WO2017160186A1 - Способ непрерывного контроля уровня напряженного состояния человкеа - Google Patents

Способ непрерывного контроля уровня напряженного состояния человкеа Download PDF

Info

Publication number
WO2017160186A1
WO2017160186A1 PCT/RU2017/000145 RU2017000145W WO2017160186A1 WO 2017160186 A1 WO2017160186 A1 WO 2017160186A1 RU 2017000145 W RU2017000145 W RU 2017000145W WO 2017160186 A1 WO2017160186 A1 WO 2017160186A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
level
stress
heart rate
activity
user
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000145
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Валерий Викторович КУРЫШЕВ
Алексей Викторович АЛПАТОВ
Original Assignee
Валерий Викторович КУРЫШЕВ
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Викторович КУРЫШЕВ filed Critical Валерий Викторович КУРЫШЕВ
Publication of WO2017160186A1 publication Critical patent/WO2017160186A1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to continuous monitoring methods
  • psycho-emotional self-control of a person will help to improve the quality and information content when communicating between people on social networks and direct communication.
  • the value of an indicator of a person’s functional state is calculated using a special formula.
  • the well-known "Method for determining emotional stress and a device for its implementation” (patent RU 2073484) based on the registration of human vegetative indicators: heart rate, respiration rate and galvanic skin resistance and the calculation of cross-correlation coefficients, the values of which determine the degree of stress development.
  • the device is a portable portable device with autonomous power for individual use, in which personal programming of the maximum permissible level of stress is carried out and a warning signal is received in case of increased stress to a hazard that is dangerous to health and life.
  • a known method of assessing the psychophysiological state of a person by heart rate RU N ° 2246251 which consists in the fact that they measure the power of low-frequency (LF) and high-frequency (HF) components spectrum of the dynamic range of cardio intervals, the norms of low-frequency (LFs), high-frequency (HFs) and total power in the low-frequency and high-frequency regions of the spectrum are preliminarily measured
  • the dynamic range of cardio intervals the current total power in the low-frequency and high-frequency regions of the spectrum of the dynamic series of cardio-intervals is additionally measured, and the state of the psychophysiological state of a person is assessed by the stress index S, determined by a special formula.
  • Heart rate 1 sr / heart rate determines the level of psychophysiological stress according to the formula: heart rate 1 sr / heart rate. Compare 4CCt with HR1 sr and, if 4CCt falls within the range of HR1 sr ⁇ o, the state is normal, if 4CQ falls outside the range of heart1 sr ⁇ o, the state is evaluated as overstressed, and if 4CCt falls outside the range of heart rate1 sr ⁇ 3o, then the state the operator is rated as extremely stressful.
  • the known method is Biosensor device and method US 8679008 B2
  • This invention relates to a portable device that, using biosensor electrodes fixed between two fingers or two other points on the skin of a user, records the RAG signal and determines the stress level by calculating the trend value of the RGR signal.
  • a positive slope indicates a potentially stressful event.
  • the level of positive and negative slope is set using threshold values.
  • a known method for assessing heart rate variability based on a geometric analysis of the dynamic range of cardio intervals. This indicator is called the SI stress index and is calculated as the ratio of the amplitude of the histogram mode to its width, taking into account the correction constants in the numerator and denominator.
  • the TINN index is often associated with stress levels
  • this index depends on the size of the detection window, its values are limited from 1 to NN (the actual number of analyzed intervals). Those. the upper range is tied to a specific value of NN., when changing the window size, the entire range of values accepted by the index changes. This makes it impossible to continuously change stress in the presence of artifacts from the movement of a person during his daily
  • the psychophysiological state is assessed by one or at least two or three parameters, such as heart rate, bioelectromagnetic reactivity index, voice intonation information, and also using self-inquiry methods popular in the field of psychology.
  • Known technical solutions are analogues in relation to the claimed technical solution and determine only the general level of technology and the fundamental possibility of using bioelectric signals to determine the emotional state.
  • a biometric detector in the form of a watch or bracelet, data from which is used to buffer the values of the intervals between adjacent heart beats for a given time window, as well as to create a histogram of the distribution of these intervals and to calculate the stress level based on heart rate variability.
  • the main advantages of this method are the mobility of wearing a recording module, the use of a wireless channel for transmitting data from sensors to a computing device, recognition of discrete emotions, use
  • tested spectral parameters of the heart rhythm for assessing emotional states using tested RAG parameters, using group analysis to obtain a final assessment of the emotional state.
  • the claimed method for continuous monitoring of a person’s state of stress is based on the use of a biometric detector, the data from which is used to buffer the values of the intervals between adjacent heart beats for a given time window, as well as to create a histogram of the distribution of these intervals and calculate the stress level based on heart variability rhythm.
  • New in the claimed method is that the data of the biometric detector is used in a mobile application based on the platform
  • the stress level is calculated based on a histogram built on the basis of indicators of the collected heart rate values, then based on the histogram graph data on the concentration of the maximum number of intervals between adjacent heart contractions in
  • a certain range of X milliseconds (ms) determine the level of stress based on the criterion: the more intervals fall into the X ms corridor, the higher the level of stress; register indicators of the intensity of user movements using the built-in biometric detector
  • an electric accelerometer and physical activity is assessed either by measuring the number of steps a person takes in a given time interval, or by measuring the amplitude of the acceleration vector of a part of the body (arms, legs, hips, etc.) to which a biometric recorder is attached along three axes (those.
  • the amplitude of the acceleration vector in 3D space is recorded), where the amplitude of the movements is measured as a percentage of the maximum scale of the accelerometer, then, based on the distribution of the obtained data in time, conclusions are drawn about the daily motor activity and human lifestyle; the stress level calculated in this way is associated with a person’s activity and his interaction with people and objects from data that is automatically collected by collecting information from application databases installed on the user's electronic device, and from the collected information they conclude what exactly served as the source changes in stress level and suggest the user to exclude the specified source.
  • the stress level is calculated on the basis of a histogram constructed on the basis of indicators of the collected pulse values and calculated by the formula:
  • Stress level (Age * (Y / size of the floating window)) * K of the scale, where Y is the number of intervals with a given deviation from each other (10, 20 and 50 ms); Clause age - coefficient taking into account the adjustment for age in the range [0.7 ... 1]; Kshkaly - takes two values of 10 for scales on wearable devices and 1000 for scales on mobile devices expert systems; the obtained value of the stress level indicates the degree of tension of the nervous system; the size of the floating window is 128, 256 and 512 samples of the pulse.
  • the level of stress is associated with the activity of a person and his interaction with surrounding people and objects by forming a time delay between the event and a surge in the level of stress, which concludes that it was the source of the change in the level of stress and suggest the user to exclude the specified source.
  • information is collected: from the user’s phonebook’s call log, as well as text messages that he viewed or which pages of social networks the user visited.
  • the collection of information from applications installed on the user's electronic device is carried out using a microphone and a speaker, in which the burst amplitude levels of the incoming sound into the microphone and the outgoing sound from the speaker are recorded, and the stress level is associated with the user's conversation with another subscriber, subject to availability a surge in the amplitude of the volume of the incoming sound into the microphone and / or outgoing sound from the speaker while simultaneously recording bursts of the user's stress level,
  • the person’s conversation with this subscriber is determined by the person who changes the level of stress, and they suggest that the user include the specified subscriber in the black or gray phone book lists.
  • the stress state and physical activity in time they make about the current lifestyle of a person, namely:
  • the maximum level of physical activity - a high value of the activity level and the periodic nature of the activity curve over time, high pulse values, a high level of stress,
  • physical activity is assessed by collecting data of the amplitude of the accelerometer, where 0% is considered the absence of activity, 1% to 30% is considered low activity, 30% to 60% is medium, and more than 60% is high.
  • psycho-emotional stressful conditions are determined by the criteria: - “calm” - a high level of heart rate variability, average heart rate, low physical activity,
  • Disease - a low level of heart rate variability, low or high heart rate, low physical activity
  • Figure 1 shows a diagram of the algorithm for the formation of the maximum histogram and patterns according to the pulse.
  • Figure 2 shows examples of determining the maximum for different sets of intervals.
  • FIG. 3 shows an example of how stress levels are associated with
  • Figure 4 shows an example of the formation of a stress curve based on the generated curves of the pulse and activity.
  • Figure 5 shows an example of how stress levels are associated with
  • the present invention relates to a level control method
  • a biometric detector worn by a person on his wrist.
  • a biometric detector can, for example, be implemented as a watch or bracelet.
  • the detector reads biometric data, such as heart rate, and the level of motor activity of the user (for example, steps).
  • the detector processes the read data and transfers them to the smartphone, on the screen of which they are displayed to the user.
  • the detector can work offline and has its own non-volatile memory.
  • the detector also includes a read data analysis module and visualization tools.
  • the detector data is fed to a mobile application downloaded on a mobile device (i.e., smartphone, PDA, tablet or similar).
  • the mobile application receives data from the biometric detector and displays it to the user in a more convenient format.
  • Mobile application interacts with server software through the Internet.
  • the server stores data from the user (from several users) for further output and statistical analysis.
  • Another way to implement a biometric detector is to use it already built into the mobile device.
  • An example of such a device is known as a Samsung Galaxy S6 smartphone (see http://w3bsit3-dns.com/2015/201713/219473/).
  • This smartphone already has a built-in heart rate sensor through which you can measure your heart rate.
  • the specific location of the heart rate sensor is not critical to achieve a technical result.
  • the first principle is contextual consideration. Assessment of a person’s emotional state in the course of his normal life cannot be fully implemented without taking into account four important factors:
  • Measuring the level of emotional arousal is often more important than recognizing discrete emotions, as he is closer in
  • Interpretation is associated with stress or a feeling of deep pleasure.
  • the determination of the dynamics of the development of emotional arousal is highly informative for the person himself and for those around him.
  • the most proven methods for recording such activity are associated with an analysis of the heart rhythm, i.e. intervals between adjacent pulse beats.
  • the main contours of the regulation of the body are tied to the work of the heart; among the main methods of analyzing the heart rhythm, we can distinguish the method of variability, fractal analysis, analysis
  • Information about the interaction of a person with his mobile phone can be obtained using special software and is a technically feasible task.
  • the second principle is the calculation of the level of stress and the formation of a complete ranking scale of stresses.
  • a person’s heart rate is constantly changing due to physical activity and regulation of life, based on
  • Heart rate reflects the state of the whole organism.
  • Heart rate variability reflects changes in heart rate caused by physical or
  • Heart rate reflects the heart rate.
  • biometric detector is carried out using the method
  • Heart rate is calculated by the pulse wave graph - that is, the interval between adjacent maxima of the optical or impedance plethysmogram. Calculations of the durations of the intervals are made in milliseconds. For greater convenience for the user, heart rate is expressed in beats per minute (Beats per minute, BPM):
  • Ti is the duration of the interval between contractions of the heart in milliseconds (ms).
  • the biometric detector contains a photometric cell (light and photodiode), which uses modulated radiation and can work with strong lateral illumination of the photodiode. This is necessary due to the movement of the device on the wrist, which occurs when walking or moving your hand.
  • the light intensity of the LED should be such as not to cause overloading of the photodetector. Accordingly, the LED must be controlled so that the photodetector can
  • the automatic circuit Detect the light flux reflected from the skin, modulated by a change in blood flow, without going into saturation. To do this, use the automatic gain control circuit. To maximize the battery life of the device, the automatic circuit
  • gain control should maintain the minimum level of the photodiode output signal necessary for the operation of the analog-to-digital converter of the microprocessor unit inside
  • the biometric detector includes a microcontroller that receives data from an optical pulse sensor (for example, an optical sensor * or others) and from an accelerometer. These data allow us to determine the heart rate and level of physical activity, which in turn are used to calculate the level of human stress, the wave extracted by the pulse wave registration module by
  • the data on the intervals are cleared of motion artifacts using the artifact compensation module, after which they are fed to the heart rate calculation module and the stress level calculation module.
  • the output of the heart rate and stress level is stored in a storage device.
  • Parallel to the storage device data on the level of physical activity calculated in the module for calculating the average motion vector from the data from the axes X, Y and Z of the accelerometer fall.
  • All data using a wireless module is transmitted to a mobile device, and from it through the Internet to a server.
  • each subsequent interval value is predicted by interpolating about 20 previous and subsequent about 9 values.
  • the size of both interpolation windows is selected empirically from a range from 1 to 20.
  • the corridor of possible interval values is determined by the threshold T symmetrically on both sides of the current interval value Xi from 20 to 9. If the next interval value received from the interval calculation module is within the range, defined by the threshold T, this value remains unchanged. Otherwise, this value is replaced by
  • the numbers 20 and 9 are chosen as a compromise between the depth of prediction (i.e. stability) and the possible delay in heart rate variations. Intervals should not be much smoothed out, otherwise it will become impossible to determine the level of stress. At the same time, the ability to measure heart rate during short physical exercises should also be preserved, since it is important for the user to see how his heart rate changes during sports. If during the measurement there is intense noise from artifacts, a binary signal is sent to the control device to warn of the presence or
  • the stress level is calculated on the basis of a histogram constructed by the collected pulse values in a floating registration window:
  • Y is the number of intervals with a given deviation from each other (10, 20 and 50 ms).
  • the value of the stress level obtained in this way indicates the degree of tension of the nervous system.
  • Kshkaly - takes two values of 10 for scales on wearable devices and 1000 for scales on mobile devices expert systems;
  • the obtained value of the stress level indicates the degree of tension of the nervous system; the size of the floating window is 128, 256 and 512 samples of the pulse ' .
  • Formula (I) for calculating stress is obtained based on the calculation
  • histograms of RR intervals (1) and histogram maximum (4) are histograms of RR intervals (1) and histogram maximum (4).
  • RR interval (1) is the time interval between adjacent R teeth of the electrocardiogram equal to the duration of the cardiac cycle; used in determining heart rate, in
  • the size of the floating window is 128, 256, and 512 heart rate samples.
  • the data is used to generate information in the clipboard (2) for preliminary plotting of the diagram (3) with the lag width Y, for example, equal to 50 ms.
  • the maximum histograms are obtained (4).
  • the number of intervals for determining the maximum from them may be different, for example, as shown in FIG. 2.
  • the stress level (5) is determined using a histogram.
  • the concentration of the maximum number of intervals between adjacent heart contractions in a certain range determines the level of stress. The more intervals fall into the 50 ms corridor, the higher the level of stress. It should be noted that the absolute values of heart rate are not important, they are not used in the proposed formula. In other words, a person can have high stress, while his heart rate is normal, amounting to 60 - 90 beats per minute. What is important is the scatter of values around the maximum. For the formed stress scale (6), heart rate variability is chosen.
  • the stress level calculated in this way is associated with the activity of a person and his interaction with surrounding people and objects. Knowing what exactly is happening to a person at the moment from his organizer, his calls, text messages that he has viewed or news from the Internet or social networks, we can understand what exactly was the source of the change in the level of stress.
  • FIG. 4 An example of the formation of a stress curve based on the generated pulse and activity curves is shown in FIG. 4.
  • biometric detector simultaneously or using the application on a smartphone.
  • the stress level can be displayed in relation to the active or passive physical behavior of the user, expressed as a percentage, and / or steps taken.
  • the stress level can be displayed both on a scale, for example from 0 to 10, and in the form of various graphical representations, for example, emoticons, images, color gradient, etc.
  • the user can view a graph of stress over time.
  • the dynamics of the stress level can be considered in relation to
  • the current stress level is highlighted by a pointer.
  • FIG. 5 An example of how stress levels are associated with human activities and those around them is shown in FIG. 5, where the diagram is shown. events tied to a timeline scale.
  • a time interval zone (7) is obtained, which serves as an indicator for selecting events of the user's actions or his reaction to the actions of other persons according to the information received by the user from them. It can be seen from the example in FIG. 5 that an event associated with an incoming call (8), which
  • the application on the mobile device offers him various tips to reduce stress, for example, such as stroking his dog, taking a walk, spending time with his wife, relaxing, going to the gym, etc.
  • a biometric recorder will be able to measure the effect of the proposed advice in the next time interval, for example, from 5 to 120 minutes.
  • the biometric detector After the expiration of the time interval, the biometric detector measures the level of stress and informs the user about the results. The success is to reduce the stress level that the user is talking about.
  • the application on a mobile device can display tips ratings according to the degree of their positive impact on the user.
  • the current emotional state of the user can be represented as an image that can be posted by the user on a social network.
  • a stress graph can be used to generate a raster image.
  • the user can share his state and stress level in various ways, for example, using social networks, by displaying status, placing a bitmap or graph with an indication of the event that caused the stress (certain news, an event from his life, etc.).
  • Stress data is primarily transmitted to the server of the system described in this invention, and then to the server of the social network. User can share:
  • the current state of stress can be transferred to other users of the social network (for example, Facebook, Skype, WhatsApp, Twitter, Live360, Instagramm, etc.), using emoticons, an avatar or text messages (for example, “relaxed”, “cocked”, “emotionally
  • the user can also see the status of other people, such as family members, relatives / children, etc.
  • the stress level can be accompanied by an image, as is customary in social networks, on top of which the user stress curve is superimposed.
  • the current stress level is marked on the curve, and placed in the center of the image.
  • a user can create a synthetic image of his condition that uses stress data. For example, a dying plant or flower to show fatigue, a lightning bolt to show a high level of stress, etc.
  • the method can be implemented, for example, using a smartphone or iPhone, as well as using a tablet.
  • the third principle is taking into account physical activity.
  • the level of motor activity reflects the intensity of the user's movements. This parameter is registered using the built-in biometric detector of an electric accelerometer. Physical activity can be estimated by the number of steps taken by the user or by the magnitude of the accelerations of the limb on which
  • biometric detector Modern electronic accelerometers record accelerations along the three axes X, ⁇ , Z. Signals are recorded along each axis and averaged over a certain time interval. Human physical activity can be assessed using two possible approaches:
  • the amplitude of motion may be measured as a percentage of the maximum scale 'accelerometer. This value can be averaged over any time interval - second, minute, hour, daily, etc. By the distribution of the obtained data over time, conclusions can be drawn about the daily motor activity and human lifestyle.
  • time interval for example, during the day. This is a more common approach at present, and provides a fairly objective measure.
  • the fourth principle is the display of the voltage level.
  • the voltage level and activity can be reflected over a period of time from 5 minutes to a day and during the week.
  • the voltage level can be displayed in relation to the active or passive physical behavior of the user,
  • the stress level can be displayed both on a scale, for example from 0 to 10 and from 0 to 1000, and in the form of various graphical representations, for example, emoticons, images, color gradient, etc.
  • the user can view a graph of stress over time, the dynamics of the stress level can be considered in relation to events, different times of the day, and so on.
  • the current voltage level is highlighted by a pointer.
  • the application on the mobile device offers him various tips to reduce stress, for example, such as stroking his dog, taking a walk, spending time with his wife, relaxing, going to the gym, etc.
  • biometric recorder will be able to measure the effect of the proposed advice in the next time interval, for example, from 5 to 120 minutes.
  • the biometric detector After the expiration of the time interval, the biometric detector measures the level of stress and informs the user about the results.
  • the user can share his state and stress level in various ways, for example, using social networks, by displaying status, placing a bitmap or graph indicating the event that caused stress (certain news, an event from his life, etc.). Stress data first
  • the current state of stress can be shared with other users.
  • social network for example, Facebook, Skype, WhatsApp, Twitter, Live360, Instagramm, etc.
  • emoticons for example, “relaxed”, “cocked”, “emotionally”
  • the user can also see the status of other people, such as family members, relatives / children, etc.
  • the voltage level can be accompanied by an image, as is customary in social networks, on top of which the user stress curve is superimposed.
  • the current stress level is marked on the curve, and placed in the center of the image.
  • a user can create a synthetic image of his condition that uses stress data. For example, a dying plant or flower to show fatigue, a lightning bolt to show a high level of stress, etc.
  • the proposed method for continuous monitoring of a person’s stress state includes the following operations:
  • the calculation of the level of stress of a person according to the formula: 5. Display on the display of a mobile computing device of information about the recorded parameters, in the form of a rank scale of stress states from 0 to 1000 for expert systems and from 0 to 10 for visualization on displays of wearable devices. Moreover, 0 is the absence of a stress state, and 1000 or 10 is a state of maximum tension.
  • the method involves the continuous repeated repetition of paragraphs 1 to 6, provided that the person constantly carries on the wrist of the autonomous sensors-recorders.
  • the advantage of the method of continuous monitoring of the stress state of a person is to take into account the context (external factors) of the environment in which the person is in the process of his life, accounting
  • the claimed invention can be implemented on the basis of mobile applications based on the Android or iOS platform, and also applications that collect all information about user interaction with a smartphone.
  • social networks can be used (for example, Facebook, Skype, WhatsApp, Twitter, Live360, Instagramm, etc.)

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)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

Способ непрерывного контроля функционального состояния и функциональной диагностики заключается в том, что данные с биометрического детектора (наручные часы или браслет), передают проводным или беспроводным способом на мобильное приложение на базе платформы Android или iOS, затем вычисляют уровень стресса на основе гистограммы, построенной на основе измеренных значений пульса, далее, по данным гистограммы, исходя из концентрации максимального количества интервалов между соседними сокращениями сердца в определенном диапазоне X мс, определяют уровень стресса; регистрируют показатели интенсивности движений пользователя с помощью встроенного в биометрический детектор электрического акселерометра, затем по распределению полученных показателей во времени делают выводы о суточной двигательной активности и образе жизни человека; по собранным сведениям делают вывод о том, что именно послужило источником изменения уровня стресса и предлагают пользователю исключить указанный источник.

Description

5 СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Область техники
Изобретение относится к способам непрерывного контроля
ю функционального состояния и функциональной диагностики и может
найти применение в биомедицинских, информационных системах, индустрии развлечений, системах обучения и других системах и сферах человеческой деятельности, в которых информация о психическом, физическом и эмоциональном состоянии человека повышает надежность и 15 безопасность его работы, поможет улучшить методы
психоэмоционального самоконтроля человека, поможет повысить качество и информативность при общении людей в социальных сетях и прямом общении.
Улучшение качества жизни современного человека позволяет
20 сосредоточить его внимание не только на удовлетворении простых
потребностей, но большее время уделять физическому и эмоциональному здоровью. Для контроля физического здоровья существует довольно большое количество технических средств от весов до измерителей давления и уровня сахара в крови. Однако писхоэмоциональное здоровье 25 часто остается вне рамок контроля, что связано с отсутствием доступных технических средств. Важность контроля функционального состояния проявляется при принятии решений, борьбе со стрессом, необходимости делиться с окружающими своими эмоциями.
Когда уровень напряжения психических и физиологических систем зо человека высок, он не может полноценно общаться с друзьями или родственниками, не может наслаждаться жизнью и принимать правильные решения. Также высокий стресс часто сопровождается расстройством сна и нарушением пищевого поведения. Хронический стресс может вызвать нервный срыв, при котором разрушается адекватность восприятия окружающего мира, и даже перейти в соматические заболевания. Поэтому для контроля физического состояния человека важно контролировать уровень стресса.
Напряженные состояния связаны со стрессовыми воздействиями, которые действуют на человека изнутри и снаружи. При стрессовых воздействиях происходят регуляторно-адаптационные изменения в работе
физиологических систем. Данные изменения можно фиксировать
техническими средствами по некоторому количеству физиологических сигналов и извлечь из них информацию об уровне напряжения системы регуляции.
Предшествующий уровень техники
Известен ряд технических решений, предназначенных для оценки психоэмоциональных и напряженных состояний человека с
использованием технических средств и различных биосенсоров с
последующим анализом данных с использованием вычислительных устройств.
Известен способ оценки степени напряжения регуляторных систем человека по стресс-индексу, который определяют по анализу гистограмм как отношение высоты гистограммы к ее ширине (Лившиц М.Е.
Статистические исследования показателей регуляции сердечного ритма. //Физиология человека. - 1987. - Т. 13, JN26. - С.965). Невысокая
достоверность этого показателя основана на его недостатках:
ненормированность (значения могут меняться в произвольном диапазоне), нелинейный характер изменения и гиперчувствительность.
Известен способ определения эмоциональных состояний по
физиологическим реакциям (Патент США US20080221401 А1), который основан на способ идентификации эмоциональных состояний человека в реальном времени путем воздействия на человека раздражителя,
измерение соответствующую физиологическую реакцию по данным регистраций электрофизиологических сигналов с большого количества биодатчиков, включая датчики пульса, встроенных в специальный жилет и последующим сравнением измеренного физиологического ответа с некоторым базовым уровнем. Отклонение измеренного физиологического ответа от базовой физиологической реакции является определяющим фактором эмоционального состояния.
Известен «Способ психофизиологического исследования человека» (РФ патент N° 2125649), в соответствии с которым регистрируют силу, вызванную проявлениями жизнедеятельности организма человека, выделяют сигналы, соответствующие сердечному толчку, дыхательным движениям грудной клетки и двигательной активности, сравнивают фоновые характеристики с измеряемыми и диагностируют стрессовую ситуацию. Способ позволяет фиксировать только стрессовую ситуацию. Известен «Способ определения эмоционального напряжения» (РФ патент 2098013)в котором реализуется возможность определения эмоционального напряжения у лиц с сохранной и нарушенной
психической адаптацией путемрегистрации КГР с правой руки по
Тараханову в модификации Соколова в состоянии покоя и при
одновременном перемножении в уме двузначных чисел и поочередном сжимании и разжимании пальцев левой руки, с последующим сравнением количества одно- и полифазных КГР в состоянии покоя и во время нагрузки. Известен «Способ определения функционального состояния человека» (патент RU2289301), в котором регистрируют ритм сердечной
деятельности и измеряют длительность кардиоинтервалов, при этом одновременно с регистрацией ритма сердечной деятельности измеряют значения систолического и диастолического артериального давления.
Значение показателя функционального состояния человека рассчитывают по специальной формуле.
Известен «Способ определения эмоционального стресса и устройство для его осуществления» (патент RU 2073484) основанный на регистрации вегетативных показателей человека: частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и кожно-гальванического сопротивления и на расчете кросскорреляционных коэффициентов, по значениям которых определяют степень развития стресса. Устройство представляет собой портативный переносной прибор с автономным питанием для индивидуального пользования, в котором осуществляют персональное программирование предельно допустимого уровня стресса и получают сигнал оповещения в случае возрастаний стресса до опасной для здоровья и жизни черты.
Известен способ определения уровня стресса RU 2147831 включающий измерение частоты сердечных сокращений и пульсового артериального давления, отличающийся тем, что дополнительно измеряют массу тела, после чего определяют уровень стресса по формуле S = f ПАД М1/3 К, где S - уровень испытываемого стресса, усл.ед.; f - частота сердечных
сокращений, мин-1; ПАД - пульсовое артериальное давление, мм рт.ст.;М - масса тела, кг; К - нормирующий коэффициент
Известен способ оценки психофизиологического состояния человека по сердечному ритму RU N°2246251, заключающегося в том, что измеряют мощность низкочастотной (LF) и высокочастотной (HF) составляющих спектра динамического ряда кардиоинтервалов, предварительно измеряют нормы низкочастотной (LFs), высокочастотной (HFs) и суммарной мощности в низкочастотной и высокочастотной областях спектра
динамического ряда кардиоинтервалов, дополнительно измеряют текущую суммарную мощность в низкочастотной и высокочастотной областях спектра динамического ряда кардиоинтервалов, а оценку состояния психофизиологического состояния человека проводят по индексу стресса S, определяемому по специальной формуле.
Известен Способ оценки и мониторинга психофизиологического состояния оператора по ритму сердца в процессе его профессиональной деятельности RU 2358647. Измеряют частоту сердечных сокращений (далее - ЧСС) во время выполнения операторской деятельности и определяют рабочий среднестатистический показатель (4CCi ср), а также рассчитывают первую производную кардиоинтервалограммы (4CCt). По полученным
показателям определяют уровень психофизиологического напряжения по формуле: ЧСС1 ср/ЧССф. Сравнивают 4CCt с ЧСС1 ср и, если 4CCt укладывается в диапазон ЧСС1 ср±о, состояние оценивают нормальным, если 4CQ выходит за диапазон ЧСС1 ср±о, состояние оценивают как перенапряженное, а если 4CCt выходит за рамки диапазона ЧСС1 ср±Зо, то состояние оператора оценивают как предельно напряженное.
Известен способ Biosensor device and method US 8679008 B2 Данное изобретение относится к портативному устройству, которое с помощью электродов биосенсора закрепленных между двумя пальцами руки или других двух точках на коже пользователя регистрирует сигнал КГР и определяет уровень стресса путем вычисления значения тренда сигнала КГР. Положительный наклон, указывает на потенциально стрессовое событие. Уровень положительного и отрицательного наклона задается с помощью пороговых значений. Известен способ оценки вариабельности сердечного ритма, основанный на геометрическом анализе динамического ряда кардиоинтервалов. Данный показатель называется стресс-индекс SI и вычисляется как отношение амплитуды моды гистограммы к ее ширине с учетом корректирующих констант в числителе и знаменателе. В результате оценивают уровень соматического воздействия на управление сердечным ритмом организма (Баевский P.M. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине. //Физиология человека. - 2002. - Т. 28, JSTs2. - С.70-82).
Также среди группы параметров, описывающих вариабельность
сердечного ритма, с уровнем стресса часто связывают индекс TINN
(треугольная интерполяция интервалов NN). Значения этого индекса также сильно зависят от шума во время измерения и выбросам по краям
гистограммы, в присутствии которых индекс может мгновенно вырасти, не отражая реального физиологического состояния. Кроме того, данный индекс зависит от размера окна обнаружения, его значения ограничены от 1 до NN (собственно числа анализируемых интервалов). Т.е. верхний диапазон привязан к конкретному значению NN., при при изменении размера окна весь диапазон принимаемых индексом значений меняется. Это делает невозможным непрерывное изменение стресса при наличии артефактов от движения человека во время его повседневной
деятельности.
Известные технические решения позволяют определить эмоциональное и психофизиологическое состояние человека и предназначены в основном для выявления физиологического отклика организма человека при различных стрессовых ситуациях.
Психофизиологическое состояние оценивают по одному или, по крайней мере, по двум-трем параметрам, таким как, сердечный ритм, индекс биоэлектромагнитной реактивности, информации об интонации голоса, а также используя методы самоопроса, популярные в области психологии. Известные технические решения являются аналогами по отношению к заявленному техническому решению и определяют лишь общий уровень техники и принципиальную возможность использования биоэлектрических сигналов для определения эмоционального состояния.
Недостатком приведённых способов является:
• Невозможность реализации методов непрерывного контроля из-за громоздкости технических решений по регистрации входных данных, например, ношение манжеты при измерении давления, необходимость ношения микрофона, необходимость ношения нескольких биодатчиков;
• Отсутствует учет внешних факторов, влияющих на эмоциональное состояние человека, т.е. контекст в котором происходит регистрация и анализ входных данных для получения количественной оценки;
• Отсутствует учет уровня физической активности;
· Способы предназначены для решения научно-исследовательских задач предназначенных для узкого круга специалистов.
Наиболее близким по технической сущности является способ и устройство для восприятия (Apparatus and method for perceiving physical and emotional state) физических и эмоциональных состояний (Патент US 6656116, опубл. 24.04.2003), которые основаны на регистрации электрофизиологических сигналов с нескольких биодатчиков, включая датчики пульса, КГР, температуры, давления и пульсовых колебаний объема крови, встроенных в мобильное носимое устройство с последующим распознаванием дискретных эмоций типа "гнев", "скука", "счастье", "печаль" и "стресс" с помощью групповой оценки одиннадцати физиологических параметров. Изобретение по патенту US 6656116 основано на использовании
биометрического детектора в виде наручных часов или браслета, данные с которого используют для буферизации значений интервалов между соседними ударами сердца в течение заданного временного окна, а также для создания гистограммы распределения этих интервалов и вычисление уровня стресса, основанного на вариабельности сердечного ритма.
Основными достоинствами данного способа является обеспечение мобильности ношения регистрирующего модуля, использование беспроводного канала передачи данных с датчиков в вычислительное устройство, распознавание дискретных эмоций, использование
апробированных спектральных параметров ритма сердца для оценки эмоциональных состояний, использование апробированных параметров КГР, использование группового анализа для получения итоговой оценки эмоционального состояния.
Значимыми недостатками способа является:
• Необходимость контроля сигнала КГР, что приводит к наличию электрического контакта с кожей и введению узлов электрического развязки, увеличивающих габариты;
• Отсутствие учета контекста (внешних факторов), в котором происходит регистрация и анализ входных данных для получения количественной оценки;
· Отсутствие учета уровня физической активности;
• Отсутствие шкалы состояния, упрощающего восприятие итоговой информации пользователем;
• Потребность в использовании компьютера для обработки данных с целью получения выводов, что не позволяет получать результаты в оперативном режиме времени.
Наличие данных недостатков, а также наличие технической возможности их устранения, в соответствии с общим уровнем техники, является побудительным мотивом к реализации более совершенного способа непрерывного контроля уровня напряженного состояния.
Раскрытие изобретения
Технической задачей, решаемой заявленным изобретением, является:
- возможность учета контекста внешних факторов среды, в которой находится человек в процессе своей жизнедеятельности, учет
физиологических реакций на действие данных факторов, учет уровня физической активности и периодов сна,
- упрощение восприятия итоговой информации пользователем;
- возможность получать результаты влияния среды на человека в оперативном режиме времени;
- повышение осведомленности пользователя о его собственном психоэмоциональном состоянии и источниках стресса с целью их последующего исключения или устранения факторов, их вызывающих. Решение указанной технической задачи обусловлено следующим.
Заявленный способ непрерывного контроля уровня напряженного состояния человека, основан на применении биометрического детектора, данные с которого используют для буферизации значений интервалов между соседними ударами сердца в течение заданного временного окна, а также для создания гистограммы распределения этих интервалов и вычисления уровня стресса, основанного на вариабельности сердечного ритма.
Новым в заявленном способе является то, что данные биометрического детектора используют в мобильном приложении на базе платформы
Android или iOS, уровень стресса вычисляют на основе гистограммы, построенной на основе показателей собранных значений пульса, затем исходя из данных графика гистограммы по концентрации максимального количества интервалов между соседними сокращениями сердца в
определенном диапазоне X миллисекунд (мс) определяют уровень стресса исходя из критерия: чем больше интервалов попадают в X мс коридор, тем выше уровень стресса; регистрируют показатели интенсивности движений пользователя с помощью встроенного в биометрический детектор
электрического акселерометра, причем физическую активность оценивают либо посредством измерения количества шагов, сделанных человеком в заданном интервале времени, либо посредством измерения амплитуды вектора ускорений части тела (руки, ноги, бедра и т.д.), к которому присоединен биометрический регистратор, по трем осям (т.е.
регистрируется амплитуда вектора ускорений в 3D пространстве), где амплитуду движений измеряют в процентах от максимальной шкалы акселерометра, затем по распределению полученных данных во времени делают выводы о суточной двигательной активности и образе жизни человека; вычисленный таким образом уровень стресса связывают с деятельностью человека и его взаимодействия с окружающими людьми и объектами по данным, которые собирают автоматически путем сбора сведений из баз данных приложений, установленных на электронном устройстве пользователя, причем по собранным сведениям делают вывод о том, что именно послужило источником изменения уровня стресса и предлагают пользователю исключить указанный источник.
Предпочтительно, уровень стресса вычисляют на основе гистограммы, построенной на основе показателей собранных значений пульса и рассчитывают по формуле:
Уровень стресса = (Квозраст * (Y / размер плавающего окна))* К шкалы, где Y - число интервалов с заданным отклонением друг о друга (10, 20 и 50 мс); Квозраст - коэффициенту учитывающий поправку на возраст в диапазоне [0,7...1]; Кшкалы - принимает два значения 10 для шкал на носимых устройствам и 1000 для шкал на мобильных устройствах экспертных системах; полученное значение уровня стресса указывает на степень напряженности нервной системы; размер плавающего окна - 128, 256 и 512 отсчетов пульса.
Предпочтительно, уровень стресса связывают с деятельностью человека и его взаимодействия с окружающими людьми и объектами путем формирования временной задержки между произошедшим событием и всплеском уровня стресса, по которой делают вывод о том, что именно послужило источником изменения уровня стресса и предлагают пользователю исключить указанный источник.
Предпочтительно, из баз данных приложений, установленных на электронном устройстве пользователя, осуществляют сбор сведений: из журнала звонков телефонной книги пользователя, а также текстовых сообщений, которые он просмотрел или какие страницы социальных сетей пользователь посещал.
Предпочтительно, сбор сведений из приложений, установленных на электронном устройстве пользователя, осуществляют с использованием микрофона и динамика, в которых регистрируют уровни всплеска амплитуды громкости поступающего звука в микрофон и исходящего звука из динамика, а уровень стресса связывают с разговором пользователя с другим абонентом при условии наличия всплеска амплитуды громкости поступающего звука в микрофон и/или исходящего звука из динамика при одновременной фиксации всплесков уровня стресса пользователя, причем источником изменения уровня стресса в этом случае определяют разговор пользователя с этим абонентом и предлагают пользователю включить указанного абонента в черный или серый списки телефонной книги. О стрессовом состоянии и физической активности во времени делают о текущем образе жизни человека, а именно:
- нормальная физическая нагрузка - среднее значение уровня активности и периодический характер кривой активности во времени, нормальные значения пульса, низкий уровень стрессового состояния
- физическая нагрузка, связанная с бегом - высокое значение уровня активности и периодический характер кривой активности во времени, высокие значения пульса, низкий уровень стрессового состояния,
- предельный уровень физической нагрузки - высокое значение уровня активности и периодический характер кривой активности во времени, высокие значения пульса, высокий уровень стрессового состояния,
- повседневная деятельность - среднее значение уровня активности и хаотический характер кривой активности во времени, среднее значения пульса, средний уровень стрессового состояния,
- напряженная деятельность - низкое значение уровня активности и хаотический характер кривой активности во времени, высокое значения пульса, высокий уровень стрессового состояния,
- отдых - низкое значение уровня активности, низкое значения пульса, низкий уровень стрессового состояния,
- переутомление - низкое значение уровня активности, низкое значения пульса, высокий уровень стрессового состояния.
Предпочтительно, физическую активность оценивают посредством сбора данных амплитуды колебания акселерометра, где отсутствием активности считают 0%, низкой активностью считают от 1% до 30%, средней - от 30% до 60%, высокой - более 60%.
Предпочтительно, психоэмоциональные стрессовые состояния определяют по критериям: - «спокойное» - высокий уровень вариабельности сердечного ритма, средний пульс, низкая физическая активность,
- «возбужденное» - высокий уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, низкая физическая активность,
- «напряженное» - средний уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, низкая физическая активность,
- «стресс» - низкий уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, низкая физическая активность,
- «угнетение» - низкий уровень вариабельности сердечного ритма, средний пульс, низкая физическая активность,
- «заболевание» - низкий уровень вариабельности сердечного ритма, низкий или высокий пульс, низкая физическая активность,
- «физическая нагрузка» - высокий уровень вариабельности сердечного ритма, средний пульс, средняя физическая активность,
- «высокая физическая нагрузка» - высокий уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, высокая физическая активность,
«напряженная физическая нагрузка» - средний уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, высокая физическая активность,
- «чрезмерная физическая нагрузка» - низкий уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, высокая физическая активность.
Краткое описание графических материалов
На Фиг.1 показана диаграмма алгоритма формирования максимума гистограммы и шаблонов по данным пульса.
На Фиг.2 показаны примеры определения максимума по разным наборам интервалов. На Фиг.З показан пример того, как уровень стресса связывают с
деятельностью человека и его взаимодействия с окружающими людьми и объектами путем формирования временной задержки между
произошедшим событием и всплеском уровня стресса, по которой делают вывод о том, что именно послужило источником изменения уровня стресса и предлагают пользователю исключить указанный источник.
На Фиг.4 показан пример формирования кривой стресса на основе сформированных кривых пульса и активности.
На Фиг.5 показан пример того, как уровень стресса связывают с
деятельностью человека и окружающими людьми.
Варианты осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к способу контроля уровня
напряженного состояния человека при помощи биометрического
детектора, носимого человеком на запястье. Биометрический детектор может быть, например, реализован в виде наручных часов или браслета. В этом случае детектор считывает биометрические данные, такие как частота сердечных сокращений, и уровень двигательной активности пользователя (например, шаги). Детектор обрабатывает считанные данные и передает их на смартфон, на экране которого они отображаются пользователю.
Детектор может работать в автономном режиме и имеет свою собственную энергонезависимую память. Детектор также включает в себя модуль анализа считанных данных и средства визуализации.
Данные детектора подают на мобильное приложение, загруженное на мобильном устройстве (т.е., смартфон, КПК, планшет или аналогичное). Мобильное приложение получает данные от биометрическим детектора и показывает их пользователю в более удобном формате. Мобильное приложение взаимодействует с серверным программным обеспечением через Интернет. Сервер хранит данные от пользователя (от нескольких пользователей) для дальнейшего вывода и статистического анализа.
Другим способом реализации биометрического детектора является использование его уже встроенным в мобильном устройстве. Пример такого устройства известен в качестве смартфона Samsung Galaxy S6 (см. http://4pda.ru/2015/05/13/219473/). В этом смартфоне уже есть встроенный датчик пульса, посредством которого можно измерять пульс.
Таким образом, при использовании встроенного в мобильное устройство датчика пульса иметь отдельные браслет или наручные часы с ним не требуется.
Следовательно, в настоящем изобретении конкретное расположение датчика пульса не имеет принципиального значения для достижения технического результата.
Поясним принципы, на которых строится предлагаемый способ, доступные для технической реализации с учётом современного состояния уровня техники.
Первый принцип - это учет контекста. Оценка эмоционального состояния человека в процессе своей обычной жизнедеятельности не может быть осуществлена в полной мере без учета четырех важных факторов:
· Уровня эмоционального возбуждения;
• Физической активности с учетом фактора сна;
• Интенсивностью взаимодействия с окружающим миром;
• Контекста, более точно: маркирование контекста событий;
• Погодой.
Измерение уровня эмоционального возбуждения часто является более важным, чем распознавание дискретных эмоций, т.к. он ближе по
интерпретации связан со стрессом или чувством глубокого удовольствия. Определение динамики развития эмоционального возбуждения имеет высокую информативность для самого человека, так и для окружающих. Наиболее апробированные методы регистрации такой активности связаны с анализом ритма сердца, т.е. интервалами между соседними пульсовыми ударами. На работу сердца завязаны основные контуры регуляции организма, среди основных методов анализа ритма сердца них можно выделить метод вариабельности, фрактального анализа, анализа
дыхательных составляющих. Современный уровень техники позволяет вычислять необходимые параметры сердечного ритма в режиме реального времени.
Известно взаимное влияние эмоций на физическую активность, причем эмоции могут, как угнетать ее, так и побуждать к ее увеличению. Также известен и обратный эффект повышения эмоционального фона после выполнения физических упражнений, пешей прогулки, активного отдыха. Известным техническим способом регистрации физической активности является использование микроэлектронных акселерометров.
В процессе своей жизнедеятельности современный человек активно взаимодействует с окружающими его людьми с использованием
мобильного телефона, который из средства связи превратился в
индивидуального ассистента. Звонки коллег по работе и учебе, знакомых, друзей и родственников могут вносить изменения в эмоциональное состояние. Важным фактором является их интенсивность.
Использование социальных сетей является одним из распространённых способов взаимодействия посредством мобильных телефонов,
комментарии, фото и видеоинформация также влияют на эмоциональное состояние. Важным фактором тоже является их интенсивность.
Информация о взаимодействия человека со своим мобильным телефоном может быть получена с помощью специального программного обеспечения и является технически реализуемой задачей.
В процессе свое жизнедеятельности современный человек оказывается в различных жизненных ситуациях и состояниях: работа, совещания, учеба, экзамен, отдых, свидание, поход в кино, театр или парк развлечений, все эти события меняют эмоциональное состояние и часто человека не может выстроить соответствие между последовательными событиями его жизни к краткосрочной (дни, неделя) перспективе и текущим эмоциональным состояниям. Использование дневников для записи неудобно и требует концентрации внимания. Наиболее правильным путем является
маркирование событий с помощью предварительно подготовленных односложных текстовых меток с помощью средств носимой электроники или мобильного телефона. Выполняется помощью специального
программного обеспечения и является технически реализуемой задачей. Погодные условия оказывают сильное влияние на эмоциональное состояние современного человека. Естественно это влияние не линейно, а идет совместно с общим контекстом повседневной жизни, усиливая или ослабления эмоции. Погодный фактор необходимо учитывать в качестве корректирующего элемента в цепях оценки эмоционального состояния. Задача получения данных об актуальной погоде выполняется помощью специального программного обеспечения и является технически
реализуемой задачей.
Таким образом, задача, реализация фиксации контекста является
технически реализуемой.
Технический эффект данной функции заключается в том, что в результате учета факторов внешней среды, в которой находится человек в процессе своей жизнедеятельности и физиологических реакций на действие данных факторов различных удается произвести определить причину
возникновения напряженных состояний. Второй принцип - это расчет уровня напряжения и формирование конченой ранговой шкалы напряжений.
ЧСС человека постоянно меняется в связи совершаемой физической нагрузкой и регулированием жизнедеятельности, основанном на
вегетативной и гуморальной регуляции. ЧСС отражает состояние всего организма. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) отражает изменения в частоте сердечных сокращений, вызванных физическим или
эмоциональным стрессом. Ряд рекомендуемых параметров ВСР были определены стандартами измерения, физиологической интерпретации и клинического использования: Task Force of The European Society of
Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology (European Heart Journal, 1996, vol. 17, 354-381). Описываемый вариант реализации системы для расчета уровня напряженного состояния
использует параметры, которые не входят в вышеупомянутые
рекомендации, но выведенные на их основе.
ЧСС отражает темп сердечных сокращений. Измерение ЧСС
биометрическим детектором осуществляется с помощью метода
оптической или импедансной плетизмографии. Каждое сокращение сердца приводит к увеличению кровенаполнения сосудов, что можно
регистрировать по изменению светоотражения или электрического сопротивления кожного покрова, наполненного капиллярами. ЧСС рассчитывается графику пульсовой волны - то есть, интервал между соседними максимумами оптической или импедансной плетизмограммы. Расчеты длительностей интервалов производятся в миллисекундах. Для большего удобства для пользователя ЧСС выражают в ударах в минуту (Beats per minute, ВРМ):
ВРМ = 60 * 1000 / Ti,
где Ti - продолжительность интервала между сокращениями сердца в миллисекундах (мс).
Биометрический детектор содержит фотометрическую ячейку (свето- и фотодиод), которая использует модулированное излучение и может работать при сильной боковой засветке фотодиода. Это необходимо из-за перемещений устройства на запястье, которое происходит при ходьбе или движениях рукой. Сила света светодиода должна быть такой, чтобы не вызывать перегрузки фотоприемной части. Соответственно светодиод должен управляться таким образом, чтобы фотоприемник мог
детектировать модулированный изменением кровотока отраженный от кожи световой поток, не уходя в насыщение. Для этого используется цепь автоматической регулировки усиления. Для максимального увеличения времени автономной работы устройства цепь автоматического
регулировки усиления должна поддерживать минимальный уровень выходного сигнала фотодиода, необходимый для работы аналого- цифрового преобразователя микропроцессорного блока внутри
биометрического детектора.
Биометрический детектор включает в себя микроконтроллер, который получает данные от датчика оптических импульсов (например, оптический датчик* или другие) и от акселерометра. Эти данные позволяют определить частоту сердечных сокращений и уровень физической активности, которые в свою очередь используются для вычисления уровня стресса человека, волна, выделенная модулем регистрации пульсовой волны путем
обработки сигнала от фотодиода, подается на модуль вычисления
интервалов. Далее данные об интервалах очищаются от артефактов движения при помощи модуля компенсации артефактов, после этого подаются на модуль расчета ЧСС и модуль расчета уровня стресса.
Выходные данные о величине ЧСС и уровне стресса сохраняются в запоминающем устройстве. Параллельно в запоминающее устройство попадают данные об уровне физической активности, вычисленные в модуле расчета среднего вектора движения по данным от осей X, Y и Z акселерометра. А также данные со счетчика числа шагов. Все данные при помощи модуля беспроводной связи передаются на мобильное устройство, а с него через сеть Интернет на сервер.
Работа модуля, фиксирующего движения, основана на удалении
интервалов между сокращениями сердца, которые оказались искажены от воздействия артефактов движения. Поскольку пульс человека не может резко измениться, каждое следующее значение интервала прогнозируется путем интерполяции примерно 20 предшествующих и последующих примерно 9 значений. Размер обоих окон интерполяции подбираются эмпирически из диапазона от 1 до 20. Коридор возможных значений интервала определяется порогом Т симметрично в обе стороны от текущего значения интервала Xi от 20 до 9. Если очередное значение интервала, поступившее из модуля вычисления интервалов, находится в пределах диапазона, определенного порогом Т, это значение остается неизменным. В противном случае, это значение замещается на
интерполированное значения.
Следует отметить, что числа 20 и 9 выбраны как компромисс между глубиной прогнозирования (т.е. стабильностью) и возможной задержкой вариаций сердечного ритма. Интервалы не должны быть сильно сглажены, иначе станет невозможным определить уровень стресса. Вместе с тем, возможность измерения ЧСС в течение коротких физических упражнений также должна быть сохранена, поскольку пользователю важно видеть, как изменяется его ЧСС во время занятий спортом. Если во время измерений присутствует интенсивный шум от артефактов, на устройство управления посылается двоичный сигнал, предупреждающий о наличии или
отсутствии влияния шума на результат вычисления устройством ЧСС и уровня стресса.
Уровень стресса вычисляется на основе гистограммы, построенной по собранным значениям пульса в плавающем окне регистрации:
Уровень стресса = (Квозраст * (Y / размер плавающего окна))* К шкалы, (I)
где Y - число интервалов с заданным отклонением друг о друга (10, 20 и 50 мс). Полученное таким образом значение уровня стресса указывает на степень напряженности нервной системы.
Квозраст - коэффициенту учитывающий поправку на возраст в диапазоне [0,7...1].
Кшкалы - принимает два значения 10 для шкал на носимых устройствам и 1000 для шкал на мобильных устройствах экспертных системах;
полученное значение уровня стресса указывает на степень напряженности нервной системы; размер плавающего окна - 128, 256 и 512 отсчетов пульса'.
Формула (I) для расчета стресса получена на основе расчета
триангулярного индекса ВСР (HRV index) [Вестник Аритмологии ,11, 1999], где данный индекс вычисляется согласно алгоритму, показанному на диаграмме (см. Фиг.1), как отношение интеграла под кривой
гистограммы RR интервалов (1) и максимума гистограммы (4).
RR интервал (1) - промежуток времени между соседними зубцами R электрокардиограммы, равный продолжительности сердечного цикла; используется при определении частоты сердечных сокращений, в
диагностике аритмий.
Размер плавающего окна - 128, 256 и 512 отсчетов пульса. Данные используют для формирования в буфере обмена (2) информации для предварительного построения диаграммы (3) с шириной лага Y, например, равной 50 мс. На ее основе получают максимум гистограммы (4). Количество интервалов для определения из них максимума, может быть разным, например, как показано на Фиг.2.
Уровень стресса (5) определяют с использованием гистограммы.
Концентрация максимального количества интервалов между соседними сокращениями сердца в определенном диапазоне (например, 50 мс) определяет уровень стресса. Чем больше интервалов попадают в 50 мс коридор, тем выше уровень стресса. Следует отметить, что абсолютные значения ЧСС не важны, они не используются в предложенной формуле. Иными словами, человек может иметь высокий стресс, в то время как его ЧСС находится в норме, составляя 60 - 90 ударов в минуту. Важен именно разброс значений вокруг максимума. Для формируемой шкалы стресса (6) выбирают вариабельность сердечного ритма.
Вычисленный таким образом уровень стресса связан с деятельностью человека и его взаимодействия с окружающими людьми и объектами. Зная, что именно происходит с человеком в данный момент из его органайзера, сделанных им звонков, текстовых сообщений, которые он просмотрел или новостей из Интернет или социальных сетей мы можем понять, что именно послужило источником изменения уровня стресса.
На Фиг.З можно видеть пример того, как уровень стресса связывают с деятельностью человека и его взаимодействия с окружающими людьми и объектами путем формирования временной задержки между
произошедшим событием и всплеском уровня стресса, по которой делают вывод о том, что именно послужило источником изменения уровня стресса и предлагают пользователю исключить указанный источник.
Пример формирования кривой стресса на основе сформированных кривых пульса и активности показан на Фиг.4.
События делятся на три уровня:
Высокий уровень - мероприятия из органайзера и уровень двигательной активности, синхронизированы в режиме реального времени с кривой уровня стресса;
Средний уровень - события, которые происходят с пользователем во время его повседневной жизни. Это ограниченные по времени события, такие как поход в кино, встречи, совещания, даты и т.д. Пользователь сам
активирует эти события, например, нажатием двух кнопок на его
биометрическом детекторе одновременно или с помощью приложения на смартфоне.
Низкий уровень - события, автоматически генерируемые биометрическим детектором в соответствии с заданными пороговыми значениями, которые помогают пользователю контролировать рост стресса. Каждое из этих событий могут быть впоследствии помечены пользователем из списка событий. Все события активируют выдачу push сообщений на мобильном устройстве пользователя в сопровождении звукового сигнала или
вибрации.
На мобильном устройстве может быть отражен уровень стресса и
активность в течение периода времени от 5 минут до суток и в течение недели. Уровень стресса может отображаться во взаимосвязи с активным или пассивным физическим поведением пользователя, выраженным в процентах, и / или сделанных шагах. Уровень стресса может отображаться как по шкале, например от 0 до 10, так и в виде различных графических представлений, например, смайликов, изображений, градиента цвета и т.д. Пользователь может просматривать график изменения стресса во времени. Динамику уровня стресса можно рассматривать в соотношении с
событиями, различными временами дня и так далее. Текущий уровень стресса выделяется указателем.
Пример того, как уровень стресса связывают с деятельностью человека и окружающими людьми показан на Фиг.5, где отражена диаграмма событий, привязанная к шкале временной зависимости.
На максимуме гистограммы (4) получают зону временного интервала (7), которая служит показателем для выбора событий действий пользователя или его реакции на действия других лиц по полученной пользователем от них информации. Из примера на Фиг.5 видно, что в стрессовую зону (7) попадает событие, связанное с входящим звонком (8), который и
определяет причину стресса. Иные события: сообщения мессенджера (9), CMC (10), комментарии пользователя (11) не попадают в зону стресса (7) и потому не считаются факторами, повлиявшими на стресс.
Если пользователь имеет высокий уровень стресса, приложение на мобильном устройстве предлагает ему различные советы для снижения стресса, например, такие как погладить свою собаку, погулять, провести время с супругой, отдохнуть, ходить в спортзал, и т.д. При этом
биометрический регистратор сможет измерить эффект от предложенного совета в следующий интервал времени, например, от 5 до 120 минут.
После истечения временного интервала биометрический детектор измеряет уровень стресса и информирует пользователя о результатах. Успехом является снижение уровня стресса, о котором пользователь
информируется. Таким образом, приложение на мобильном устройстве может выводить рейтинги советов по степени их позитивного воздействия на пользователя.
Текущее эмоциональное состояние пользователя можно представить как образ, который может быть размещен пользователем в социальной сети. График стресса может быть использован для генерации растрового изображения.
Пользователь может делиться своим состоянием и уровнем стресса различными способами, например, с помощью социальных сетей, путем отображения статуса, размещением растрового изображения или графика с указанием события, которое вызвало стресс (определенная новость, событие из его жизни и т.п.). Данные о стрессе в первую очередь передаются на сервер системы, описываемой в данном изобретении, а затем на сервер социальной сети. Пользователь может поделиться:
1. Текущим значением стресса.
2. Фотографией или изображением, связанными с эмоционально важным моментом в его жизни, с наложенной кривой стресса.
3. Растровым изображением, созданным автоматически на основе кривой стресса
Текущее состояние стресса может передано другим пользователям социальной сети (например, Facebook, Skype, WhatsApp, Twitter, Live360, Instagramm и т.п.), с помощью смайликов, аватара или текстовые сообщения (например, "расслаблен", "на взводе", "эмоционально
истощен", и т.д.). Пользователь может также видеть состояние других людей, например, членов семьи, родственников / детей и т.д.
Уровень стресса может сопровождаться изображением, как это принято в социальных сетях, поверх которого накладывается кривая стресса пользователя. Текущий уровень стресса отмечен на кривой, и помещен в центр изображения.
Пользователь с помощью приложения на смартфоне может создать синтетический образ своего состояния, который использует данные о стрессе. Например, умирающее растение или цветок, чтобы показать усталость, разряд молнии, чтобы показать высокий уровень стресса, и т.п. Способ может быть реализован, например, с использованием смартфона или iPhone, а также с использованием планшета.
Третий принцип - это учет физической активности.
Уровень двигательной активности отражает интенсивность движений пользователя. Данный параметр регистрируется с помощью встроенного в биометрический детектор электрического акселерометра. Физическая активность может быть оценена по числу сделанных пользователем шагов или по величине ускорений конечности, на которой размещен
биометрический детектор. Современные электронные акселерометры, регистрируют ускорения по трем осям X, Υ, Z. Сигналы регистрируются по каждой из осей и усредняются в течение некоторого временного интервала. Физическая активность человека может быть оценена с использованием двух возможных подходов:
1. Измерение амплитуды вектора ускорений части тела (руки, ноги, бедра и т.д.), к которому присоединен биометрический регистратор, по трем осям
(т.е. регистрируется амплитуда вектора ускорений в 3D пространстве). Амплитуда движений может быть измерена в процентах от максимальной шкалы' акселерометра. Данная величина может быть усреднена в любом временном интервале - секундном, минутном, часовом, суточном и т.д. По распределению полученных данных во времени можно сделать выводы о суточной двигательной активности и образе жизни человека.
2. Измерение количества шагов, сделанных человеком в заданном
интервале времени, например, в течение дня. Это более распространенный в настоящее время подход, и дает достаточно объективную меру
активности при ходьбе и беге. Когда человек наступает на ногу при очередном шаге во время ходьбы или бега, на одном или нескольких каналах акселерометра наблюдается резкий всплеск сигнала. Подсчитывая такие всплески можно считать шаги, а зная среднюю длину шага и пройденное расстояние. Большинство носимых устройств, таких как смартфоны, реализуют именно такой подхода. Вычисление шагов позволяет стимулировать человека к более активному образу жизни, и ставить дневные цели (например, 5000 шагов в день).
При интенсивной физической активности напряженные состояния могут снижаться. Поэтому уровни физической активности тоже являются контекстом для значений напряженных состояний.
Четвертый принцип - это отображение уровня напряжения.
Технически мобильные приложения на базе платформы Android или iOS, которые позволяют реализовать функцию регистрации двигательной активности посредством встроенного в смартфон электронного акселерометра, доступны и широко известны:
[https://play.google.com/store/apps/details?id=com.lul.accelerometer;
https://play.google.conVstore/apps/details?id=com.imioventions.sensorkinetics; https://play.google.com/store/apps/details?id=co
cstoolboxaccelerometer;
https://play.google.corn/store/apps/details?id=com
На мобильном устройстве может быть отражен уровень напряжения и активность в течение периода времени от 5 минут до суток и в течение недели. Уровень напряжения может отображаться во взаимосвязи с активным или пассивным физическим поведением пользователя,
выраженным в процентах, и / или сделанных шагах. Уровень стресса может отображаться как по шкале, например от 0 до 10 и от 0 до 1000, так и в виде различных графических представлений, например, смайликов, изображений, градиента цвета и т.д. Пользователь может просматривать график изменения стресса во времени, динамику уровня напряжения можно рассматривать в соотношении с событиями, различными временами дня и так далее. Текущий уровень напряжения выделяется указателем.
Если пользователь имеет высокий уровень напряжения, приложение на мобильном устройстве предлагает ему различные советы для снижения стресса, например, такие как погладить свою собаку, погулять, провести время с супругой, отдохнуть, ходить в спортзал, и т.д. При этом
биометрический регистратор сможет измерить эффект от предложенного совета в следующий интервал времени, например, от 5 до 120 минут.
После истечении временного интервала биометрический детектор измеряет уровень стресса и информирует пользователя о результатах.
Успехом является снижение уровня стресса, о котором пользователь информируется. Таким образом, приложение на мобильном устройстве может даже строить рейтинги советов по степени их позитивного
воздействия на пользователя.
Пользователь может делиться своим состоянием и уровнем стресса различными способами, например, с помощью социальных сетей, путем отображения статуса, размещением растрового изображения или графика с указанием события, которое вызвало стресс (определенная новость, событие из его жизни и т.п.). Данные о стрессе в первую очередь
передаются на сервер системы, описываемой в данном изобретении, а затем на сервер социальной сети.
Пользователь может поделиться:
1. Текущим значением напряжения.
2. Фотографией или изображением, связанными с эмоционально важным моментом в его жизни, с наложенной кривой стресса.
Технически мобильные приложения на базе платформы Android или iOS, которые позволяют реализовать функцию сбора статистики работы пользователя по коммуникациям, широко известны и доступны:
[https://play.google.com/store/apps/details?id=com.msd.am.pub ;
https://play.google.corn/store/apps/details?id=cz.mobilesoft.callistics ;
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.partneringco .callinspector] Известны также приложения, собирающие всю информацию о взаимодействии пользователя со смартфоном:
[https://play.google.com/store/apps/details?id=rs.pedjaapps.eventlogger].
Текущее состояние стресса может передано другим пользователям W 201
29
социальной сети (например, Facebook, Skype, WhatsApp, Twitter, Live360, Instagramm и т.п.), с помощью смайликов, аватара или текстовые сообщения (например, "расслаблен", "на взводе", "эмоционально
истощен", и т.д.). Пользователь может также видеть состояние других людей, например, членов семьи, родственников / детей и т.д.
Уровень напряжения может сопровождаться изображением, как это принято в социальных сетях, поверх которого накладывается кривая стресса пользователя. Текущий уровень стресса отмечен на кривой, и помещен в центр изображения.
Пользователь с помощью приложения на смартфоне может создать синтетический образ своего состояния, который использует данные о стрессе. Например, умирающее растение или цветок, чтобы показать усталость, разряд молнии, чтобы показать высокий уровень стресса, и т.п. По существу, предлагаемый способ непрерывного контроля напряженного состояния человека включает в себя следующие операции:
1. Синхронная регистрация с запястья человека биосигналов в виде пульса, физической активности и температуры с помощью автономных датчиков-регистраторов;
2. Цифровая обработка сигналов с датчиков и их преобразование в беспроводный сигнал для дальнейшей обработки в мобильном
вычислительном устройстве;
3. Вычисление и синхронная регистрация интенсивности и количества телефонных звонков, приема и оправки коротких текстовых сообщений (SMS), интенсивность размещения комментариев в социальных сетях, получают данные по погодным условиям, включая температуру, сведения об осадках, солнце, ветре, магнитных бурях, общей электромагнитной обстановки;
4. Расчет уровня напряженного состояния человека по формуле: 5. Отображение на дисплее мобильного вычислительного устройства информации о регистрируемых параметрах, в виде ранговой шкалы напряженных состояний от 0 до 1000 для экспертных систем и от 0 до 10 для визуализации на дисплеях носимых устройств. Причем 0 это отсутствие напряженного состояния, а 1000 или 10 это состояние максимальной напряженности.
6. Отображение на дисплее мобильного вычислительного устройства информации о выходе уровня напряженного состояния за пределы установленного порога и формирования сообщения в виде звука, тактильной вибрации, изображения.
7. Отображение на дисплее мобильного вычислительного устройства привязки уровня напряженных состояний к событиям, зафиксированным мобильным вычислительным устройством и созданным пользователем самостоятельно.
Способ подразумевает непрерывное неоднократное повторение пунктов 1 - 6 при условии постоянного ношения человеком на запястье автономных датчиков-регистраторов.
Достоинством способа непрерывного контроля напряженного состояния человека является учета контекста (внешних факторов) среды, в которой находится человек в процессе своей жизнедеятельности, учет
физиологических реакций на действие данных факторов, учет уровня физической активности и периодов сна, наличие шкалы эмоционального состояния, упрощающего восприятие итоговой информации
пользователем.
Промышленная применимость
Как отмечено выше, зааявленное изобретение может быть реализовано на основе мобильных приложений на базе платформы Android или iOS, а также приложений, собирающих всю информацию о взаимодействии пользователя со смартфоном. Для реализации изобретения могут использоваться социальные сети (например, Facebook, Skype, WhatsApp, Twitter, Live360, Instagramm и т.п.)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ непрерывного контроля уровня напряженного состояния человека, включающий использование биометрического детектора, данные с которого используют для буферизации значений интервалов между соседними ударами сердца в течение заданного временного окна, а также для создания гистограммы распределения этих интервалов и вычисление уровня стресса, основанного на вариабельности сердечного ритма, отличающийся тем, что данные биометрического детектора используют в мобильном приложении на базе платформы Android или iOS, уровень стресса вычисляют на основе гистограммы, построенной на основе показателей собранных значений пульса, затем исходя из данных графика гистограммы по концентрации максимального количества интервалов между соседними сокращениями сердца в определенном диапазоне X мс определяют уровень стресса исходя из критерия: чем больше интервалов попадают в X мс коридор, тем выше уровень стресса; регистрируют показатели интенсивности движений пользователя с помощью встроенного в биометрический детектор электрического акселерометра, причем физическую активность оценивают либо посредством измерения количества шагов, сделанных человеком в заданном интервале времени, либо посредством измерения амплитуды вектора ускорений части тела (руки, ноги, бедра и т.д.), к которому присоединен биометрический регистратор, по трем осям (т.е. регистрируется амплитуда вектора ускорений в 3D пространстве), где амплитуду движений измеряют в процентах от максимальной шкалы акселерометра, затем по распределению полученных данных во времени делают выводы о суточной двигательной активности и образе жизни человека; вычисленный таким образом уровень стресса связывают с деятельностью человека и его взаимодействия с окружающими людьми и объектами по данным, которые собирают автоматически путем сбора сведений из баз данных приложений, установленных на электронном устройстве пользователя, причем по 5 собранным сведениям делают вывод о том, что именно послужило источником изменения уровня стресса и предлагают пользователю исключить указанный источник.
2. Способ по пЛ отличающийся тем, что уровень стресса вычисляют на основе гистограммы, построенной на основе показателей собранных ю значений пульса и рассчитывают по формуле:
Уровень стресса = (Квозраст * (Y / размер плавающего окна))* К шкалы, где Y - число интервалов с заданным отклонением друг о друга (10, 20 и 50 мс);
Квозраст - коэффициенту учитывающий поправку на возраст в диапазоне 15 [0,7.. Л];
Кшкалы - принимает два значения 10 для шкал на носимых устройствам и 1000 для шкал на мобильных устройствах экспертных системах; полученное значение уровня стресса указывает на степень напряженности нервной системы; размер плавающего окна - 128, 256 и 512 отсчетов пульса.
20 3. Способ по п.1 отличающийся тем, что уровень стресса связывают с деятельностью человека и его взаимодействия с окружающими людьми и объектами путем формирования временной задержки между произошедшим событием и всплеском уровня стресса, по которой делают вывод о том, что именно послужило источником изменения уровня стресса
25 и предлагают пользователю исключить указанный источник.
4. Способ по п.1 отличающийся тем, что из баз данных приложений, установленных на электронном устройстве пользователя, осуществляют сбор сведений: из журнала звонков телефонной книги пользователя, а также текстовых сообщений, которые он просмотрел или какие страницы
5 социальных сетей пользователь посещал.
5. Способ по п.1 отличающийся тем, что сбор сведений из приложений, установленных на электронном устройстве пользователя, осуществляют с использованием микрофона и динамика, в которых регистрируют уровни всплеска амплитуды громкости поступающего звука в микрофон и ю исходящего звука из динамика, а уровень стресса связывают с разговором пользователя с другим абонентом при условии наличия всплеска
амплитуды громкости поступающего звука в микрофон и/или исходящего звука из динамика при одновременной фиксации всплесков уровня стресса пользователя, причем источником изменения уровня стресса в этом случае
15 определяют разговор пользователя с этим абонентом и предлагают
пользователю включить указанного абонента в черный или серый списки телефонной книги.
6. Способ по п.1 отличающийся тем, что о стрессовом состоянии и
физической активности во времени делают о текущем образе жизни
20 человека, а именно:
- нормальная физическая нагрузка - среднее значение уровня активности и периодический характер кривой активности во времени, нормальные значения пульса, низкий уровень стрессового состояния
- физическая нагрузка, связанная с бегом - высокое значение уровня 25 активности и периодический характер кривой активности во времени, высокие значения пульса, низкий уровень стрессового состояния, - предельный уровень физической нагрузки - высокое значение уровня активности и периодический характер кривой активности во времени, высокие значения пульса, высокий уровень стрессового состояния,
- повседневная деятельность - среднее значение уровня активности и 5 хаотический характер кривой активности во времени, среднее значения пульса, средний уровень стрессового состояния,
- напряженная деятельность - низкое значение уровня активности и хаотический характер кривой активности во времени, высокое значения пульса, высокий уровень стрессового состояния,
ю - отдых - низкое значение уровня активности, низкое значения пульса, низкий уровень стрессового состояния,
- переутомление - низкое значение уровня активности, низкое значения пульса, высокий уровень стрессового состояния.
7. Способ по п.1 отличающийся тем, что физическую активность
15 оценивают посредством сбора данных амплитуды колебания
акселерометра, где отсутствием активности считают 0%, низкой
активностью считают от 1% до 30%, средней - от 30% до 60%, высокой - более 60%.
8. Способ по п.1 отличающийся тем, что психоэмоциональные стрессовые 20 состояния определяют по критериям:
«спокойное» - высокий уровень вариабельности сердечного ритма, средний пульс, низкая физическая активность,
- «возбужденное» - высокий уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, низкая физическая активность,
25 - «напряженное» - средний уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, низкая физическая активность, - «стресс» - низкий уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, низкая физическая активность,
- «угнетение» - низкий уровень вариабельности сердечного ритма, средний пульс, низкая физическая активность,
5 - «заболевание» - низкий уровень вариабельности сердечного ритма, низкий или высокий пульс, низкая физическая активность,
- «физическая нагрузка» - высокий уровень вариабельности сердечного ритма, средний пульс, средняя физическая активность,
- «высокая физическая нагрузка» - высокий уровень вариабельности ю сердечного ритма, высокий пульс, высокая физическая активность,
- «напряженная физическая нагрузка» - средний уровень вариабельности сердечного ритма, высокий пульс, высокая физическая активность,
«чрезмерная физическая нагрузка» - низкий уровень вариабельности 15 сердечного ритма, высокий пульс, высокая физическая активность.
PCT/RU2017/000145 2016-03-18 2017-03-17 Способ непрерывного контроля уровня напряженного состояния человкеа WO2017160186A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110052A RU2649519C2 (ru) 2016-03-18 2016-03-18 Способ непрерывного контроля уровня напряженного состояния человека
RU2016110052 2016-03-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017160186A1 true WO2017160186A1 (ru) 2017-09-21

Family

ID=59850759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000145 WO2017160186A1 (ru) 2016-03-18 2017-03-17 Способ непрерывного контроля уровня напряженного состояния человкеа

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2649519C2 (ru)
WO (1) WO2017160186A1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111184521A (zh) * 2020-01-20 2020-05-22 北京津发科技股份有限公司 一种压力识别手环
CN112263252A (zh) * 2020-09-28 2021-01-26 贵州大学 基于hrv特征和三层svr的pad情绪维度预测方法
CN112826475A (zh) * 2019-11-05 2021-05-25 深圳市大富智慧健康科技有限公司 血压检测装置、血压检测系统及血压监测方法
CN112826468A (zh) * 2019-11-05 2021-05-25 深圳市大富智慧健康科技有限公司 血压检测装置、血压检测系统及血压监测方法
CN113288149A (zh) * 2021-06-17 2021-08-24 深圳市爱都科技有限公司 一种显示用户心理压力区间的方法、装置及可穿戴设备
US20220148728A1 (en) * 2019-02-25 2022-05-12 Looxid Labs Inc. System and method for analyzing stress of user and managing individual mental health, using hmd device having biosignal sensors mounted therein

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725067C2 (ru) * 2018-04-24 2020-06-29 Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Нейротехнологий Сна И Бодрствования" (Ооо "Цнсиб") Способ и система физиотерапевтической коррекции и терапии сна человека

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002112969A (ja) * 2000-09-02 2002-04-16 Samsung Electronics Co Ltd 身体及び感情状態の認識装置及び方法
WO2014064580A1 (en) * 2012-10-23 2014-05-01 Koninklijke Philips N.V. Stress-measuring system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONG LU ET AL.: "StressSense : Detecting Stress in Unconstrained Acoustic Environments using Smartphones", UBICOMP, 5 September 2012 (2012-09-05), Pittsburgh, USA, pages 351 - 360, XP058042201 *
ZUIDHOF H.J.: "Emotional Arousal Detection", MASTER’S THESIS WRITTEN FOR THE UNIVERSITY OF GRONINGEN FACULTY OF MATHEMATICS AND NATURAL SCIENCE AND UMCG FOR THE DEPARTMENT OF PSYCHIATRY SUPERVISED AND COORDINATED BY PROF. DR. IR. M. AIELLO, November 2013 (2013-11-01), pages 9 - 61, XP055421726 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220148728A1 (en) * 2019-02-25 2022-05-12 Looxid Labs Inc. System and method for analyzing stress of user and managing individual mental health, using hmd device having biosignal sensors mounted therein
CN112826475A (zh) * 2019-11-05 2021-05-25 深圳市大富智慧健康科技有限公司 血压检测装置、血压检测系统及血压监测方法
CN112826468A (zh) * 2019-11-05 2021-05-25 深圳市大富智慧健康科技有限公司 血压检测装置、血压检测系统及血压监测方法
CN112826468B (zh) * 2019-11-05 2023-12-01 深圳市大富智慧健康科技有限公司 血压检测装置、血压检测系统及血压监测方法
CN111184521A (zh) * 2020-01-20 2020-05-22 北京津发科技股份有限公司 一种压力识别手环
CN112263252A (zh) * 2020-09-28 2021-01-26 贵州大学 基于hrv特征和三层svr的pad情绪维度预测方法
CN112263252B (zh) * 2020-09-28 2024-05-03 贵州大学 基于hrv特征和三层svr的pad情绪维度预测方法
CN113288149A (zh) * 2021-06-17 2021-08-24 深圳市爱都科技有限公司 一种显示用户心理压力区间的方法、装置及可穿戴设备

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016110052A (ru) 2017-09-22
RU2649519C2 (ru) 2018-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2649519C2 (ru) Способ непрерывного контроля уровня напряженного состояния человека
CN101198277B (zh) 用于生理学和心理生理学监控的系统
CN104203088B (zh) 利用惯性频率减少生理指标误差
US9265430B2 (en) Method, system and software product for the measurement of heart rate variability
US9107586B2 (en) Fitness monitoring
JP6268193B2 (ja) 脈波測定装置、携帯機器、医療機器システム、及び生体情報コミュニケーションシステム
TWI650737B (zh) 一種評估心跳停止發生可能的穿戴式裝置及其方法
US20160321403A1 (en) Data collection method and apparatus
CN110856653A (zh) 基于生命体征数据的健康监测预警系统
US20180008200A1 (en) Motion-dependent averaging for physiological metric estimating systems and methods
JP2019209128A (ja) ストレス評価装置、ストレス評価方法及びプログラム
US11699524B2 (en) System for continuous detection and monitoring of symptoms of Parkinson's disease
WO2020150203A1 (en) System for measuring heart rate
Alafeef Smartphone-based photoplethysmographic imaging for heart rate monitoring
US20240099639A1 (en) System for measuring heart rate
JP2019030389A (ja) 自律神経状態評価装置、自律神経状態評価システム、自律神経状態評価方法及びプログラム
JP2004351184A (ja) ユビキタス式健康管理支援システム
GB2469547A (en) Measurement of heart rate variability
WO2019230235A1 (ja) ストレス評価装置、ストレス評価方法及びプログラム
US20240090807A1 (en) Wearable device and method for stress detection, emotion recognition and emotion management
CN113598721B (zh) 可穿戴终端及其核心体温监测方法和计算机可读存储介质
CN213525108U (zh) 一种可穿戴设备
CN115054248B (zh) 情绪监测方法和情绪监测装置
US20230107691A1 (en) Closed Loop System Using In-ear Infrasonic Hemodynography and Method Therefor
Quer et al. Matching between physiological sensor and smartphone based on RR intervals time series

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17767049

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17767049

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1