and leads to accidents, ranging from uneasiness or a sudden worsening of the state of health. from a patient to falls that can cause bodily injury as well as psychological trauma. That is why there are medical devices for monitoring a person in order to detect the changes of state of a person, in particular the fall detection of the latter. Such monitoring devices are generally in the form of a bracelet embodying various means of detections, in particular the detection of the pulse and an accelerometer.

Tout d'abord, la détection du pouls permet de surveiller l'état général de santé d'une personne, déclenchant une alarme si des seuils sont dépassés. Toutefois, la détection du pouls est limitée à la surveillance de l'état de santé du porteur. D'autre part, l'accéléromètre mesure les accélérations que subit le dispositif de surveillance et, en fonction des différentiels de vitesse enregistrés, déduit l'existence d'une chute et déclenche une alarme. Le principe général d'un tel dispositif est décrit succinctement dans le document FR 2 857 140 concernant le suivi, l'assistance, la détection, le contrôle et la surveillance de personnes ou animaux, ainsi que l'acquisition de données, notamment relatives à leur état de santé. Pour ce faire, un bracelet-montre embarque de nombreux capteurs et moyens de contrôle pour vérifier constamment ou périodiquement l'état du porteur. En autres, il enferme un capteur permettant de mesurer le pouls et un accéléromètre, ce dernier permettant de détecter une chute. On notera que divers moyens existent pour communiquer l'alarme vers les surveillants. Ainsi, le dispositif de surveillance est connecté à un réseau de communication, généralement sans fil, qui permet la transmission d'informations vers une permanence de garde et de surveillance qui peut alors porter assistance à la personne. Un exemple de communication et détection au moyen d'une étiquette d'identification par radio fréquence (RFID pour « Radio Frequency Identification ») est notamment décrit au travers du document WO 2007/081823. Les dispositifs de surveillance connus restent toutefois peu fiables, en particulier concernant la détection de chutes. Dans la pratique, l'accéléromètre ne permet pas d'obtenir des taux de détection de chute fiables en raison des différences liées aux personnes qui portent le dispositif. Un réglage systématique et minutieux devrait être fait pour obtenir une détection satisfaisante. De plus, la tension et le pouls peuvent varier énormément 30 d'une personne à une autre, nécessitant alors un réglage systématique par rapport au pouls du porteur. L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en proposant de lier la surveillance du pouls avec les variations de l'accéléromètre de manière à 35 améliorer la détection de chute. Pour ce faire, l'invention se base tout d'abord sur le fait que les accélérations du corps humain suivent des courbes logarithmiques. En d'autres termes, les accélérations volontaires générées par les mouvements du corps suivent une courbe croissante et continue. A l'inverse, une chute génère une courbe brusque, s'apparentant à une droite, nette et cassée. Par ailleurs, en cas de chute, le stress occasionné entraîne une modification ponctuelle du pouls de la personne. En combinant ces deux données, il est possible de détecter immédiatement de façon précise et fiable une chute d'une personne, puis de prévenir automatiquement les secours. De plus, l'invention prévoit d'enregistrer le pouls selon une moyenne de manière à adapter de façon indirect la détection en fonction de chaque personne, sans faire intervenir de réglage pour chaque personne. En effet, l'invention calcule une moyenne du pouls et interprète ce calcul en fonction d'écarts types définis. Ainsi, l'invention permet de s'adapter à tout porteur, en fonction de ses paramètres propres. Pour ce faire, la présente invention concerne un procédé 20 de détection de chute. Un tel procédé consiste à enregistrer le pouls d'une personne et mesurer l'accélération subie par son corps, en particulier au niveau d'un membre supérieur. Il se caractérise en ce qu'il consiste à : 25 - calculer une moyenne du pouls enregistré ; - vérifier à un temps donné, par rapport à des seuils de tolérance, un dépassement de ladite moyenne du pouls et de la mesure de l'accélération ; et - déclencher une alarme en cas de dépassement. 30 Selon d'autres caractéristiques, les seuils de tolérance de la moyenne du pouls enregistré correspondent à un écart type d'au moins 20%. Avantageusement, les seuils de tolérance de la mesure de l'accélération correspondent à un écart donné par rapport à une 35 courbe logarithmique. First, pulse detection is used to monitor a person's general health, triggering an alarm if thresholds are exceeded. However, the detection of the pulse is limited to monitoring the state of health of the wearer. On the other hand, the accelerometer measures the accelerations experienced by the monitoring device and, based on the recorded speed differentials, deduces the existence of a fall and triggers an alarm. The general principle of such a device is described briefly in the document FR 2 857 140 concerning the monitoring, assistance, detection, control and surveillance of persons or animals, as well as the acquisition of data, in particular relating to their state of health. To do this, a wristwatch carries many sensors and control means to constantly or periodically check the condition of the wearer. In addition, it encloses a sensor for measuring the pulse and an accelerometer, the latter to detect a fall. It will be noted that various means exist to communicate the alarm to the supervisors. Thus, the monitoring device is connected to a communication network, generally wireless, which allows the transmission of information to a guard and watch that can then assist the person. An example of communication and detection using a radio frequency identification tag (RFID for "Radio Frequency Identification") is described in particular through document WO 2007/081823. The known monitoring devices, however, remain unreliable, in particular concerning the detection of falls. In practice, the accelerometer does not make it possible to obtain reliable fall detection rates because of the differences related to the persons wearing the device. A systematic and careful adjustment should be made to obtain a satisfactory detection. In addition, the voltage and pulse can vary enormously from one person to another, thus necessitating a systematic adjustment with respect to the wearer's pulse. The object of the invention is to overcome the drawbacks of the state of the art by proposing to link the pulse monitoring with the variations of the accelerometer so as to improve the detection of a fall. To do this, the invention is based first of all on the fact that the accelerations of the human body follow logarithmic curves. In other words, the voluntary accelerations generated by the movements of the body follow an increasing and continuous curve. Conversely, a fall generates a sharp curve, similar to a line, sharp and broken. Moreover, in the event of a fall, the stress caused causes a specific modification of the person's pulse. By combining these two data, it is possible to immediately and accurately detect a fall of a person, then to automatically prevent the rescue. In addition, the invention provides for recording the pulse according to an average so as to indirectly adapt the detection according to each person, without involving adjustment for each person. Indeed, the invention calculates a pulse average and interprets this calculation according to defined standard deviations. Thus, the invention makes it possible to adapt to any wearer, according to his own parameters. To do this, the present invention relates to a method of detecting a fall. Such a method involves recording a person's pulse and measuring the acceleration experienced by his body, particularly at an upper limb. It is characterized in that it consists of: calculating an average of the recorded pulse; - to check at a given time, with respect to tolerance thresholds, an exceeding of said average pulse and the measurement of the acceleration; and - trigger an alarm if exceeded. According to other characteristics, the tolerance thresholds of the recorded pulse average correspond to a standard deviation of at least 20%. Advantageously, the tolerance thresholds of the acceleration measurement correspond to a given deviation with respect to a logarithmic curve.

De plus, ce procédé consiste à configurer des données paramétrables et lesdits seuils de tolérance à partir d'une base connectée à distance par un réseau de communication sans fil à un terminal portable, tel un bracelet, porté par ladite personne, de manière à transmettre lesdites données et lesdits seuils depuis ladite base vers ledit bracelet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention. In addition, this method consists in configuring parameterizable data and said tolerance thresholds from a base connected remotely by a wireless communication network to a portable terminal, such as a bracelet, worn by said person, so as to transmit said data and said thresholds from said base to said bracelet. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following detailed description of non-limiting embodiments of the invention.

La présente invention concerne spécifiquement la détection de chute d'une personne. En outre, l'invention pourra détecter un changement de l'état de santé de ladite personne. Pour ce faire, l'invention propose un procédé de détection 15 de chute d'une personne à partir de deux paramètres : le pouls et l'accélération. Dès lors, le pouls d'une personne est mesuré et enregistré. Une première caractéristique de la présente invention réside dans le calcul de la moyenne du pouls mesuré. 20 Ainsi, les mesures s'adaptent en fonction de la physiologie du patient, qu'il ait un pouls naturellement bas ou élevé. L'établissement d'une moyenne du pouls mesuré permet de vérifier la dispersion de certaines valeurs enregistrée par rapport à ladite moyenne, et ainsi de détecter une hausse ou 25 une chute brutale du pouls mesuré, en dehors de comportements normaux dont les moyennes seront en augmentation ou diminution mais de manière constante et progressive, par exemple des phases sportives, de repos, de sommeil. Cette détection d'une variation brusque du pouls par 30 rapport à la moyenne calculée s'effectue par une comparaison avec un seuil de tolérance. En d'autres termes, une vérification systématique est effectuée pour savoir si une valeur de pouls enregistrée dépasse un seuil de tolérance, haut ou bas. Concrètement, les seuils de tolérance de la moyenne du 35 pouls correspondent à un écart type. Ce dernier peut être d'au moins 20%, autour de ladite moyenne. The present invention specifically relates to the fall detection of a person. In addition, the invention may detect a change in the state of health of said person. To do this, the invention proposes a method of detecting a fall of a person from two parameters: pulse and acceleration. From then on, a person's pulse is measured and recorded. A first feature of the present invention resides in the calculation of the average of the measured pulse. Thus, the measurements adapt according to the physiology of the patient, whether he has a naturally low or high pulse. Establishing an average of the measured pulse makes it possible to check the dispersion of certain values recorded with respect to said average, and thus to detect a rise or a sudden drop in the measured pulse, apart from normal behaviors whose averages will be in increase or decrease but in a constant and progressive way, for example sports phases, rest, sleep. This detection of a sudden change in pulse relative to the calculated average is made by comparison with a tolerance threshold. In other words, a systematic check is made to find out if a recorded pulse value exceeds a tolerance threshold, high or low. Specifically, the tolerance thresholds of the pulse average correspond to a standard deviation. The latter may be at least 20%, around said average.

Un tel écart type permet de définir un intervalle qui va varier autour de la moyenne calculée du pouls de la personne. Dès lors, seules les variations rapides vont être prises en compte par la détection selon l'invention, évitant les risques d'erreurs liés à une hausse ou une baisse naturelles du pouls. On notera que des seuils minimum et maximum peuvent être déterminés et dans lesquels la moyenne et/ou son écart type doivent se situer. En dehors de ses seuils extrêmes, l'état de santé de la personne pourra être considéré comme dégradé et nécessitant une assistance ou une intervention de secours. En plus de la mesure du pouls et du calcul de sa moyenne, l'invention prévoit de mesurer l'accélération subie par le corps de la personne. Cette accélération sera tout particulièrement mesurée en partie haute du corps, au niveau d'un membre supérieur, tel un bras ou un poignet. D'autres seuils de tolérance sont établis pour vérifier un dépassement de la mesure de l'accélération. Selon un mode préférentiel de réalisation, les seuils de tolérance de la mesure de l'accélération correspondent à un écart donné par rapport à une courbe logarithmique. En effet, comme évoqué précédemment, les accélérations du corps humain sont progressives, selon une courbe spécifique, tandis qu'une chute provoque une accélération nette, cassée par rapport à une telle courbe. Such a standard deviation makes it possible to define an interval that will vary around the calculated average of the person's pulse. Therefore, only the rapid variations will be taken into account by the detection according to the invention, avoiding the risk of errors related to a natural rise or fall of the pulse. It should be noted that minimum and maximum thresholds can be determined and in which the mean and / or its standard deviation must lie. Beyond its extreme thresholds, the state of health of the person may be considered degraded and requiring assistance or rescue intervention. In addition to measuring the pulse and calculating its average, the invention provides for measuring the acceleration experienced by the body of the person. This acceleration will be especially measured in the upper part of the body, at the level of an upper limb, such as an arm or a wrist. Other tolerance thresholds are set to check that the acceleration measurement has been exceeded. According to a preferred embodiment, the tolerance thresholds of the measurement of the acceleration correspond to a given deviation with respect to a logarithmic curve. Indeed, as mentioned above, the accelerations of the human body are progressive, according to a specific curve, while a fall causes a sharp acceleration, broken in relation to such a curve.

De manière identique à l'écart type employé pour la moyenne du pouls, la vérification de l'accélération s'effectue par rapport à un intervalle autour de données considérées comme normales. De plus, des seuils critiques, minimum et maximum, 30 pourront être envisagés pour automatiquement détecter des chutes en cas de dépassement. A ce titre, dès dépassement d'un seuil de tolérance, l'invention prévoit de déclencher une alarme. Cette dernière pourra alors être relayée vers un système de surveillance et 35 d'intervention adapté. On notera que la vérification s'effectue simultanément, à un temps donné, entre les variations de la prise du pouls par rapport à la moyenne et la mesure de l'accélération. En effet, la combinaison d'une hausse brutale du pouls avec une forte accélération permet de diagnostiquer une chute de la personne de manière fiable. Selon une caractéristique additionnelle, l'invention prévoit de configurer des données paramétrables et lesdits seuils de tolérance à partir d'une base connectée à distance, par l'intermédiaire d'un réseau de communication sans fil, à un terminal portable, tel un bracelet, porté par ladite personne, de manière à transmettre lesdites données et lesdits seuils depuis ladite base vers ledit bracelet. En retour, ledit bracelet peut intégrer les moyens nécessaires au calcul de la moyenne du pouls et la comparaison de cette moyenne, ainsi que de la mesure de l'accélération, avec leurs seuils de tolérance respectifs. Dans ce cas, l'alarme de dépassement est déclenchée au niveau du bracelet puis retransmise vers ladite base. A l'inverse, seules les données mesurées au niveau du bracelet peuvent être transmises à ladite base qui intègre alors les étapes de traitement des données pour déterminer un dépassement et une chute. De plus, le réseau de communication sans fil envisagé peut être géographiquement limité, selon une zone précise, de sorte que les échanges entre le bracelet et ladite base s'effectue ne permanence. Dès lors, en cas de rupture des échanges, une alarme peut être déclenchée automatiquement depuis la base. En effet, cette rupture correspond au fait que le bracelet est sorti de la zone et n'est donc plus sous surveillance ou qu'il est défectueux. Selon un mode préférentiel de réalisation, ladite base est fixe et reliée à un autre réseau de communication, notamment informatique ou téléphonique, filaire ou hertzien, vers un serveur de surveillance. In the same way as the standard deviation used for the average pulse, the verification of the acceleration is performed with respect to an interval around data considered normal. In addition, critical, minimum and maximum thresholds may be envisaged to automatically detect falls in case of overshoot. As such, when exceeding a tolerance threshold, the invention provides for triggering an alarm. The latter can then be relayed to a monitoring system and adapted 35 intervention. It should be noted that the verification is carried out simultaneously, at a given time, between the variations of the catch of the pulse relative to the average and the measurement of the acceleration. Indeed, the combination of a sharp increase in pulse rate with a strong acceleration makes it possible to diagnose a fall of the person reliably. According to an additional characteristic, the invention provides for the configuration of parameterizable data and said tolerance thresholds from a base connected remotely, via a wireless communication network, to a portable terminal, such as a bracelet. carried by said person, so as to transmit said data and said thresholds from said base to said bracelet. In return, said bracelet can integrate the means necessary for calculating the average pulse and the comparison of this average, as well as the measurement of the acceleration, with their respective tolerance thresholds. In this case, the overflow alarm is triggered at the bracelet and then transmitted back to said base. Conversely, only the data measured at the level of the bracelet can be transmitted to said base which then integrates the data processing steps to determine an overshoot and a fall. In addition, the proposed wireless communication network can be geographically limited, according to a specific area, so that the exchanges between the bracelet and said base is done permanently. Therefore, in case of break of exchanges, an alarm can be triggered automatically from the base. Indeed, this break corresponds to the fact that the bracelet is out of the zone and is no longer under surveillance or is defective. According to a preferred embodiment, said base is fixed and connected to another communication network, in particular computer or telephone, wired or wireless, to a monitoring server.

En cas de dépassement, l'alarme déclenchée est transmise audit serveur de surveillance qui relaie l'information vers les personnes concernées, locales dans le cas du personnel infirmier ou à distance dans le cas de secours. Par ailleurs, ledit bracelet embarque des moyens de détection sous la forme de capteurs, en particulier un capteur pour la prise de pouls et un capteur pour la mesure de l'accélération. D'une part, le capteur de prise de pouls peut consister en un système piézoélectrique ou à diodes électroluminescentes (LED). In case of overshoot, the triggered alarm is transmitted to said monitoring server which relays the information to the persons concerned, local in the case of nurses or remote in the case of emergency. Furthermore, said bracelet includes detection means in the form of sensors, in particular a sensor for taking the pulse and a sensor for measuring the acceleration. On the one hand, the pulse pickup sensor may consist of a piezoelectric system or light emitting diode (LED).

D'autre part, le capteur de mesure de l'accélération peut consister en un accéléromètre, offrant une détection tridimensionnelle, selon trois axes, et ayant une sensibilité fine, pouvant mesurer une force allant jusqu'à deux fois la constante gravitationnelle. On the other hand, the acceleration measurement sensor may consist of an accelerometer, offering a three-dimensional detection, along three axes, and having a fine sensitivity, capable of measuring a force of up to twice the gravitational constant.

La présente invention permet donc d'obtenir une détection fiable et précise pour diagnostiquer une chute, améliorant considérablement la surveillance des personnes, en établissement ou à domicile. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. The present invention thus provides a reliable and accurate detection to diagnose a fall, greatly improving the monitoring of people in institutions or at home. Of course, the invention is not limited to the examples illustrated and described above which may have variants and modifications without departing from the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of detecting the fall of a person, in which the pulse of a person is recorded and the acceleration experienced by his body is measured, in particular at the level of an upper limb, characterized in that it consists of: - calculate an average of the recorded pulse; to check at a given time, with respect to tolerance thresholds, an exceeding of said average pulse rate and the measurement of the acceleration; and - trigger an alarm if exceeded.

2. The detection method according to claim 1, characterized in that the tolerance thresholds of the recorded pulse average correspond to a standard deviation of at least 20%. 15

3. Detection method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the tolerance thresholds of the acceleration measurement corresponds to a given deviation from a logarithmic curve.

4. Detection method according to any one of the preceding claims, characterized in that it consists in configuring parameterizable data and said tolerance thresholds from a base connected remotely by a wireless communication network to a portable terminal, such as a bracelet, carried by said person, so as to transmit said data and said thresholds from said base to said bracelet. 8