ITMI20112014A1 - METHOD AND EQUIPMENT FOR THE MONITORING OF THE USER'S LIFE PARAMETERS. - Google Patents
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Description
“Metodo e apparecchiatura per il monitoraggio dei parametri vitali di un utente†⠀ œMethod and equipment for monitoring a user's vital signsâ €
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un’apparecchiatura per il monitoraggio dei parametri vitali di un utente in accordo con la rivendicazione 1. The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring the vital parameters of a user in accordance with claim 1.
Nel seguito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni per “parametri vitali†si intendono quei parametri relativi allo stato di salute di un utente come, ad esempio, la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna, la temperatura corporea, il ritmo respiratorio, lo stato di idratazione, l'ossigenazione del sangue e i livelli di glucosio. In the remainder of this description and in the subsequent claims, `` vital parameters '' means those parameters relating to the state of health of a user such as, for example, heart rate, blood pressure, body temperature, respiratory rate, state of hydration, blood oxygenation and glucose levels.
Mediante la misurazione continua e la successiva analisi di tali parametri à ̈ possibile determinare le condizioni di funzionalità dell’organismo di un utente. Through the continuous measurement and subsequent analysis of these parameters it is possible to determine the functional conditions of a user's body.
Un tipico dispositivo di monitoraggio dei parametri vitali à ̈ il cardiofrequenzimetro che permette la misura della frequenza cardiaca di un utente. In tal modo à ̈ possibile, durante ad esempio lo svolgersi di un’attività sportiva, determinare quanta fatica l’utente sta affrontando e gli effetti che tale sforzo produrrà sull’organismo. A typical vital signs monitoring device is the heart rate monitor which allows the measurement of a user's heart rate. In this way it is possible, for example during a sporting activity, to determine how much fatigue the user is facing and the effects that this effort will produce on the organism.
Un ulteriore approccio per ottenere il monitoraggio dei parametri vitali consiste nell’utilizzare radiazioni (luminose o infrarosse) destinate ad essere inviate all’interno dei tessuti corporei. La radiazione à ̈ riflessa o trasmessa dal sangue in funzione della variazione di volume del medesimo nelle arterie. Processando opportunamente la radiazione riflessa o trasmessa à ̈ possibile così calcolare la frequenza cardiaca o la concentrazione di ossigeno nel sangue. A further approach to obtain the monitoring of vital parameters consists in using radiation (light or infrared) destined to be sent inside the body tissues. The radiation is reflected or transmitted by the blood as a function of the volume variation of the same in the arteries. By suitably processing the reflected or transmitted radiation, it is possible to calculate the heart rate or the concentration of oxygen in the blood.
Tale tecnica à ̈ chiamata fotopletismografia e consiste nella misurazione ottica della variazione di volume del sangue nelle arterie. La pulsiossimetria, ad esempio, à ̈ una tecnica basata sulla fotopletismografia in cui il sangue à ̈ irradiato con due differenti lunghezze d'onda; mediante il confronto delle due singole onde à ̈ possibile ottenere la misura dell'ossigenazione del sangue. This technique is called photoplethysmography and consists in the optical measurement of the change in blood volume in the arteries. Pulse oximetry, for example, is a technique based on photoplethysmography in which the blood is irradiated with two different wavelengths; by comparing the two single waves it is possible to obtain the measurement of blood oxygenation.
Oggigiorno à ̈ sempre più sentita l’esigenza di escogitare metodi e/o apparecchiature che consentano di interagire con i dispositivi remoti a disposizione di un utente in modo semplice e veloce. Nowadays there is an increasing need to devise methods and / or equipment that make it possible to interact with the remote devices available to a user in a simple and fast way.
I recenti sviluppi nel campo della tecnologia delle telecomunicazioni e dell'elettronica digitale hanno infatti permesso la diffusione di sistemi portatili (cosiddetti dispostivi “handheld†, ad esempio Smartphone e Personal Digital Assistant) che consentono di gestire le più disparate applicazioni. Recent developments in the field of telecommunications technology and digital electronics have in fact allowed the spread of portable systems (so-called â € œhandheldâ € devices, such as Smartphones and Personal Digital Assistants) that allow the management of the most disparate applications.
I dispositivi Smartphone, ad esempio, grazie alla loro versatilità , permettono facilmente di processare informazioni e dati esterni allo scopo di fruire utili servizi agli utenti. Smartphone devices, for example, thanks to their versatility, make it easy to process information and external data in order to benefit from useful services to users.
E’ necessario tuttavia fornire apparecchiature e metodi che garantiscano agli utilizzatori comfort ed efficienza energetica. L’utente deve infatti poter sfruttare la versatilità dei sistemi portatili senza complicazioni e, dal punto di vista energetico, risulta necessario utilizzare sistemi di comunicazione che garantiscano minimi consumi energetici. However, it is necessary to provide equipment and methods that guarantee users comfort and energy efficiency. The user must in fact be able to exploit the versatility of portable systems without complications and, from an energy point of view, it is necessary to use communication systems that guarantee minimum energy consumption.
Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di provvedere un metodo per il monitoraggio dei parametri vitali di un utente avente caratteristiche funzionali tali da soddisfare le suddette esigenze e da ovviare nel contempo agli inconvenienti di cui si à ̈ detto con riferimento alla tecnica nota. The aim of the present invention is therefore to provide a method for monitoring the vital parameters of a user having functional characteristics such as to satisfy the aforesaid needs and at the same time to obviate the drawbacks mentioned with reference to the known art.
Tale scopo à ̈ raggiunto da un metodo per il monitoraggio dei parametri vitali di un utente in accordo con la rivendicazione 1. This purpose is achieved by a method for monitoring the vital parameters of a user in accordance with claim 1.
In accordo con un ulteriore aspetto, l’invenzione riguarda un’apparecchiatura per il monitoraggio dei parametri vitali di un utente metodo in accordo con la rivendicazione 10. In accordance with a further aspect, the invention relates to an apparatus for monitoring the vital parameters of a method user in accordance with claim 10.
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi del metodo secondo la presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata e dai suoi esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui: Further characteristics and advantages of the method according to the present invention will become evident from the description given below and from its preferred embodiment examples, given by way of non-limiting example, with reference to the attached figures, in which:
- la figura 1 rappresenta uno schema a blocchi dell’apparecchiatura per il monitoraggio dei parametri vitali di un utente in accordo con l’invenzione; - figure 1 represents a block diagram of the apparatus for monitoring the vital parameters of a user in accordance with the invention;
- la figura 2 rappresenta una forma di realizzazione dello schema circuitale dell’apparecchiatura per il monitoraggio dei parametri vitali di figura 1. - figure 2 represents an embodiment of the circuit diagram of the apparatus for monitoring the vital parameters of figure 1.
Con riferimento alle figure allegate, con 100 Ã ̈ globalmente indicato un auricolare con microfono in accordo con la presente invenzione. With reference to the attached figures, 100 generally indicates an earphone with microphone in accordance with the present invention.
L’auricolare con microfono 100 à ̈ destinato ad essere indossato all’orecchio di un utente e risulta preferibilmente essere un auricolare di tipo wireless. The headset with microphone 100 is intended to be worn in the ear of a user and is preferably a wireless type headset.
Tali auricolari sono tipicamente dotati di un’interfaccia microfonica 110 atta a convertire la voce dell’utente in un segnale elettrico audio vocale voice(t). Such earphones are typically equipped with a microphone interface 110 suitable for converting the user's voice into an electrical audio vocal signal voice (t).
L’auricolare con microfono 100 à ̈ dotato di un modulo trasmittente 120 destinato a stabilire una connessione audio secondo un protocollo Bluetooth con un remoto modulo ricevente 200. Il modulo ricevente 200 può essere inserito all’interno di dispositivi quali, ad esempio, terminali telefonici portatili, automobili, computer, ecc. The headset with microphone 100 is equipped with a transmitting module 120 intended to establish an audio connection according to a Bluetooth protocol with a remote receiving module 200. The receiving module 200 can be inserted inside devices such as, for example, portable telephone terminals, cars, computers, etc.
L’auricolare con microfono 100 à ̈ dotato di un trasduttore 130 atto a generare un segnale elettrico PPG(t) in funzione dei parametri biometrici di utente. The headset with microphone 100 is equipped with a transducer 130 capable of generating an electrical signal PPG (t) as a function of the user's biometric parameters.
Preferibilmente, il trasduttore 130 comprende un sensore ottico fotopletismografico destinato ad essere posto in contatto con una porzione di tessuto corporeo di un utente per misurare la frequenza e il ritmo cardiaco di utente. Preferably, the transducer 130 comprises an optical photoplethysmographic sensor intended to be placed in contact with a portion of a user's body tissue to measure the user's heart rate and rhythm.
Il sensore ottico presenta un elemento emettitore atto ad emettere una radiazione elettromagnetica in una porzione di tessuto corporeo dell’utente, e un elemento ricevitore atto a ricevere la radiazione elettromagnetica riflessa o trasmessa dal tessuto corporeo. The optical sensor has an emitting element adapted to emit electromagnetic radiation in a portion of the user's body tissue, and a receiver element adapted to receive the electromagnetic radiation reflected or transmitted by the body tissue.
Preferibilmente, la radiazione elettromagnetica emessa dall’elemento emettitore presenta una lunghezza d’onda compresa tra 600 nm e 1000 nm. Preferably, the electromagnetic radiation emitted by the emitting element has a wavelength between 600 nm and 1000 nm.
In una forma di realizzazione, à ̈ possibile utilizzare un sensore ottico fotopletismografico a configurazione riflettente che integra un LED e un foto transistor orientati lungo una medesima direzione. Il LED emette una radiazione elettromagnetica (ad esempio di tipo infrarossa) che viene riflessa dal sangue in funzione della variazione di volume del medesimo nelle arterie. La radiazione riflessa à ̈ rilevata dal foto transistor e trasdotta in un segnale di tensione VPULSE_OUT(t). In one embodiment, it is possible to use a photoplethysmographic optical sensor with a reflective configuration which integrates an LED and a photo transistor oriented along the same direction. The LED emits electromagnetic radiation (for example infrared type) which is reflected by the blood as a function of the volume variation of the same in the arteries. The reflected radiation is detected by the photo transistor and transduced into a voltage signal VPULSE_OUT (t).
In una forma di realizzazione alternativa, à ̈ possibile utilizzare un sensore ottico fotopletismografico a configurazione trasmittente il quale presenta una forma sostanzialmente a “C†così da poter essere comodamente applicato al lobo di un orecchio. In tal caso, il LED e il foto transistor sono disposti uno opposto all’altro alle estremità del sensore. Come per la precedente forma realizzativa, la radiazione trasmessa à ̈ rilevata dal foto transistor e trasdotta in un segnale di tensione VPULSE_OUT(t). In an alternative embodiment, it is possible to use a photoplethysmographic optical sensor with a transmitting configuration which has a substantially "C" shape so that it can be comfortably applied to the lobe of an ear. In this case, the LED and the photo transistor are arranged opposite each other at the ends of the sensor. As for the previous embodiment, the transmitted radiation is detected by the photo transistor and transduced into a voltage signal VPULSE_OUT (t).
Giova rilevare che, aumentando il volume del sangue diminuisce la luce trasmessa e viceversa aumenta la luce riflessa. Questo à ̈ giustificato dal fatto che più sangue c'à ̈ nel tessuto e più luce viene bloccata. Di conseguenza, la luce riflessa aumenta e diminuisce la luce che attraversa il tessuto e allo stesso modo si comporta il segnale elettrico. In termini applicativi la configurazione trasmittente del sensore à ̈ più adatta per zone corporee che si prestano a lasciarsi attraversare da luce come il lobo dell'orecchio. Viceversa, la configurazione riflettente si adatta per parti del corpo che presentano ostacoli come le ossa, quindi le dita o l'avambraccio. It should be noted that increasing the blood volume decreases the transmitted light and vice versa the reflected light increases. This is justified by the fact that the more blood there is in the fabric, the more light is blocked. As a result, the reflected light increases and decreases the light passing through the tissue and the electrical signal behaves in the same way. In terms of application, the transmitter configuration of the sensor is more suitable for areas of the body that lend themselves to being passed through by light such as the earlobe. Conversely, the reflective configuration is suitable for parts of the body that have obstacles such as bones, then the fingers or forearm.
Occorre rilevare che il segnale di tensione VPULSE_OUT(t) in uscita dal sensore ottico ha un’ampiezza limitata e risulta indistinguibile dal rumore di fondo. Generalmente si ottiene un segnale VPULSE_OUT(t) che varia tra 1 mV e 10 mV. It should be noted that the voltage signal VPULSE_OUT (t) in output from the optical sensor has a limited amplitude and is indistinguishable from the background noise. Generally, a VPULSE_OUT (t) signal is obtained which varies between 1 mV and 10 mV.
In considerazione di ciò, l’auricolare con microfono 100 comprende un blocco di filtraggio/amplificazione 140 in comunicazione di segnale con il trasduttore 130. In consideration of this, the headset with microphone 100 comprises a filtering / amplification block 140 in signal communication with the transducer 130.
Considerando che la frequenza cardiaca di un essere umano può variare tra 30 e 250 pulsazioni al minuto, la banda di frequenza utile del segnale elettrico PPG(t) ricavato dal trasduttore 130 dev’essere almeno compresa tra 0,2 Hz e 5 Hz in funzione della frequenza cardiaca dell’utente. Considering that the heart rate of a human being can vary between 30 and 250 beats per minute, the useful frequency band of the electrical signal PPG (t) obtained from the transducer 130 must be at least between 0.2 Hz and 5 Hz in user heart rate function.
A tal proposito, il blocco di filtraggio/amplificazione 140 può comprendere: - un filtro passa alto (attivo o passivo) del primo ordine atto ad impostare una prima frequenza di taglio pari a circa 0,2 Hz, In this regard, the filtering / amplification block 140 can comprise: - a high pass filter (active or passive) of the first order suitable for setting a first cut-off frequency equal to about 0.2 Hz,
- un filtro passa basso attivo essendo atto ad impostare una seconda frequenza di taglio pari a circa 5 Hz, e - an active low pass filter being able to set a second cut-off frequency equal to about 5 Hz, e
- un amplificatore non invertente destinato ad amplificare il segnale elettrico PPG(t) di un fattore compreso tra 10 e 100. - a non-inverting amplifier intended to amplify the electrical signal PPG (t) by a factor between 10 and 100.
Anche in altre possibili forme realizzative, Ã ̈ possibile ottenere vantaggiosamente un blocco di filtraggio/amplificazione 140 avente le caratteristiche di un filtro passa banda atto a fornire una buona amplificazione in banda utile, lieve attenuazione della continua e abbattimento dei disturbi in alta frequenza. Also in other possible embodiments, it is possible to advantageously obtain a filtering / amplification block 140 having the characteristics of a band pass filter capable of providing a good amplification in the useful band, a slight attenuation of the DC and a reduction of high frequency disturbances.
Come sopra detto, il modulo trasmittente 120 à ̈ atto a stabilire una connessione con il modulo ricevente 200 secondo un protocollo Bluetooth di tipo audio. In particolare, il protocollo può essere, ad esempio, di tipo Hands-Free (HFP), Headset (HSP), Advanced Audio Distribution (A2DP) e Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP). As mentioned above, the transmitting module 120 is able to establish a connection with the receiving module 200 according to an audio type Bluetooth protocol. In particular, the protocol can be, for example, Hands-Free (HFP), Headset (HSP), Advanced Audio Distribution (A2DP) and Audio / Video Remote Control Profile (AVRCP) type.
Preferibilmente, il modulo trasmittente 120 Ã ̈ atto a stabilire una connessione Bluetooth di tipo audio Hands-Free (HFP). Preferably, the transmitting module 120 is adapted to establish a Bluetooth connection of the Hands-Free (HFP) audio type.
L’utilizzo della connessione Bluetooth di tipo audio permette vantaggiosamente di mantenere inalterate le caratteristiche funzionali dell’auricolare utilizzando il canale di trasmissione vocale anche per il trasferimento continuo dell’informazione proveniente dal sensore. The use of the Bluetooth audio connection advantageously allows to maintain the functional characteristics of the earphone unchanged by using the voice transmission channel also for the continuous transfer of the information coming from the sensor.
Vantaggiosamente, l’auricolare con microfono 100 dispone di un modulatore 150 in comunicazione di segnale con il trasduttore 130 e destinato a variare la banda di frequenza del segnale elettrico PPG(t) affinché essa sia compresa tra 20 Hz e 4000 Hz. Occorre rilevare infatti che il segnale elettrico PPG(t) dei parametri biometrici di un utente presenta una frequenza massima inferiore della frequenza minima della banda passante del modulo trasmittente 120. In tal modo, grazie alla presenza del modulatore 150 la banda di frequenza del segnale elettrico PPG(t) risulta modulata così da essere compresa all’interno della banda passante del modulo trasmittente 120. Advantageously, the headset with microphone 100 has a modulator 150 in signal communication with the transducer 130 and intended to vary the frequency band of the electrical signal PPG (t) so that it is between 20 Hz and 4000 Hz. in fact, detect that the electrical signal PPG (t) of the biometric parameters of a user has a maximum frequency lower than the minimum frequency of the passband of the transmitting module 120. In this way, thanks to the presence of the modulator 150, the frequency band of the electrical signal PPG (t) is modulated so as to be included within the passband of the transmitting module 120.
Come illustrato in figura 2, il modulatore 150 può comprendere un transistore 152 avente un elettrodo di drain D atto a ricevere il segnale elettrico PPG(t) amplificato e un elettrodo di gate G atto a ricevere un segnale di modulazione m(t). As illustrated in Figure 2, the modulator 150 can comprise a transistor 152 having a drain electrode D adapted to receive the amplified electric signal PPG (t) and a gate electrode G adapted to receive a modulation signal m (t).
In una forma di realizzazione preferita, il transistore 152 impiegato risulta essere un transistore di tipo N-MOS in configurazione Chopper. In a preferred embodiment, the transistor 152 used is an N-MOS transistor in a Chopper configuration.
Allo scopo di modulare il segnale elettrico PPG(t), à ̈ previsto un oscillatore 154 in comunicazione di segnale con l’elettrodo di gate G per generare il segnale di modulazione m(t). In order to modulate the electrical signal PPG (t), an oscillator 154 is provided in signal communication with the gate electrode G to generate the modulation signal m (t).
Per pilotare il transistore 152 à ̈ possibile utilizzare un oscillatore a porta logica NOT CMOS oppure un oscillatore a porta logica NOT a trigger di Schmitt (non illustrati). L’oscillatore a trigger di Schmitt permette vantaggiosamente di trasportare un’ulteriore informazione codificata nella frequenza di modulazione. To drive transistor 152 it is possible to use a CMOS NOT logic gate oscillator or a Schmitt triggered NOT logic gate oscillator (not shown). The Schmitt trigger oscillator advantageously allows to carry further information encoded in the modulation frequency.
In accordo con una forma di realizzazione, la capacità rilevata tra due elettrodi metallici posti rispettivamente accanto al led e al fotorilevatore ai lati del lobo dell’orecchio, modula la frequenza del segnale m(t) permettendo vantaggiosamente di recuperare, oltre all’informazione del segnale fotopletismografico, anche l’informazione di impedenza del lobo, legata ad esempio allo stato di idratazione. In accordance with an embodiment, the capacitance detected between two metal electrodes placed respectively next to the LED and the photodetector at the sides of the earlobe, modulates the frequency of the m (t) signal, advantageously allowing to recover, in addition to the information of the photoplethysmographic signal, also the information of impedance of the lobe, linked for example to the state of hydration.
Con riferimento al modulatore 150, il segnale di modulazione m(t) presenta una frequenza compresa tra 200 Hz e 500 Hz. With reference to the modulator 150, the modulation signal m (t) has a frequency between 200 Hz and 500 Hz.
In accordo con una forma di realizzazione, l’auricolare con microfono 100 à ̈ dotato di mezzi di commutazione 180 atti a mettere in comunicazione il modulo trasmittente 120 con il trasduttore 130 o con l’interfaccia microfonica 110 dell’auricolare con microfono 100. In accordance with an embodiment, the headset with microphone 100 is equipped with switching means 180 suitable for putting the transmitting module 120 in communication with the transducer 130 or with the microphone interface 110 of the headset with microphone 100.
In una versione, i mezzi di commutazione 180 sono dotati di un interruttore (non illustrato) utilizzabile dall’utente dimodoché egli possa decidere se mantenere il collegamento di segnale tra il modulo trasmittente 120 e il trasduttore 130 oppure tra il modulo trasmittente 120 e l’interfaccia microfonica 110. In tal modo, l’utente può decidere se utilizzare l’auricolare 100 come trasduttore per monitorare i parametri biometrici oppure come normale auricolare voce. In one version, the switching means 180 are equipped with a switch (not shown) that can be used by the user so that he can decide whether to maintain the signal connection between the transmitting module 120 and the transducer 130 or between the transmitting module 120 and the microphone interface 110. In this way, the user can decide whether to use the headset 100 as a transducer to monitor the biometric parameters or as a normal voice headset.
L’auricolare con microfono 100 può prevedere altresì la presenza di mezzi di controllo (non illustrati) in comunicazione di segnale con i mezzi di commutazione 180 ed atti a generare un segnale di controllo per controllare la commutazione dei mezzi di commutazione così da consentire l’invio del segnale elettrico PPG(t) o del segnale elettrico audio vocale voice(t) tra il modulo trasmittente 120 e il modulo ricevente 200. The headset with microphone 100 can also provide for the presence of control means (not shown) in signal communication with the switching means 180 and able to generate a control signal for controlling the switching of the switching means so as to allow the transmission of the electrical signal PPG (t) or of the electrical audio voice voice (t) signal between the transmitting module 120 and the receiving module 200.
Preferibilmente, durante il normale funzionamento, i mezzi di controllo sono atti a mantenere un collegamento continuo di segnale tra il modulo trasmittente 120 e il trasduttore 130. Nel caso di chiamata telefonica, i mezzi di controllo sono atti ad inviare un segnale di controllo affinché i mezzi di commutazione 180 trasmettano il segnale elettrico audio vocale voice(t) dal modulo trasmittente 120 al modulo ricevente 200. Preferably, during normal operation, the control means are adapted to maintain a continuous signal connection between the transmitting module 120 and the transducer 130. In the case of a telephone call, the control means are adapted to send a control signal so that the switching means 180 transmits the electrical audio vocal signal voice (t) from the transmitting module 120 to the receiving module 200.
Occorre rilevare che l’uso del canale audio permette vantaggiosamente di eliminare la necessità di un processore e di dispositivi di memoria, limitando notevolmente la complessità circuitale e il consumo energetico dell’auricolare. It should be noted that the use of the audio channel advantageously eliminates the need for a processor and memory devices, considerably limiting the circuitry and energy consumption of the headset.
Il metodo per il monitoraggio dei parametri vitali di un utente in accordo con l’invenzione, comprende le fasi di: The method for monitoring the vital parameters of a user in accordance with the invention, includes the steps of:
- disporre di un auricolare con microfono 100 dotato di un trasduttore 130 e di un modulo trasmittente 120, - have a headset with microphone 100 equipped with a transducer 130 and a transmitter module 120,
- generare un segnale elettrico PPG(t) mediante un trasduttore 130 in funzione cardiaca dei parametri biometrici dell’utente e avente una banda di frequenza compresa tra 0 Hz e 50 Hz, - generate an electrical signal PPG (t) by means of a transducer 130 in cardiac function of the user's biometric parameters and having a frequency band between 0 Hz and 50 Hz,
- modulare la banda di frequenza del segnale elettrico PPG(t) affinché essa sia compresa tra 20 Hz e 4000 Hz, - modulate the frequency band of the electrical signal PPG (t) so that it is between 20 Hz and 4000 Hz,
- stabilire una connessione audio secondo un protocollo Bluetooth tra il modulo trasmittente 120 e il modulo ricevente 200, - establish an audio connection according to a Bluetooth protocol between the transmitting module 120 and the receiving module 200,
- inviare il segnale elettrico PPG(t) modulato al modulo ricevente 200. - send the modulated PPG (t) electrical signal to the receiving module 200.
In una versione, le fasi sopra elencate sono effettuate in ordine cronologico. Risulta chiaro che il segnale elettrico PPG(t) ricevuto dal modulo ricevente 200 posto all’interno di un terminale telefonico portatile potrà essere opportunamente elaborato allo scopo di monitorare in tempo reale i parametri vitali di un utente. In one version, the steps listed above are performed in chronological order. It is clear that the electrical signal PPG (t) received by the receiving module 200 placed inside a portable telephone terminal can be suitably processed in order to monitor the vital parameters of a user in real time.
Per visualizzare il tracciato cardiaco su, ad esempio, un terminale telefonico portatile di tipo Smartphone, Ã ̈ necessario eseguire una demodulazione digitale del segnale PPG(t) inviato che sia sufficientemente semplice da poter essere eseguita in tempo reale. To view the heart trace on, for example, a Smartphone-type portable telephone terminal, it is necessary to perform a digital demodulation of the sent PPG (t) signal that is simple enough to be performed in real time.
Occorre rilevare che il segnale PPG(t) trasmesso à ̈ modulato a una frequenza superiore rispetto alle armoniche principali del segnale fotopletismografico. It should be noted that the transmitted PPG (t) signal is modulated at a higher frequency than the main harmonics of the photoplethysmographic signal.
A tal proposito, Ã ̈ possibile calcolare la frequenza del segnale di modulazione m(t) e ricostruire il segnale cardiaco nella forma di almeno 200 campioni al secondo e conseguentemente sviluppare applicazioni che gestiscono tale segnale per determinare lo stato di salute di un utente. In this regard, it is possible to calculate the frequency of the modulation signal m (t) and reconstruct the cardiac signal in the form of at least 200 samples per second and consequently develop applications that manage this signal to determine the health status of a user.
In una forma di realizzazione, Ã ̈ pertanto prevista la fase di: In one embodiment, the step of:
- dimensionare un buffer di acquisizione a 40 campioni contenente almeno un periodo di segnale modulato, - size a 40-sample acquisition buffer containing at least one period of modulated signal,
- acquisire il segnale elettrico PPG(t) inviato dal modulo trasmittente 120. In una forma di realizzazione, il gruppo di 40 campioni à ̈ sottoposto ad un filtraggio digitale non lineare seguito da un filtro a media mobile. - acquiring the electrical signal PPG (t) sent by the transmitting module 120. In one embodiment, the group of 40 samples is subjected to a non-linear digital filtering followed by a moving average filter.
Occorre altresì rilevare che, il segnale PPG(t) modulato con la tecnica di chopper e ricevuto da detto modulo ricevente (200) ha componente continua nulla e contiene informazione solo nel semiperiodo positivo. E’ necessario pertanto un’operazione di filtraggio non lineare. In pratica, dopo aver individuato l’inizio del semiperiodo positivo, ossia il campione di valore positivo preceduto da un campione di valore negativo, à ̈ necessario ordinare in modo numerico i campioni del semiperiodo positivo ignorando i campioni del semiperiodo negativo. It should also be noted that the PPG signal (t) modulated with the chopper technique and received by said receiving module (200) has a zero DC component and contains information only in the positive half-period. A non-linear filtering operation is therefore necessary. In practice, after having identified the beginning of the positive half-period, that is the sample with a positive value preceded by a sample with a negative value, it is necessary to numerically order the samples of the positive half-period, ignoring the samples of the negative half-period.
A tal proposito sono previste la fasi di: In this regard, the phases of:
- scandire il buffer di acquisizione di 40 campioni a partire dal primo campione acquisito individuando il campione k che abbia segno positivo e che sia preceduto da un campione di segno negativo, - scan the acquisition buffer of 40 samples starting from the first sample acquired, identifying the sample k which has a positive sign and which is preceded by a sample with a negative sign,
- scandire il buffer di acquisizione di 40 campioni a partire dal campione k e individuando il campione j che abbia segno negativo e che sia preceduto da un campione di segno positivo, - scan the acquisition buffer of 40 samples starting from sample k and identifying the sample j which has a negative sign and which is preceded by a sample with a positive sign,
- ordinare in modo decrescente gli N campioni del buffer di acquisizione compresi tra il campione k e il campione j includendo il campione k, - sort in descending order the N samples of the acquisition buffer between sample k and sample j including sample k,
- calcolare il valore medio compreso tra il terzo campione e il settimo campione di detti N campioni, allo scopo di calcolare un campione di detto segnale PPG(t) ricostruito in una forma di 200 campioni al secondo, - calculate the average value between the third sample and the seventh sample of said N samples, in order to calculate a sample of said PPG (t) signal reconstructed in a form of 200 samples per second,
- scandire il buffer di acquisizione di 40 campioni a partire dal campione j individuando il campione h che abbia segno positivo e che sia preceduto da un campione di segno negativo, e - scan the acquisition buffer of 40 samples starting from sample j identifying the sample h which has a positive sign and which is preceded by a sample with a negative sign, and
- moltiplicare la distanza espressa in numero di campioni tra il campione h e il campione k per un valore pari a 0,125 ms allo scopo di calcolare il periodo di modulazione di detto segnale PPG(t). - multiplying the distance expressed in number of samples between sample h and sample k by a value equal to 0.125 ms in order to calculate the modulation period of said PPG signal (t).
In una versione, le fasi sopra elencate sono effettuate in ordine cronologico. Come si può apprezzare da quanto descritto, il metodo e l’apparecchiatura secondo la presente invenzione consente di soddisfare le esigenze e di superare gli inconvenienti di cui si à ̈ riferito nella parte introduttiva della presente descrizione con riferimento alla tecnica nota. In one version, the steps listed above are performed in chronological order. As can be appreciated from what has been described, the method and the apparatus according to the present invention allow to satisfy the needs and to overcome the drawbacks referred to in the introductory part of the present description with reference to the known art.
Ovviamente, le forme di realizzazione e le versioni sin qui descritte ed illustrate sono da considerarsi a puro scopo esemplificativo e un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti all’apparecchiatura o al metodo secondo l’invenzione sopra descritta, tra cui ad esempio la combinazione di dette forme di realizzazione e versioni, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni. Obviously, the embodiments and versions described and illustrated up to now are to be considered purely by way of example and a person skilled in the art, to meet contingent and specific needs, may make numerous modifications and variations to the equipment or method according to the The invention described above, including for example the combination of said embodiments and versions, all of which however are contained within the scope of protection of the invention as defined by the following claims.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT002014A ITMI20112014A1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | METHOD AND EQUIPMENT FOR THE MONITORING OF THE USER'S LIFE PARAMETERS. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT002014A ITMI20112014A1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | METHOD AND EQUIPMENT FOR THE MONITORING OF THE USER'S LIFE PARAMETERS. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI20112014A1 true ITMI20112014A1 (en) | 2013-05-05 |
Family
ID=45809416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT002014A ITMI20112014A1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | METHOD AND EQUIPMENT FOR THE MONITORING OF THE USER'S LIFE PARAMETERS. |
Country Status (1)
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|---|---|
| IT (1) | ITMI20112014A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US20040220487A1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-11-04 | Andrey Vyshedskiy | Method and apparatus for physiological data acquisition via sound input port of computing device |
| US20100217098A1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-08-26 | Leboeuf Steven Francis | Form-Fitted Monitoring Apparatus for Health and Environmental Monitoring |
| US20110125063A1 (en) * | 2004-09-22 | 2011-05-26 | Tadmor Shalon | Systems and Methods for Monitoring and Modifying Behavior |
-
2011
- 2011-11-04 IT IT002014A patent/ITMI20112014A1/en unknown
Patent Citations (3)
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