WO2023014244A1 - Device and method for identifying and monitoring health risks - Google Patents

Device and method for identifying and monitoring health risks Download PDF

Info

Publication number
WO2023014244A1
WO2023014244A1 PCT/RU2022/000247 RU2022000247W WO2023014244A1 WO 2023014244 A1 WO2023014244 A1 WO 2023014244A1 RU 2022000247 W RU2022000247 W RU 2022000247W WO 2023014244 A1 WO2023014244 A1 WO 2023014244A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signals
signal
health
parameters
sensors
Prior art date
Application number
PCT/RU2022/000247
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Леонид Михайлович ВАСИЛЬЕВ
Андрей Александрович КРОТКИХ
Эдуард Геннадьевич НЕЛЮБИН
Татьяна Ивановна ПРОКОПЕНКО
Сергей Алексеевич СИНАЙСКИЙ
Дмитрий Владимирович ТАЧКИН
Леонид Иванович ТИХОМИРОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Парма-Телеком"
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
Priority claimed from RU2021123170A external-priority patent/RU2786479C1/en
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Парма-Телеком" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Парма-Телеком"
Priority to JP2024506902A priority Critical patent/JP2024530182A/en
Priority to CN202280064986.1A priority patent/CN118019485A/en
Publication of WO2023014244A1 publication Critical patent/WO2023014244A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment

Definitions

  • SUBSTANCE invention relates to medical equipment, namely, to devices and methods for determining and monitoring risks to the health of a subject, as well as for diagnosing the state of the subject's body.
  • subject in the present invention refers to a person - the carrier of the device or another living organism, in particular, an animal (including a mammal).
  • a known method of monitoring normal or abnormal physiological events in patients by analyzing their biomedical signals according to international application W0200357025, publication 24.12.2003, IPC A61B 05/00.
  • the analyzed biomedical signal is examined as follows.
  • a raw signal is obtained, for example, an ECG of a patient using an appropriate electrode.
  • features are extracted from said raw signal.
  • the closest is a method for detecting pathological fluctuations in physiological signals for diagnosing human diseases, described in the application US20100234748, publication 09/16/2010, IPC A61B 05/04.
  • the method includes performing a sliding window analysis to find sequences in physiological signal data that correspond to amplitude and duration corrected versions of the template function within a specified tolerance.
  • the technical result achieved in the present invention is to increase the accuracy, reliability and efficiency of determining health risks, as well as to increase the universality of the tools for their determination by taking into account simultaneously measured heterogeneous physiological characteristics of the subject's body.
  • a device for determining and monitoring health risks including: sensors that have contact with the subject's body and are attached to it; a measurement unit configured to convert signals from sensors of parameters of various physical nature to the type of values of the quantities measured by them; parametric-functional conversion unit, which converts each of the received signals with measured physiological parameters from a parametric signal into a functional signal of a single form that provides them matching without additional conversion; a signal matching unit configured to determine the presence of risks and generate appropriate signals about their presence; a risk assessment unit configured to evaluate risks and generate signals with a general assessment (level) of risks; a display unit configured to convert the overall assessment (level) of risks into a message to a person - the carrier of the device and / or a specialist who monitors health.
  • the sensors can be attached to the body of the subject in any way that is not harmful to his health, for example, by fastening a bracelet, by fixing with a patch or chest strap, or by implantation.
  • the device according to the present invention can be configured to receive signals from any known types of sensors, for example, piezoelectric, optoelectric, electrochemical, audio-video sensors, as well as other promising sensors that provide measurement of physiological characteristics.
  • sensors for example, piezoelectric, optoelectric, electrochemical, audio-video sensors, as well as other promising sensors that provide measurement of physiological characteristics.
  • the device according to the present invention can be configured to receive signals from sensors installed directly in the body of the device, as well as, if necessary, from sensors installed outside the body, via wires or standard wireless data protocols.
  • the device according to the present invention is configured to receive signals from sensors of parameters of various physical nature by means of a measurement unit, a parametric-functional transformation unit, a signal matching unit and a risk assessment unit.
  • the device according to the present invention can be configured to continuously monitor risks to the health of a subject for a long time.
  • the display unit may include a light and/or sound indicator and/or a screen.
  • the device according to the present invention may be associated with a mobile device in the form of a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop, or desktop computer.
  • the device for determining and monitoring health risks provides the following main functions:
  • the invention provides for the presence in the device of additional functions that allow to increase the accuracy of the analysis of the subject's health status: - continuous control by the device of its state (for example, control of the presence of power and connection of sensors that have contact with the body of the subject);
  • the sensors, the measurement unit, the parametric-functional conversion unit, the signal matching unit, the risk assessment unit and the display unit can be structurally combined and made in the form of a wearable personal device, for example, in the form of a bracelet.
  • the sensors can be placed outside the bracelet body and connected to the bracelet by wires or by standard wireless data transfer protocols.
  • the whole set of essential features of the claimed device and method for determining and monitoring health risks directly affects the achievement of the claimed technical result.
  • the sign of the presence in the claimed device of sensors that have contact with the body of the subject and are fixed on it, and the sign of receiving signals from sensors containing measured physiological characteristics are key to the present invention and provide the ability to operate the device and implement the method and achieve the claimed technical result.
  • the accuracy, reliability and efficiency of determining health risks cannot be improved without the presence of sensors in the claimed device, without receiving signals from these sensors and without their further transformation in the manner described in the present invention.
  • Increasing the versatility of health risk identification tools is also provided in primarily due to the presence of sensors in the claimed device, receiving signals from these sensors and their further conversion.
  • a method for determining and monitoring health risks is proposed, characterized in that sets of functional parameters are preliminarily created, each of which includes a set of interrelated threshold values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency, receive signals containing measured physiological characteristics, at least from one sensor, convert each of the received signals into a signal of a single form, providing their comparison without additional conversion at a given time interval, while determining the value of the signal, indicating the presence of a risk factor for health when this signal reaches the critical threshold the value of a parameter stored in one of the many pre-generated sets of functional parameters, or a value indicating the absence of a health risk factor if the threshold is not reached, then, signals of a single form are compared with each other within each set of functional parameters and, if the values of the signals of the set, indicating the presence of a risk factor for health, coincide, they make a decision about the presence of certain risks for the health of the subject, based on the set of which they form an overall assessment
  • Sets of functional parameters are preliminarily created, each of which includes a set of interrelated threshold values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency, characterizing a certain health risk factor.
  • the choice of the values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency is based on verified medical data.
  • Each set of functional parameters is formed on the basis of at least two parameters (time and at least one physiological parameter corresponding to it) received from sensors.
  • signals containing the measured physiological characteristics are received from at least one sensor. From the sensors receive signals containing, in particular, the following parameters: heart rate, state of sleep or wakefulness; type of physical activity of the subject, energy consumption and income, state of hydration of the body, sleep phases, stress level, glucose content in the intercellular fluid, but not limited to this list.
  • each of the received signals is converted into a functional signal of a single form, which ensures their comparison without additional conversion at a given time interval, while determining the value for the signal, indicating the presence of a risk factor for health when this signal reaches a threshold of a critical parameter value stored in one of a plurality of pre-generated sets of functional parameters, or a value indicating the absence of a health risk factor if the threshold is not reached.
  • this allows heterogeneous signals from sensors to be converted into a single form for their subsequent comparison. It should be noted that from one signal from the sensor in the process of its conversion into a signal of a single form, as many homogeneous signals are obtained as there are different threshold values of critical physiological parameters corresponding to the signal in the sets of functional parameters.
  • a certain value for example, the arithmetic mean
  • the signal from the sensor reaches the threshold value of the critical physiological parameter
  • the value of the deviation of the signal from the threshold value, the duration and frequency of such a deviation are stored. Taking into account the magnitude of the deviation, the duration and frequency of such a deviation makes it possible to more accurately determine the state of health when making a decision about the presence of a risk factor.
  • signals of a single form are compared with each other within each set of functional parameters and, if the values of the signals of the set, indicating the presence of a health risk factor, coincide, a decision is made that health risks have been identified, while generating appropriate signals about their presence.
  • the risks are assessed in accordance with the received set states and determine the overall assessment of health risks, while generating the corresponding signals with this assessment.
  • the person - the carrier of the device and/or the specialist who monitors health is informed by displaying signals with a general assessment (level) of risks on the display unit of the device.
  • the external device may be selected from the group consisting of a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop or desktop computer.
  • signals can be received from sensors containing, in particular, the following parameters: heart rate, state of sleep or wakefulness; type of physical activity of a person, energy consumption and income, state of hydration of the body, sleep phases, stress level, glucose content in the intercellular fluid, but not limited to this list.
  • both the current value of the signal from the sensor and the accumulated historical data are used before converting the signals from the sensors into signals of a single form.
  • a single homogeneous stream is formed from the uniform waveforms.
  • one or more time windows can be used to which the incoming data for each of the signals is correlated.
  • the length of each the time window may be determined by a particular set of functional parameters.
  • actions on received signals from sensors of parameters of various physical nature are divided into independent technological stages (signal conversion stages), and are carried out by means of the corresponding blocks of the claimed device.
  • FIG. 1 shows embodiments of the invention.
  • FIG. 2 is a general flow diagram of a method for determining and monitoring health risks.
  • FIG. 3 shows the scheme for creating sets of functional parameters.
  • FIG. 4 shows graphs of signal conversion, containing the measured physiological parameters from the sensor, into a signal of a single form.
  • FIG. 5 shows graphs of the results of comparing signals of a single form within the set of signals of each of the created sets of functional parameters and graphs of certain health risks.
  • FIG. 6 shows an example of converting signals containing measured physiological parameters from sensors into a single waveform.
  • FIG. Figure 7 shows another example of converting signals containing measured physiological parameters from sensors into a single waveform.
  • FIG. 8 shows an example that reflects the content of the transformation of parametric signals into functional ones with their subsequent comparison, which underlies the method for determining and monitoring health risks.
  • FIG. 9 shows an example of a general scheme for identifying risks.
  • FIG. 10 shows an example of risk identification in a wearable personal device in the form of a wristband.
  • FIG. 11 shows an example of the implementation of the invention in the form of a wearable personal device based on analog and digital microcircuits.
  • the invention can be implemented independently as a wearable personal device, for example, in the form of a bracelet with sensors that are in contact with the subject's body and attached to it (I), as part of a bracelet-phone (tablet) pair (II) or as an element in as part of a complex system of technical devices (III) based on general-purpose digital technology.
  • Wearable personal devices 1 including a device for determining and monitoring health risks, are mainly designed to measure physiological parameters and inform about the obtained values of these parameters of the device carrier. IN Currently, these devices do not provide a sufficiently detailed definition of risks to the health of the subject. In addition, these devices, as elements of complex systems of technical devices, can be associated with another wearable device, for example, a mobile phone (tablet) 2, in order to transfer data from the device to an external device 3 for additional processing (III).
  • a mobile phone tablette
  • the invention implemented independently as a wearable personal device (Fig. 1), for example, in the form of a bracelet with sensors (I) consists of: sensors (1) that have contact with the subject's body and are attached to it; a measurement unit (2) that converts signals from sensors of parameters of various physical nature to the type of values measured by them; a parametric-functional conversion unit (3) that converts each of the received signals with the measured physiological parameters from a parametric signal into a functional signal of a single form, which ensures their comparison without additional conversion; a signal matching block (4) that determines the presence of risks and generates appropriate signals about their presence; a risk assessment block (5) that performs risk assessment and generates signals with a general assessment (level) of risks; a display unit (6) that converts the overall assessment (level) of risks into a message to a person - the carrier of the device and / or a specialist who monitors health.
  • the main function of the invention is to determine health risks by sequential processing of parametric signals measured by one or more sensors of parameters of various physical nature (1) based on their purposeful parametric-functional transformation in measurement units (2), parametric-functional transformation (3), comparison signals (4) and risk assessment (5).
  • the display unit (5) is designed to convert signals with a general assessment (level) of risks into a message to a person - the device carrier and / or a specialist who monitors health, by means of a light, sound indicator and / or screen.
  • Sequential processing of parametric signals in the process of determining health risks consists in the step-by-step transformation of signals received from sensors into a message to a person - the device carrier and/or a health monitoring specialist about the identified risks.
  • Five stages of transformation are used: measurement, parametric-functional transformation, comparison, risk assessment, mapping. Each transformation is carried out in the corresponding block of the device.
  • a graphic representation of the stages of transformation of signals received from sensors in the process of determining health risks, the types of such signals, as well as the composition of the blocks corresponding to these transformations are shown in Fig. 2.
  • Fig. 3 sets of functional parameters 4 are created in advance (Fig. 3) (sets in the figures), each of which includes a set of interrelated threshold values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency, characterizing a certain critical health risk factor.
  • These parameters may include: heart rate, state of sleep or wakefulness; type of physical activity of the subject, energy consumption and income, state of hydration of the body, sleep phases, stress level, glucose content in the intercellular fluid, but not limited to this list.
  • the diagram shows the procedure for creating a set of functional parameters 4.
  • Functional parameter sets 4 that reflect specific health conditions are interrelated hypotheses about a possible health risk 5 given for each of the risk factors (FR) for health, which can be identified on the basis of S(P) signals containing measured physiological characteristics , obtained using sensors, in the form of P parameters.
  • each of the sets of functional parameters 4 reflects a hypothesis about a possible health risk when several P parameters are combined.
  • Time is also one of the parameters, since time characteristics should be taken into account when determining health risks according to the duration and frequency of the R parameters.
  • threshold critical values SR of those parameters P that can be measured using a wearable personal device 1 are formed.
  • parameters P of signals S (P) HR; a sign (kind) of activity in which the subject is located (in particular for a person, “calm state”, “walking”, “running”); parameter "Observation time”.
  • each parameter in the set For each parameter in the set, its threshold value is set, respectively, each parameter of the set is defined as a critical physiological parameter.
  • the threshold value of HR norms is preset -
  • the current value of the critical physiological parameter HR for the signal parameter S (HR) is defined as "S(4CC) >70%*S(4CC HOpM )". That is, if, as a result of monitoring the heart rate signal, a deviation from the established boundary of the physiological parameter of heart rate by more than 70% is recorded, then the presence of a certain risk factor for health, which is characterized by this parameter, is also recorded. That is, for a given critical physiological parameter, a threshold can be assigned in the form of a relative value as a fraction of the nominal value of this parameter;
  • the value of the threshold critical physiological parameter SR for the parameter signal S (type of activity), which indicates the appearance of a risk factor, is set as any state, except for the "Running" state. That is, for a critical physiological parameter characterizing the type of activity of the subject, the presence of a certain risk factor is established only if it belongs to a certain current state;
  • the risk factor is set when a specific absolute value is reached.
  • FIG. 7 shows another example in which two sets of function parameters 4 are formulated based on the same parameters P.
  • the set of function parameters N is the set of the example in FIG. 6.
  • the set of functional parameters N+1 based on the same parameters P is associated with another hypothesis about a possible risk to the health of the subject.
  • the threshold value of heart rate norms is pre-set -
  • the current value of the critical physiological parameter CP for the signal of parameter S (HR) is defined as "S (4CC) > 90% * S (4CC HOP M)" - THEN is, if in As a result of monitoring the heart rate signal, a deviation from the threshold of the physiological parameter of heart rate by more than 90% is recorded, then the presence of a certain risk factor for health, which is characterized by this parameter, is also recorded. That is, for a given critical physiological parameter, a threshold can be assigned in the form of a relative value as a fraction of the nominal value of this parameter;
  • the threshold value of the critical physiological parameter SR for the parameter signal S (type of activity), which indicates the appearance of a risk factor, is set as the "Running" state. That is, for a critical physiological parameter characterizing the type of activity of the subject, the presence of a certain risk factor is established only if it belongs to a certain current state;
  • the risk factor is set when a specific absolute value is reached.
  • Fig. 7 shows that even for the same parameter combinations there can be several sets of functional parameters. The number of sets depends only on how many risks can be determined using the available sensor data.
  • a set of functional parameters in the device is assumed by setting the threshold values of critical physiological parameters in advance, for example, in the simplest case in the form of an amplitude of electrical voltage, when it will be necessary to use an analog input signal in the threshold device (Fig. 11) - a signal from a sensor that measures heart rate.
  • Sets of functional parameters can also store time characteristics of critical physiological parameters.
  • a digital clock can be used for this. For example, if the heart rate is high and lasts too long, these waveform values may be in the appropriate set.
  • retrospective data on monitoring the health of the subject's body can be accumulated both directly on the device and transferred to external systems (devices) for storage and further processing.
  • external systems devices
  • the method for determining and monitoring health risks implemented in the invention is as follows (Fig. 2).
  • the signals from the sensors of parameters of various physical nature are converted to the form of the values of the quantities measured by them, that is, the signals take on a parametric character.
  • each of the received parametric signals is converted into a functional signal of a single (hereinafter - binary) form at a given time interval.
  • the value of "1" is determined for the functional signal upon reaching a corresponding parametric signal of a threshold of a critical physiological parameter stored in one of the plurality of pre-formed sets of functional parameters 4 (FIG. 3), and a value of "0" if the threshold is not reached.
  • FIG. 4 shows an example of such a transformation for conditional signals S1 and S2.
  • the boundary of the critical physiological parameter is the threshold value of ⁇ 1, indicated by a dotted line, and for the signal S2, the threshold value of ⁇ 2. If this value is exceeded at a given time interval, then at the output of the parametric-functional transformation block 3 (Fig. 2) "1" is recorded for the signals CBi or CB 2 , if not exceeded, then "0" is recorded.
  • the method involves determining a certain value (for example, the arithmetic mean) of the signal from the sensor on the time intervals of the input signals S, to deviate from interference.
  • the signals S containing the measured physiological parameters may be absent, for example, due to a sensor malfunction, the presence of interference in signal transmission and other objective reasons. In this case, after conversion, signals of the binary form CB are not generated. Gaps in signaling follow, as illustrated in FIG. 4.
  • the next stage (Fig. 2) is to compare the binary form signals within each of the sets of functional parameters in the matching block 4.
  • a single stream of binary form signals is formed.
  • the next step is to assess health risks in accordance with previously established conditions, associated with risks and reflecting possible changes in health, and is implemented in the risk assessment block 5.
  • a qualitative risk assessment generated by the device binary logic algebra can be used.
  • An example of a general scheme for such a risk assessment is shown in Fig. 9.
  • the display unit 6 of the device for determining and monitoring health risks for example, in a wearable personal device 1 in the form of a bracelet, shown in Fig. 1
  • the overall assessment (level) of risks is converted into a message to a person - device carrier and/or health monitoring specialist, for example, in the form of a light indication or a text message on the device screen (Fig. 10).
  • Health monitoring showed that the subject had severe chronic dehydration. Doctor's appointment confirmed that after the replacement of one of the heart valves with an artificial one 10 years ago, for more than two years he took drugs to lower blood pressure, which include a diuretic, which led to "thickening of the blood" caused by a state of dehydration. At the same time, low hydration was accompanied by increased stress. In this example, the identified risk was recognized by the doctor as essential for the life and health of the patient and a new treatment was prescribed.
  • these indicated risks may indicate a cardiovascular disease, or a metabolic disorder.
  • data on the risks associated with stress and low hydration may indicate a decrease in adaptive capacity or a decrease in performance.
  • a general assessment of risks to the health of a subject can be built in the form of a presentation of risks in the form of a sequential listing of risks and their parameters, which will then be analyzed by specialists who make general decisions about the health and general risks for the subject.
  • An automated system can also be built, which, on the basis of the data received, will determine more general risks, according to all the received data on risks or in part of them. The implementation of this possibility is provided by the interaction of the invention with external systems (devices) in order to transfer data from the device for additional processing.
  • the invention can be implemented as a wearable personal device, for example, in the form of a bracelet, or it can be part of a complex system of technical devices, as its element.
  • FIG. eleven An example of the implementation of the invention in the form of a wearable personal device in the form of a wristband, based on analog and digital microcircuits, is shown in Fig. eleven.
  • a method for detecting an excess of the critical value of heart rate, which indicates a risk of CVD (Risk 1), together with a method for detecting elevated heart rate at night, which indicates a risk of reducing the adaptive capabilities of the subject's body (Risk 2).
  • a heart rate sensor for example, an optical heart rate monitor placed in the bracelet case and having contact with the subject’s body by fixing it on the wrist by fastening the bracelet
  • an electrical signal is sent to the threshold device (Comparator 1), in which it is converted from an analog output signal into digital information.
  • the threshold device Critical heart rate
  • the input analog signal in its value is greater than a certain (threshold) voltage (critical heart rate), which is set in advance as a critical functional signal of the first set of functional parameters (set 1) of the device (bracelet)
  • a logic level signal equal to "1".
  • the signal from the logic element “lights up” the LED.
  • a digital clock is required, at the output of which a time signal is generated, which is distributed to two digital comparators (Digit, comparator 1 and Digit , comparator 2).
  • Such comparators are widely used in measuring technology, radio and wire communications, and household appliances.
  • a digital clock with an alarm clock contains a digital comparator, in which, when the current time coincides with the set one, an audible signal sounds.
  • the first digital comparator is pre-set to 0 hour. 0 min. (Alarm clock 1), meaning the beginning of the night time of the day, and on the second - the value of 6 hours. 0 min. (Alarm clock 2) indicating the end of night time. These values refer to the second set of functional parameters (set 2) of the device (bracelet).
  • set 2 the second set of functional parameters
  • the device implements the critical physiological parameter "night time”, which characterizes the conditional type of activity of the subject "Sleep", that is, the presence of a certain factor risk is set only if it belongs to this current state.
  • a sensor as an accelerometer, which measures the movement of the device in space, can be additionally used.
  • the signals from the threshold device (Comparator 1), which, if there is “1” at its output, the presence of the first factor, and the signals from the third digital comparator (Digit, comparator 3), meaning if there is “1” at its output, the presence of the second factor is fed to the fourth digit comparator (Digital, comparator 4), in which they are compared.
  • the fourth digit comparator Digital, comparator 4
  • a signal equal to “1” is also formed at its output, which means there is a risk of reducing the adaptive capabilities of the subject’s body (Risk 2).
  • the signal from the logic element of the fourth digital comparator "lights" the LED.
  • the advantage of the invention is the ease of implementation and versatility, which makes it possible to determine health risks using any signals with any data on the parameters and data on the state of the subject's body.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)

Abstract

The invention relates to medical technology. A device for identifying and monitoring health risks comprises: sensors in contact with and fastened to the body of a subject; a measuring unit capable of converting signals from sensors of different physical parameters into the form of corresponding measurement values; a parametric-to-functional conversion unit for converting each of the received signals containing measured physiological parameters from a parametric signal into a functional signal with a standard format that permits the correlation of signals without the need for further conversion; a signal correlation unit capable of identifying the presence of risks and generating corresponding alert signals; a risk evaluation unit capable of evaluating risks and generating signals containing an overall risk evaluation (level); a display unit capable of converting the overall risk evaluation (level) into a message for the wearer of the device and/or for a specialist monitoring the wearer's health. Also envisaged is a method for identifying and monitoring health risks.

Description

УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И МОНИТОРИНГА РИСКОВ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING AND MONITORING HEALTH RISKS
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Изобретение относится к медицинской технике, а именно - к устройствам и способам определения и мониторинга рисков для здоровья субъекта, а также для диагностики состояния организма субъекта. Под термином «субъект» в настоящем изобретении понимается человек - носитель устройства или иной живой организм, в частности, животное (в том числе млекопитающее). SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, namely, to devices and methods for determining and monitoring risks to the health of a subject, as well as for diagnosing the state of the subject's body. The term "subject" in the present invention refers to a person - the carrier of the device or another living organism, in particular, an animal (including a mammal).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND OF THE INVENTION
Известны устройства и способы определения состояния здоровья человека на основе сигналов с различных датчиков. Devices and methods for determining the state of human health based on signals from various sensors are known.
Известен способ мониторинга нормальных или аномальных физиологических событий у пациентов путем анализа их биомедицинских сигналов по международной заявке W0200357025, публикация 24.12.2003, МПК А61В 05/00. Анализируемый биомедицинский сигнал исследуют следующим образом. Получают необработанный сигнал, например, ЭКГ пациента с использованием соответствующего электрода. Выполняют адаптивную сегментацию данного сигнала. Далее извлекают признаки из указанного необработанного сигнала. Производят кластеризацию временных признаков и признаков формы сигнала. На основе полученных данных производят выполнение медицинской интерпретации кластеров. A known method of monitoring normal or abnormal physiological events in patients by analyzing their biomedical signals according to international application W0200357025, publication 24.12.2003, IPC A61B 05/00. The analyzed biomedical signal is examined as follows. A raw signal is obtained, for example, an ECG of a patient using an appropriate electrode. Perform adaptive segmentation of this signal. Next, features are extracted from said raw signal. Produce clustering of temporal features and features of the waveform. Based on the data obtained, the medical interpretation of the clusters is performed.
В патенте ЕР2156788, публикация 24.02.2010, МПК А61В 05/00 раскрыт способ измерения во временных рядах показателя жизнедеятельности. Показатели жизненно важных функций непрерывно измеряются модулем измерения показателя жизнедеятельности. Модуль определения изменения показателя жизнедеятельности пользователя определяет, может ли человек по состоянию здоровья управлять транспортным средством. In the patent EP2156788, publication 02.24.2010, IPC A61B 05/00, a method for measuring in time series of a vital sign is disclosed. Vital signs continuously measured by the vital sign measurement module. The user's vital sign change determination module determines whether a person can drive a vehicle for health reasons.
Наиболее близким является способ обнаружения патологических колебаний физиологических сигналов для диагностики заболеваний человека, описанный в заявке US20100234748, публикация 16.09.2010, МПК А61В 05/04. The closest is a method for detecting pathological fluctuations in physiological signals for diagnosing human diseases, described in the application US20100234748, publication 09/16/2010, IPC A61B 05/04.
Способ включает в себя выполнение анализа скользящего окна, чтобы найти последовательности в данных физиологического сигнала, которые соответствуют версиям шаблонной функции, скорректированным по амплитуде и продолжительности, в пределах указанного допуска. The method includes performing a sliding window analysis to find sequences in physiological signal data that correspond to amplitude and duration corrected versions of the template function within a specified tolerance.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DISCLOSURE OF THE INVENTION
Техническим результатом, достигаемым в настоящем изобретении, является повышение точности, достоверности и оперативности определения рисков для здоровья, а также повышение универсальности инструментария их определения путем учета одновременно измеренных разнородных физиологических характеристик организма субъекта. The technical result achieved in the present invention is to increase the accuracy, reliability and efficiency of determining health risks, as well as to increase the universality of the tools for their determination by taking into account simultaneously measured heterogeneous physiological characteristics of the subject's body.
Для достижения вышеуказанного технического результата предложено устройство определения и мониторинга рисков для здоровья, включающее: датчики, имеющие контакт с телом субъекта и закрепленные на нем; блок измерения, выполненный с возможностью преобразования сигналов с датчиков параметров различной физической природы к виду значений измеряемых ими величин; блок параметрическо-функционального преобразования, обеспечивающий преобразование каждого из принятых сигналов с измеренными физиологическими параметрами из параметрического сигнала в функциональный сигнал единой формы, обеспечивающей их сопоставление без дополнительного преобразования; блок сопоставления сигналов, выполненный с возможностью определения наличия рисков и формирования соответствующих сигналов об их наличии; блок оценки рисков, выполненный с возможностью оценивания рисков и формирования сигналов с общей оценкой (уровнем) рисков; блок отображения, выполненный с возможностью преобразования общей оценки (уровня) рисков в сообщение человеку - носителю устройства и/илиспециалисту, осуществляющему мониторинг здоровья. To achieve the above technical result, a device for determining and monitoring health risks is proposed, including: sensors that have contact with the subject's body and are attached to it; a measurement unit configured to convert signals from sensors of parameters of various physical nature to the type of values of the quantities measured by them; parametric-functional conversion unit, which converts each of the received signals with measured physiological parameters from a parametric signal into a functional signal of a single form that provides them matching without additional conversion; a signal matching unit configured to determine the presence of risks and generate appropriate signals about their presence; a risk assessment unit configured to evaluate risks and generate signals with a general assessment (level) of risks; a display unit configured to convert the overall assessment (level) of risks into a message to a person - the carrier of the device and / or a specialist who monitors health.
В устройстве согласно настоящему изобретению датчики могут быть закреплены на теле субъекта любым, не наносящим вред его здоровью, способом, например, посредством застегивания браслета, посредством фиксации пластырем или нагрудным ремнем, или посредством имплантирования. In the device according to the present invention, the sensors can be attached to the body of the subject in any way that is not harmful to his health, for example, by fastening a bracelet, by fixing with a patch or chest strap, or by implantation.
Устройство согласно настоящему изобретению может быть выполнено с возможностью приема сигналов с любых известных типов датчиков, например, пьезоэлектрических, оптико-электрических, электрохимических, - аудио -видео датчиков, а также с иных перспективных датчиков, обеспечивающих измерение физиологических характеристик. The device according to the present invention can be configured to receive signals from any known types of sensors, for example, piezoelectric, optoelectric, electrochemical, audio-video sensors, as well as other promising sensors that provide measurement of physiological characteristics.
Устройство согласно настоящему изобретению может быть выполнено с возможностью приема сигналов с датчиков, установленных непосредственно в корпусе устройства, а также, при необходимости, с датчиков, установленных вне корпуса, по проводам или по стандартным протоколам беспроводной передачи данных. The device according to the present invention can be configured to receive signals from sensors installed directly in the body of the device, as well as, if necessary, from sensors installed outside the body, via wires or standard wireless data protocols.
Устройство согласно настоящему изобретению выполнено с возможностью приема сигналов с датчиков параметров различной физической природы посредством блока измерения, блока параметрическо- функционального преобразования, блока сопоставления сигналов и блока оценки рисков. Устройство согласно настоящему изобретению может быть выполнено с возможностью непрерывного длительного мониторинга рисков для здоровья субъекта. The device according to the present invention is configured to receive signals from sensors of parameters of various physical nature by means of a measurement unit, a parametric-functional transformation unit, a signal matching unit and a risk assessment unit. The device according to the present invention can be configured to continuously monitor risks to the health of a subject for a long time.
В устройстве согласно настоящему изобретению блок отображения может содержать световой и/или звуковой индикатор и/или экран. In the device according to the present invention, the display unit may include a light and/or sound indicator and/or a screen.
Устройство согласно настоящему изобретению может быть связано с мобильным устройством, выполненным в виде мобильного телефона, смартфона, планшетного компьютера, ноутбука, или со стационарным компьютером. The device according to the present invention may be associated with a mobile device in the form of a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop, or desktop computer.
Устройство определения и мониторинга рисков для здоровья предусматривает следующие основные функции: The device for determining and monitoring health risks provides the following main functions:
- осуществление длительного мониторинга путем непрерывного измерения физиологических характеристик (например, частоты сердечных сокращений (ЧСС), температуры, концентрации основных веществ и др.) с помощью датчиков, имеющих контакт с телом субъекта и закрепленных на нем; - implementation of long-term monitoring by continuous measurement of physiological characteristics (for example, heart rate (HR), temperature, concentration of basic substances, etc.) using sensors that have contact with the subject's body and are attached to it;
- параметрическо-функциональное преобразование каждого из измеренных разнородных сигналов в однородные функциональные сигналы для последующего их сопоставления; - parametric-functional transformation of each of the measured heterogeneous signals into homogeneous functional signals for their subsequent comparison;
- сопоставление однородных функциональных сигналов; - comparison of homogeneous functional signals;
- оценивание рисков для здоровья в соответствии с набором установленных состояний, связанных с рисками для здоровья и отражающих возможные изменения здоровья; - assessment of health risks in accordance with a set of established conditions associated with health risks and reflecting possible changes in health;
- информирование человека - носителя устройства и/или специалиста, осуществляющего мониторинг здоровья, об определенных устройством рисках. - informing the person - the carrier of the device and / or the specialist who monitors health, about the risks identified by the device.
Кроме того, изобретение предусматривает наличие в устройстве дополнительных функций, позволяющих увеличить точность анализа состояния здоровья субъекта: - непрерывный контроль устройством своего состояния (например, контроль наличия питания и соединения датчиков, имеющих контакт с теломсубъекта); In addition, the invention provides for the presence in the device of additional functions that allow to increase the accuracy of the analysis of the subject's health status: - continuous control by the device of its state (for example, control of the presence of power and connection of sensors that have contact with the body of the subject);
- автоматическая корректировка сигналов, содержащих измеренные физиологические характеристики (обеспечение обратной связи в ходе процессов измерений); - automatic correction of signals containing measured physiological characteristics (providing feedback during measurement processes);
- взаимодействие с внешними системами в целях передачи данных с устройства для дополнительной обработки. - interaction with external systems in order to transfer data from the device for additional processing.
Датчики, блок измерения, блок параметрическо-функционального преобразования, блок сопоставления сигналов, блок оценки рисков и блок отображения конструктивно могут быть объединены и выполнены в виде носимого персонального устройства, например, в форме браслета. The sensors, the measurement unit, the parametric-functional conversion unit, the signal matching unit, the risk assessment unit and the display unit can be structurally combined and made in the form of a wearable personal device, for example, in the form of a bracelet.
При необходимости датчики могут размещаться вне корпуса браслета и соединяться с браслетом проводами или по стандартным протоколам беспроводной передачи данных. If necessary, the sensors can be placed outside the bracelet body and connected to the bracelet by wires or by standard wireless data transfer protocols.
Вся совокупность существенных признаков заявленных устройства и способа определения и мониторинга рисков для здоровья напрямую влияет на достижение заявленного технического результата. Признак наличия в заявленном устройстве датчиков, имеющих контакт с телом субъекта, и закрепленных на нем, и признак приема сигналов с датчиков, содержащих измеренные физиологические характеристики, являются ключевыми для настоящего изобретения и обеспечивают возможность функционирования устройства и осуществления способа и достижения заявленного технического результата. Точность, достоверность и оперативность определения рисков для здоровья невозможно повысить без наличия в заявленном устройстве датчиков, без приема сигналов с этих датчиков и без их дальнейшего преобразования таким образом, как это описано в настоящем изобретении. Повышение универсальности инструментария определениярисков для здоровья также обеспечивается в первую очередь за счет наличия в заявленном устройстве датчиков, приема сигналов с этих датчиков и их дальнейшего преобразования. The whole set of essential features of the claimed device and method for determining and monitoring health risks directly affects the achievement of the claimed technical result. The sign of the presence in the claimed device of sensors that have contact with the body of the subject and are fixed on it, and the sign of receiving signals from sensors containing measured physiological characteristics are key to the present invention and provide the ability to operate the device and implement the method and achieve the claimed technical result. The accuracy, reliability and efficiency of determining health risks cannot be improved without the presence of sensors in the claimed device, without receiving signals from these sensors and without their further transformation in the manner described in the present invention. Increasing the versatility of health risk identification tools is also provided in primarily due to the presence of sensors in the claimed device, receiving signals from these sensors and their further conversion.
Также для достижения вышеуказанного технического результата предложен способ определения и мониторинга рисков для здоровья, характеризующийся тем, что предварительно создают наборы функциональных параметров, каждый из которых включает совокупность взаимосвязанных пороговых значений критических физиологических параметров и их временных характеристик по длительности и периодичности, принимают сигналы, содержащие измеренные физиологические характеристики, по меньшей мере, с одного датчика, преобразуют каждый из принятых сигналов в сигнал единой формы, обеспечивающей их сопоставление без дополнительного преобразования на заданном временном отрезке, при этом определяют сигналу значение, обозначающее наличие фактора риска для здоровья при достижении данным сигналом порога критического значения параметра, хранящегося в одном из множества предварительно сформированных наборов функциональных параметров, или значение, обозначающее отсутствие фактора риска для здоровья, если порог не достигнут, затем сопоставляют между собой сигналы единой формы в рамках каждого набора функциональных параметров и при совпадении значений сигналов набора, обозначающих наличие фактора риска для здоровья, выносят решение о наличии определенных рисков для здоровья субъекта, на основании множества которых формируют общую оценку состояния здоровья, о чем информируют человека - носителя устройства и/или специалиста, осуществляющего непрерывный длительный мониторинг здоровья, отличающийся тем, что используют вышеуказанное устройство, при этом закрепляют его на теле субъекта любым, не наносящим вред его здоровью, способом. Also, to achieve the above technical result, a method for determining and monitoring health risks is proposed, characterized in that sets of functional parameters are preliminarily created, each of which includes a set of interrelated threshold values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency, receive signals containing measured physiological characteristics, at least from one sensor, convert each of the received signals into a signal of a single form, providing their comparison without additional conversion at a given time interval, while determining the value of the signal, indicating the presence of a risk factor for health when this signal reaches the critical threshold the value of a parameter stored in one of the many pre-generated sets of functional parameters, or a value indicating the absence of a health risk factor if the threshold is not reached, then, signals of a single form are compared with each other within each set of functional parameters and, if the values of the signals of the set, indicating the presence of a risk factor for health, coincide, they make a decision about the presence of certain risks for the health of the subject, based on the set of which they form an overall assessment of the state of health, about which they inform a person - the carrier of the device and / or a specialist who performs continuous long-term health monitoring, characterized in that the above device is used, while fixing it on the subject's body in any way that does not harm his health.
Способ определения и мониторинга рисков для здоровья посредством вышеуказанного устройства определения и мониторинга рисков для здоровья, заключающийся в выполнении следующих операций, можно описать более подробно следующим образом. A way to identify and monitor health risks through The above health risk determination and monitoring device, which consists in performing the following operations, can be described in more detail as follows.
Предварительно создают наборы функциональных параметров, каждый из которых включает совокупность взаимосвязанных пороговых значений критических физиологических параметров и их временных характеристик по длительности и периодичности, характеризующую определенный фактор риска для здоровья. При этом выбор значений критических физиологических параметров и их временных характеристик по длительности и периодичности опирается на проверенные медицинские данные. Sets of functional parameters are preliminarily created, each of which includes a set of interrelated threshold values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency, characterizing a certain health risk factor. At the same time, the choice of the values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency is based on verified medical data.
Каждый набор функциональных параметров формируется на основе по меньшей мере двух параметров (время и соответствующий ему хотя бы один физиологический параметр), получаемых с датчиков. Each set of functional parameters is formed on the basis of at least two parameters (time and at least one physiological parameter corresponding to it) received from sensors.
Далее в целях обеспечения постоянного определения и мониторинга рисков для здоровья, которые заключаются в непрерывном последовательном выполнении всех операций способа, за исключением операции предварительного создания набора функциональных параметров, принимают сигналы, содержащие измеренные физиологические характеристики, по меньшей мере, с одного датчика. От датчиков получают сигналы, содержащие, в частности, следующие параметры: ЧСС, состояние сна или бодрствования; вид физической активности субъекта, расход и приход энергии, состояние гидратации организма, фазы сна, уровень стресса, содержание глюкозы в межклеточной жидкости, но не ограничиваясь даннымперечнем. Further, in order to ensure the constant determination and monitoring of health risks, which consist in the continuous sequential execution of all operations of the method, with the exception of the operation of pre-creating a set of functional parameters, signals containing the measured physiological characteristics are received from at least one sensor. From the sensors receive signals containing, in particular, the following parameters: heart rate, state of sleep or wakefulness; type of physical activity of the subject, energy consumption and income, state of hydration of the body, sleep phases, stress level, glucose content in the intercellular fluid, but not limited to this list.
Затем преобразуют каждый из принятых сигналов в функциональный сигнал единой формы, обеспечивающей их сопоставление без дополнительного преобразования на заданном временном отрезке, при этом определяют сигналу значение, обозначающее наличие фактора риска для здоровья при достижении данным сигналом порога критического значения параметра, хранящегося в одном из множества предварительно сформированных наборов функциональных параметров, или значение, обозначающее отсутствие фактора риска для здоровья, если порог не достигнут. Другими словами, это позволяет разнородные сигналы с датчиков преобразовать в единую форму для их последующего сопоставления. Следует отметить, что из одного сигнала от датчика в процессе его преобразования в сигнал единой формы, получают столько однородных сигналов, сколько имеется разных пороговых значений критических физиологических параметров, соответствующих сигналу, в наборах функциональных параметров. Then each of the received signals is converted into a functional signal of a single form, which ensures their comparison without additional conversion at a given time interval, while determining the value for the signal, indicating the presence of a risk factor for health when this signal reaches a threshold of a critical parameter value stored in one of a plurality of pre-generated sets of functional parameters, or a value indicating the absence of a health risk factor if the threshold is not reached. In other words, this allows heterogeneous signals from sensors to be converted into a single form for their subsequent comparison. It should be noted that from one signal from the sensor in the process of its conversion into a signal of a single form, as many homogeneous signals are obtained as there are different threshold values of critical physiological parameters corresponding to the signal in the sets of functional parameters.
Кроме того, перед преобразованием сигналов от датчиков в сигналы единой формы определяют некоторое значение (например, среднее арифметическое) сигнала от датчика на заданном временном отрезке. In addition, before converting the signals from the sensors into signals of a single form, a certain value (for example, the arithmetic mean) of the signal from the sensor at a given time interval is determined.
Далее при достижении сигналом от датчика порогового значения критического физиологического параметра запоминают значение величины отклонения сигнала от порогового значения, длительность и периодичность такого отклонения. Учет величины отклонения, длительность и периодичность такого отклонения позволяет при вынесении решения о наличии фактора риска более точно определить состояние здоровья. Further, when the signal from the sensor reaches the threshold value of the critical physiological parameter, the value of the deviation of the signal from the threshold value, the duration and frequency of such a deviation are stored. Taking into account the magnitude of the deviation, the duration and frequency of such a deviation makes it possible to more accurately determine the state of health when making a decision about the presence of a risk factor.
Затем сопоставляют между собой сигналы единой формы в рамках каждого набора функциональных параметров и при совпадении значений сигналов набора, обозначающих наличие фактора риска для здоровья, выносят решение о том, что риски для здоровья определены, при этом формируют соответствующие сигналы об их наличии. Then, signals of a single form are compared with each other within each set of functional parameters and, if the values of the signals of the set, indicating the presence of a health risk factor, coincide, a decision is made that health risks have been identified, while generating appropriate signals about their presence.
После формируют наборы состояний, связанных с выявленными рисками для здоровья и отражающих возможные изменения здоровья.After that, sets of conditions are formed that are associated with the identified health risks and reflect possible changes in health.
Затем оценивают риски в соответствии с полученным набором состояний и определяют общую оценку рисков для здоровья, при этом формируют соответствующие сигналы с этой оценкой. Then the risks are assessed in accordance with the received set states and determine the overall assessment of health risks, while generating the corresponding signals with this assessment.
В завершение информируют человека - носителя устройства и/или специалиста, осуществляющего мониторинг здоровья, посредством отображения сигналов с общей оценкой (уровнем) рисков на блоке отображения устройства. Finally, the person - the carrier of the device and/or the specialist who monitors health is informed by displaying signals with a general assessment (level) of risks on the display unit of the device.
В способе согласно настоящему изобретению внешнее устройство могут выбирать из группы, включающей мобильный телефон, смартфон, планшетный компьютер, ноутбук или стационарный компьютер. In the method according to the present invention, the external device may be selected from the group consisting of a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop or desktop computer.
В способе согласно настоящему изобретению заблаговременно создают наборы функциональных параметров и задают соответствующие им пороговые значения. В способе согласно настоящему изобретению с датчиков могут получать сигналы содержащие, в частности, следующие параметры: частоту сердечных сокращений, состояние сна или бодрствования; вид физической активности человека, расход и приход энергии, состояние гидратации организма, фазы сна, уровень стресса, содержание глюкозы в межклеточной жидкости, но не ограничиваясь даннымперечнем. In the method according to the present invention, sets of functional parameters are created in advance and their corresponding threshold values are set. In the method according to the present invention, signals can be received from sensors containing, in particular, the following parameters: heart rate, state of sleep or wakefulness; type of physical activity of a person, energy consumption and income, state of hydration of the body, sleep phases, stress level, glucose content in the intercellular fluid, but not limited to this list.
В способе согласно настоящему изобретению перед преобразованием сигналов от датчиков в сигналы единой формы используют как текущее значение сигнала от датчика, так и накопленные ретроспективные данные.In the method according to the present invention, both the current value of the signal from the sensor and the accumulated historical data are used before converting the signals from the sensors into signals of a single form.
В способе согласно настоящему изобретению после преобразования каждого из принятых сигналов в сигнал единой формы, из сигналов единой формы формируют единый однородный поток. In the method according to the present invention, after converting each of the received signals into a single waveform signal, a single homogeneous stream is formed from the uniform waveforms.
В способе согласно настоящему изобретению для каждого набора функциональных параметров могут использовать одно или несколько временных окон, с которыми соотносятся поступающие данные для каждого из сигналов. In the method according to the present invention, for each set of functional parameters, one or more time windows can be used to which the incoming data for each of the signals is correlated.
В способе согласно настоящему изобретению длина каждого временного окна может определяться конкретным набором функциональных параметров. В способе согласно настоящему изобретению могут осуществлять непрерывный контроль технического состояния устройства, автоматическую корректировку сигналов, содержащих измеренные физиологические характеристики, а именно, обеспечение обратной связи в ходе процессов измерений, взаимодействия с внешними системами для передачи данных. In the method according to the present invention, the length of each the time window may be determined by a particular set of functional parameters. In the method according to the present invention, it is possible to carry out continuous monitoring of the technical condition of the device, automatic correction of signals containing measured physiological characteristics, namely, providing feedback during measurement processes, interaction with external systems for data transmission.
В способе согласно настоящему изобретению действия над принимаемыми сигналами с датчиков параметров различной физической природы разделены на самостоятельные технологические переделы (этапы преобразования сигналов), и осуществляются посредством соответствующих блоков заявленного устройства. In the method according to the present invention, actions on received signals from sensors of parameters of various physical nature are divided into independent technological stages (signal conversion stages), and are carried out by means of the corresponding blocks of the claimed device.
Повышение точности, достоверности и оперативности определения рисков для здоровья, а также повышение универсальности инструментария их определения в заявляемом способе и устройстве для его реализации обеспечивается всей совокупностью признаков изобретения. Increasing the accuracy, reliability and efficiency of determining health risks, as well as increasing the versatility of the tools for their determination in the claimed method and device for its implementation is provided by the entire set of features of the invention.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На Фиг. 1 приведены варианты реализации изобретения. On FIG. 1 shows embodiments of the invention.
На Фиг. 2 приведена общая схема операций способа определения и мониторинга рисков для здоровья. On FIG. 2 is a general flow diagram of a method for determining and monitoring health risks.
На Фиг. 3 приведена схема создания наборов функциональных параметров. On FIG. 3 shows the scheme for creating sets of functional parameters.
На Фиг. 4 представлены графики преобразования сигналов, содержащие измеренные физиологические параметры с датчика, в сигнал единой формы. On FIG. 4 shows graphs of signal conversion, containing the measured physiological parameters from the sensor, into a signal of a single form.
На Фиг. 5 представлены графики результатов сопоставления сигналов единой формы в рамках совокупности сигналов каждого из созданных наборов функциональных параметров и графики определенных рисков для здоровья. On FIG. 5 shows graphs of the results of comparing signals of a single form within the set of signals of each of the created sets of functional parameters and graphs of certain health risks.
НаФиг. 6 показан пример преобразования сигналов, содержащих измеренные физиологические параметры с датчиков, в сигнал единой формы. На Фиг. 7 приведен другой пример преобразования сигналов, содержащих измеренные физиологические параметры с датчиков, в сигнал единой формы. На Фиг. 8 приведен пример, отражающий содержание преобразованияпараметрических сигналов в функциональные с их последующим сопоставлением, лежащее в основе способа определения и мониторинга рисков для здоровья. Fig. 6 shows an example of converting signals containing measured physiological parameters from sensors into a single waveform. On FIG. Figure 7 shows another example of converting signals containing measured physiological parameters from sensors into a single waveform. On FIG. 8 shows an example that reflects the content of the transformation of parametric signals into functional ones with their subsequent comparison, which underlies the method for determining and monitoring health risks.
На Фиг. 9 приведен пример общей схемы определения рисков. On FIG. 9 shows an example of a general scheme for identifying risks.
На Фиг. 10 приведен пример определения рисков в носимом персональномустройстве в форме браслета. On FIG. 10 shows an example of risk identification in a wearable personal device in the form of a wristband.
На Фиг. 11 приведен пример реализации изобретения в виде носимого персонального устройства на базе аналоговых и цифровых микросхем. On FIG. 11 shows an example of the implementation of the invention in the form of a wearable personal device based on analog and digital microcircuits.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Для устройства и способа определения и мониторинга рисков для здоровья допускается несколько вариантов реализации (Фиг. 1). Так, изобретение может быть реализовано самостоятельно как носимое персональное устройство, например, в форме браслета с датчиками, имеющими контакт с телом субъекта и закрепленными на нем (I), в составе пары браслет-телефон (планшет) (II) или в качестве элемента в составе сложной системы технических устройств (III) на основе цифровой техники общего назначения. For the device and method for determining and monitoring health risks, several implementation options are allowed (Fig. 1). Thus, the invention can be implemented independently as a wearable personal device, for example, in the form of a bracelet with sensors that are in contact with the subject's body and attached to it (I), as part of a bracelet-phone (tablet) pair (II) or as an element in as part of a complex system of technical devices (III) based on general-purpose digital technology.
Носимые персональные устройства 1 (Фиг. 1), в том числе устройство для определения и мониторинга рисков для здоровья предназначены, в основном, для измерения физиологических параметров и информирования о полученных значениях этих параметрах носителя устройства. В настоящее время данные устройства не предполагают достаточно развернутое определение рисков для здоровья субъекта. Кроме того, данные устройства, в качестве элементов сложных систем технических устройств, могут быть связаны с другим носимым устройством, например, мобильным телефоном (планшетом) 2, в целях передачи данных с устройства на внешнее устройствоЗ для дополнительной обработки (III).Wearable personal devices 1 (Fig. 1), including a device for determining and monitoring health risks, are mainly designed to measure physiological parameters and inform about the obtained values of these parameters of the device carrier. IN Currently, these devices do not provide a sufficiently detailed definition of risks to the health of the subject. In addition, these devices, as elements of complex systems of technical devices, can be associated with another wearable device, for example, a mobile phone (tablet) 2, in order to transfer data from the device to an external device 3 for additional processing (III).
Изобретение, реализованное самостоятельно как носимое персональное устройство (Фиг. 1), например, в форме браслета с датчиками (I) состоит из: датчиков (1), имеющих контакт с телом субъекта и закрепленных на нем; блока измерения (2), преобразующего сигналы с датчиков параметров различной физической природы к виду значений, измеряемых ими величин; блока параметрическо-функционального преобразования (3), преобразующего каждый из принятых сигналов с измеренными физиологическими параметрами из параметрического сигнала в функциональный сигнал единой формы, обеспечивающей их сопоставление без дополнительного преобразования; блока сопоставления сигналов (4), определяющего наличие рисков и формирующего соответствующие сигналы об их наличии; блока оценки рисков (5), осуществляющего оценивание рисков и формирование сигналов с общей оценкой (уровнем) рисков; блока отображения (6), осуществляющего преобразование общей оценки (уровня) рисков в сообщение человеку - носителю устройства и/или специалисту, осуществляющему мониторинг здоровья. The invention implemented independently as a wearable personal device (Fig. 1), for example, in the form of a bracelet with sensors (I) consists of: sensors (1) that have contact with the subject's body and are attached to it; a measurement unit (2) that converts signals from sensors of parameters of various physical nature to the type of values measured by them; a parametric-functional conversion unit (3) that converts each of the received signals with the measured physiological parameters from a parametric signal into a functional signal of a single form, which ensures their comparison without additional conversion; a signal matching block (4) that determines the presence of risks and generates appropriate signals about their presence; a risk assessment block (5) that performs risk assessment and generates signals with a general assessment (level) of risks; a display unit (6) that converts the overall assessment (level) of risks into a message to a person - the carrier of the device and / or a specialist who monitors health.
Основной функцией изобретения является определение рисков для здоровья путем последовательной обработки параметрических сигналов, измеренных одним или несколькими датчиками параметров различной физической природы (1) на основе их целенаправленного параметрическо- функционального преобразования в блоках измерения (2), параметрическо- функционального преобразования (3), сопоставления сигналов (4) и оценки рисков (5). The main function of the invention is to determine health risks by sequential processing of parametric signals measured by one or more sensors of parameters of various physical nature (1) based on their purposeful parametric-functional transformation in measurement units (2), parametric-functional transformation (3), comparison signals (4) and risk assessment (5).
Блок отображения (5) предназначен для преобразования сигналов с общей оценкой (уровнем) рисков в сообщение человеку - носителю устройства и/или специалисту, осуществляющему мониторинг здоровья, посредством светового, звукового индикатора и/или экрана. The display unit (5) is designed to convert signals with a general assessment (level) of risks into a message to a person - the device carrier and / or a specialist who monitors health, by means of a light, sound indicator and / or screen.
Последовательная обработка параметрических сигналов в процессе определения рисков для здоровья заключается в поэтапном преобразовании сигналов, полученных от датчиков, в сообщение человеку - носителю устройства и/или специалисту, осуществляющему мониторинг здоровья, о выявленных рисках. Используются пять этапов преобразования: измерение, параметрическо-функциональное преобразование, сопоставление, оценка рисков, отображение. Каждое преобразование осуществляется в соответствующем блоке устройства. Графическое изображение этапов преобразования сигналов, получаемых от датчиков, в процессе определения рисков для здоровья, виды таких сигналов, а также состав соответствующих этим преобразованиям блоков приведены на Фиг. 2. Sequential processing of parametric signals in the process of determining health risks consists in the step-by-step transformation of signals received from sensors into a message to a person - the device carrier and/or a health monitoring specialist about the identified risks. Five stages of transformation are used: measurement, parametric-functional transformation, comparison, risk assessment, mapping. Each transformation is carried out in the corresponding block of the device. A graphic representation of the stages of transformation of signals received from sensors in the process of determining health risks, the types of such signals, as well as the composition of the blocks corresponding to these transformations are shown in Fig. 2.
Перед началом измерительных процедур заблаговременно (Фиг. 3) создаются наборы функциональных параметров 4 (на фигурах - наборы), каждый из которых включает совокупность взаимосвязанных пороговых значений критических физиологических параметров и их временных характеристик по длительности и периодичности, характеризующую определенный критический фактор риска для здоровья. К таким параметрам могут относится: ЧСС, состояние сна или бодрствования; вид физической активности субъекта, расход и приход энергии, состояние гидратации организма, фазы сна, уровень стресса, содержание глюкозы в межклеточной жидкости, но не ограничиваясь данным перечнем. Before the start of the measurement procedures, sets of functional parameters 4 are created in advance (Fig. 3) (sets in the figures), each of which includes a set of interrelated threshold values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency, characterizing a certain critical health risk factor. These parameters may include: heart rate, state of sleep or wakefulness; type of physical activity of the subject, energy consumption and income, state of hydration of the body, sleep phases, stress level, glucose content in the intercellular fluid, but not limited to this list.
На схеме (Фиг. 3) представлена процедура создания набора функциональных параметров 4. Под наборами функциональных параметров 4, которые отражают конкретные состояния здоровья, понимаются взаимосвязанные гипотезы о возможном риске для здоровья 5, задаваемых для каждого из факторов риска (FR) для здоровья, которые могут быть выявлены на основе сигналов S(P), содержащих измеренные физиологические характеристики, получаемые с помощью датчиков, в виде параметров Р. По сути каждый из наборов функциональных параметров 4 отражает гипотезу о возможном риске для здоровья при сочетании нескольких параметров Р. Время также является одним из параметров, так как при определении рисков для здоровья должны учитываться временные характеристики по длительности и периодичности параметров Р. The diagram (Fig. 3) shows the procedure for creating a set of functional parameters 4. Functional parameter sets 4 that reflect specific health conditions are interrelated hypotheses about a possible health risk 5 given for each of the risk factors (FR) for health, which can be identified on the basis of S(P) signals containing measured physiological characteristics , obtained using sensors, in the form of P parameters. In fact, each of the sets of functional parameters 4 reflects a hypothesis about a possible health risk when several P parameters are combined. Time is also one of the parameters, since time characteristics should be taken into account when determining health risks according to the duration and frequency of the R parameters.
При формировании гипотез о возможном риске для здоровья при сочетании нескольких параметров Р используются объективные данные накопленные медициной и отражающие причинно-следственные связи между заболеванием и предшествующей ему последовательностью изменений физиологических характеристик субъекта. На основе этих данных формируются пороговые критические значения СР тех параметров Р, которые могут быть измерены с помощью носимого персонального устройства 1 (I, Фиг. 1). When forming hypotheses about a possible health risk when combining several P parameters, objective data accumulated by medicine and reflecting the cause-and-effect relationships between the disease and the sequence of changes in the subject's physiological characteristics that precede it are used. Based on these data, threshold critical values SR of those parameters P that can be measured using a wearable personal device 1 (I, Fig. 1) are formed.
Пример одного из таких возможных наборов функциональных параметров 4 приведен на Фиг. 6. В качестве параметров Р сигналов S (Р) используются следующие параметры: ЧСС; признак (вид) активности, в которой находится субъект (в частности для человека, «спокойное состояние», «ходьба», «бег»); параметр «Время наблюдения». An example of one such possible set of function parameters 4 is shown in FIG. 6. The following parameters are used as parameters P of signals S (P): HR; a sign (kind) of activity in which the subject is located (in particular for a person, “calm state”, “walking”, “running”); parameter "Observation time".
Для каждого параметра в наборе устанавливается его пороговое значение, соответственно, каждый параметр набора определяется как критический физиологический параметр. For each parameter in the set, its threshold value is set, respectively, each parameter of the set is defined as a critical physiological parameter.
В реализации, представленной на Фиг.6, установлены следующие пороговые значения параметров: - для критического физиологического параметра ЧСС заранее установлено пороговое значение ЧССнорм- Текущее значение критического физиологического параметра СР для сигнала параметра S (ЧСС) определяется как «S(4CC) >70%*S(4CCHOpM)». То есть, если в результате мониторинга сигнала ЧСС фиксируется отклонение от установленной границы физиологического параметра ЧСС больше чем на 70%, то тогда фиксируется и наличие определенного фактора риска для здоровья, который характеризуется этим параметром. То есть, для данного критического физиологического параметра может быть назначен порог в виде относительной величины как доли от номинального значения этого параметра; In the implementation shown in FIG. 6, the following parameter thresholds are set: - for the critical physiological parameter HR, the threshold value of HR norms is preset - The current value of the critical physiological parameter HR for the signal parameter S (HR) is defined as "S(4CC) >70%*S(4CC HOpM )". That is, if, as a result of monitoring the heart rate signal, a deviation from the established boundary of the physiological parameter of heart rate by more than 70% is recorded, then the presence of a certain risk factor for health, which is characterized by this parameter, is also recorded. That is, for a given critical physiological parameter, a threshold can be assigned in the form of a relative value as a fraction of the nominal value of this parameter;
- значение порогового критического физиологического параметра СР для сигнала параметра S (вид активности), которое свидетельствует о появлении фактора риска, установлено как любое состояние, кроме состояния «Бег». То есть, для критического физиологического параметра, характеризующего вид активности субъекта, наличие определенного фактора риска устанавливается только при принадлежности определенным текущим состоянием; - the value of the threshold critical physiological parameter SR for the parameter signal S (type of activity), which indicates the appearance of a risk factor, is set as any state, except for the "Running" state. That is, for a critical physiological parameter characterizing the type of activity of the subject, the presence of a certain risk factor is established only if it belongs to a certain current state;
- значение порогового критического физиологического параметра СР для параметра S (Время наблюдения), которое свидетельствует о появлении фактора риска - «2 мин». То есть, фактор риска устанавливается при достижении конкретного абсолютного значения.- the value of the threshold critical physiological parameter SR for the parameter S (Time of observation), which indicates the appearance of a risk factor - "2 min". That is, the risk factor is set when a specific absolute value is reached.
На Фиг. 7 приведен другой пример, в котором сформулированы два наборафункциональных параметров 4 на основании тех же параметров Р. Набор функциональных параметров N является набором из примера на Фиг. 6. Набор функциональных параметров N+1 на основе тех же параметров Р связан с другой гипотезой о возможном риске для здоровья субъекта. В реализации, представленной на фигуре, установлены для этой гипотезы следующие пороговые значения параметров: - для критического физиологического параметра ЧСС заранее установлено пороговое значение ЧССнорм- Текущее значение критического физиологического параметра СР для сигнала параметра S (ЧСС) определяется как «S(4CC) >90%*S(4CCHOPM)»- ТО есть, если в результате мониторинга сигнала ЧСС фиксируется отклонение от порога физиологического параметра ЧСС больше чем на 90%, то тогда фиксируется и наличие определенного фактора риска для здоровья, который характеризуется этим параметром. То есть, для данного критического физиологического параметра может быть назначен порог в виде относительной величины как доли от номинального значения этого параметра; On FIG. 7 shows another example in which two sets of function parameters 4 are formulated based on the same parameters P. The set of function parameters N is the set of the example in FIG. 6. The set of functional parameters N+1 based on the same parameters P is associated with another hypothesis about a possible risk to the health of the subject. In the implementation shown in the figure, the following parameter thresholds are set for this hypothesis: - for the critical physiological parameter of heart rate, the threshold value of heart rate norms is pre-set - The current value of the critical physiological parameter CP for the signal of parameter S (HR) is defined as "S (4CC) > 90% * S (4CC HOP M)" - THEN is, if in As a result of monitoring the heart rate signal, a deviation from the threshold of the physiological parameter of heart rate by more than 90% is recorded, then the presence of a certain risk factor for health, which is characterized by this parameter, is also recorded. That is, for a given critical physiological parameter, a threshold can be assigned in the form of a relative value as a fraction of the nominal value of this parameter;
- пороговое значение критического физиологического параметра СР для сигнала параметра S (вид активности), которое свидетельствует о появлении фактора риска, установлено как состояние «Бег». То есть, для критического физиологического параметра, характеризующего вид активности субъекта, наличие определенного фактора риска устанавливается только при принадлежности к определенному текущему состоянию; - the threshold value of the critical physiological parameter SR for the parameter signal S (type of activity), which indicates the appearance of a risk factor, is set as the "Running" state. That is, for a critical physiological parameter characterizing the type of activity of the subject, the presence of a certain risk factor is established only if it belongs to a certain current state;
- значение порогового критического физиологического параметра СР для параметра S (Время наблюдения), которое свидетельствует о появлении фактора риска - «0,1 мин». То есть, фактор риска устанавливается при достижении конкретного абсолютного значения. - the value of the threshold critical physiological parameter SR for the parameter S (Time of observation), which indicates the appearance of a risk factor - "0.1 min". That is, the risk factor is set when a specific absolute value is reached.
Пример на Фиг. 7 показывает, что даже для одних и тех же сочетаний параметров может быть несколько наборов функциональных параметров. Количество наборов зависит только от того, какое количество рисков возможно определить при использовании доступных данных с датчиков.The example in Fig. 7 shows that even for the same parameter combinations there can be several sets of functional parameters. The number of sets depends only on how many risks can be determined using the available sensor data.
Реализация набора функциональных параметров в устройстве предполагается путем заблаговременной установки пороговых значений критических физиологических параметров, например, в простейшем случае в виде амплитуды электрического напряжения, когда нужно будет использовать в пороговом устройстве аналогового входного сигнала (Фиг. 11) - сигнал от датчика, измеряющего ЧСС. The implementation of a set of functional parameters in the device is assumed by setting the threshold values of critical physiological parameters in advance, for example, in the simplest case in the form of an amplitude of electrical voltage, when it will be necessary to use an analog input signal in the threshold device (Fig. 11) - a signal from a sensor that measures heart rate.
Наборы функциональных параметров могут хранить также временные характеристики критических физиологических параметров. Для этого могут быть использованы цифровые часы. Например, если ЧСС имеет высокую частоту и длится слишком долго, такие значения сигналов могут быть всоответствующем наборе. Sets of functional parameters can also store time characteristics of critical physiological parameters. A digital clock can be used for this. For example, if the heart rate is high and lasts too long, these waveform values may be in the appropriate set.
В целях непрерывного длительного мониторинга рисков ретроспективные данные наблюдения за здоровьем организма субъекта могут накапливаться как непосредственно на устройстве, так и передаваться во внешние системы (устройства) для хранения и последующей обработки. Для этого предусмотрена возможность взаимодействия с внешними устройствами, выбираемыми из группы, включающей мобильный телефон, смартфон, планшетный компьютер, ноутбук или стационарный компьютер. For the purpose of continuous long-term monitoring of risks, retrospective data on monitoring the health of the subject's body can be accumulated both directly on the device and transferred to external systems (devices) for storage and further processing. For this, it is possible to interact with external devices selected from a group including a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop or desktop computer.
Способ определения и мониторинга рисков для здоровья, реализованный в изобретении, выполняется следующим образом (Фиг. 2). The method for determining and monitoring health risks implemented in the invention is as follows (Fig. 2).
С одного или с двух датчиков 1 (Фиг. 2), например, с Датчика 1 и Датчика 2 принимают сигналы S(P), содержащие измеренные физиологическиепараметры Р. From one or two sensors 1 (Fig. 2), for example, from Sensor 1 and Sensor 2, signals S(P) containing the measured physiological parameters P are received.
Далее в блоке измерения 2 сигналы с датчиков параметров различной физической природы преобразуются к виду значений измеряемых ими величин, то есть сигналы принимают параметрический характер. Further, in the measurement unit 2, the signals from the sensors of parameters of various physical nature are converted to the form of the values of the quantities measured by them, that is, the signals take on a parametric character.
После этого в блоке параметрическо-функционального преобразования 3 производится преобразование каждого из принятых параметрических сигналов в функциональный сигнал единой (здесь и далее - двоичной) формы на заданном временном отрезке. При этом определяют функциональному сигналу значение «1» при достижении соответствующим параметрическим сигналом порога критического физиологического параметра, хранящегося в одном из множества предварительно сформированных наборов функциональных параметров 4 (Фиг. 3), и значение «0», если порог не достигнут. After that, in the parametric-functional conversion block 3, each of the received parametric signals is converted into a functional signal of a single (hereinafter - binary) form at a given time interval. In this case, the value of "1" is determined for the functional signal upon reaching a corresponding parametric signal of a threshold of a critical physiological parameter stored in one of the plurality of pre-formed sets of functional parameters 4 (FIG. 3), and a value of "0" if the threshold is not reached.
На Фиг. 4 приведен пример такого преобразования для условных сигналов S1 и S2. Для сигнала S1 границей критического физиологического параметра является пороговое значение СР1, обозначенного пунктирной линией, а для сигнала S2 пороговое значение СР2. Если данное значение на заданном временном отрезке превышено, то на выходе блока параметрическо- функционального преобразования 3 (Фиг. 2) записывается «1» для сигналов CBi или СВ2, если не превышено, то записывается «0». On FIG. 4 shows an example of such a transformation for conditional signals S1 and S2. For the signal S1, the boundary of the critical physiological parameter is the threshold value of СР1, indicated by a dotted line, and for the signal S2, the threshold value of СР2. If this value is exceeded at a given time interval, then at the output of the parametric-functional transformation block 3 (Fig. 2) "1" is recorded for the signals CBi or CB 2 , if not exceeded, then "0" is recorded.
Способ предусматривает определение некоторого значения (например, среднего арифметического) сигнала от датчика на временных отрезках входных сигналов S, для отстройки от помех. Кроме того, сигналы S, содержащие измеренные физиологические параметры могут отсутствовать, например, по причине неисправности датчика, наличия помех в передаче сигналов и других объективных причин. В этом случае после преобразования не формируется сигналы двоичной формы СВ. Следуют пропуски в передаче сигналов, что и иллюстрируется на Фиг. 4.The method involves determining a certain value (for example, the arithmetic mean) of the signal from the sensor on the time intervals of the input signals S, to deviate from interference. In addition, the signals S containing the measured physiological parameters may be absent, for example, due to a sensor malfunction, the presence of interference in signal transmission and other objective reasons. In this case, after conversion, signals of the binary form CB are not generated. Gaps in signaling follow, as illustrated in FIG. 4.
Следующий этап (Фиг. 2) заключается в сопоставлении сигналов двоичной формы в рамках каждого из наборов функциональных параметров в блоке сопоставления 4. На выходе блока параметрическо- функционального преобразования 3 образуется единый поток сигналов двоичной формы. Таким образом, это преобразование позволяет в дальнейшем сопоставлять сигналы, которые было невозможно сопоставлять до преобразования их в двоичную форму. The next stage (Fig. 2) is to compare the binary form signals within each of the sets of functional parameters in the matching block 4. At the output of the parametric-functional transformation block 3, a single stream of binary form signals is formed. Thus, this conversion allows further matching of signals that could not be matched before they were converted to binary form.
Речь идет о сопоставлении в простейшей двоичной форме, «1» и «0». Однако может быть предусмотрено запоминание отклонения от порога на предыдущем этапе в форме большего числа значений, то есть запоминание значения величины отклонения от порога критического физиологического параметра. Это позволяет при вынесении решения о наличии рисков для здоровья учитывать величину отклонения от порога критического физиологического параметра, а также длительность и периодичность такого отклонения, что также повышает точность способа.It's about matching in its simplest binary form, "1" and "0". However, it may be possible to store the deviation from the threshold for the previous stage in the form of a larger number of values, that is, storing the value of the deviation from the threshold of a critical physiological parameter. This allows, when making a decision about the presence of health risks, to take into account the magnitude of the deviation from the threshold of a critical physiological parameter, as well as the duration and frequency of such a deviation, which also increases the accuracy of the method.
Для каждого из созданных наборов функциональных параметров 4 (Фиг. 3) сопоставляют между собой все его функциональные сигналы двоичной формы и при совпадении значений «1» для каждого из сигналов набора выносят решение о наличии определенных рисков для здоровья. Данная операция поясняется на Фиг. 5. Функциональные сигналы двоичной формы SBi, SB2, SB3, в данном примере сопоставляются по логике «И» в рамках каждого из наборов функциональных параметров: набора 1, набора 2 и набора 3. Если на временном отрезке сопоставления в рамках набора функциональных параметров у каждого сигнала SB будет значение «1», на выходе «1». Если будет хотя бы один «0», на выходе будет «0». В данном примере при сопоставлении у набора 1 и набора 3 сигнал на выходе содержит «1», что указывает о наличии определенного риска для здоровья. Если одновременно сработало несколько наборов функциональных параметров, то идентифицируется несколько состояний, связанных с рисками для здоровья и отражающих возможные изменения здоровья. Следует также отметить, что одно установленное состояние может свидетельствовать о нескольких рискахдля здоровья. For each of the created sets of functional parameters 4 (Fig. 3), all its functional signals of binary form are compared with each other, and if the values “1” match for each of the signals of the set, a decision is made about the presence of certain health risks. This operation is explained in Fig. 5. Functional signals of binary form SBi, SB 2 , SB 3 , in this example, are compared according to the logic "AND" within each of the sets of functional parameters: set 1, set 2 and set 3. If on the time interval of matching within the set of functional parameters each SB signal will have the value "1", the output is "1". If there is at least one "0", the output will be "0". In this example, when comparing set 1 and set 3, the output contains a "1", indicating that there is a certain health risk. If several sets of functional parameters worked simultaneously, then several conditions are identified that are associated with health risks and reflect possible changes in health. It should also be noted that a single identified condition may indicate several health risks.
Общий пример, отражающий содержание преобразования параметрических сигналов в функциональные с их последующим сопоставлением, лежащее в основе способа определения и мониторинга рисков для здоровья, приведен на Фиг. 8. A general example, reflecting the content of the transformation of parametric signals into functional ones with their subsequent comparison, which underlies the method for determining and monitoring health risks, is shown in Fig. 8.
Следующий этап (Фиг. 2) заключается в оценивании рисков для здоровья в соответствии с ранее установленными состояниями, связанными с рисками и отражающими возможные изменения здоровья, и реализуется в блоке оценкирисков 5. Например, для качественной оценки рисков, формируемой устройством, может быть использована алгебра двоичной логики. Пример общей схемы такой оценки рисков приведен на Фиг. 9. The next step (Fig. 2) is to assess health risks in accordance with previously established conditions, associated with risks and reflecting possible changes in health, and is implemented in the risk assessment block 5. For example, for a qualitative risk assessment generated by the device, binary logic algebra can be used. An example of a general scheme for such a risk assessment is shown in Fig. 9.
На следующем этапе (Фиг. 2) в блоке отображения 6 устройства для определения и мониторинга рисков для здоровья (например, в носимом персональном устройстве 1 в форме браслета, представленном на Фиг. 1) осуществляется преобразование общей оценки (уровня) рисков в сообщение человеку - носителю устройства и/или специалисту, осуществляющему мониторинг здоровья, например, в форме световой индикации или текстовогосообщения на экран устройства (Фиг. 10). At the next stage (Fig. 2), in the display unit 6 of the device for determining and monitoring health risks (for example, in a wearable personal device 1 in the form of a bracelet, shown in Fig. 1), the overall assessment (level) of risks is converted into a message to a person - device carrier and/or health monitoring specialist, for example, in the form of a light indication or a text message on the device screen (Fig. 10).
Медицинские примеры. medical examples.
В качестве практического примера определения рисков для здоровья приведем пример с сигналами от носимого персонального устройства, содержащими измеренные у наблюдаемого мужчины (субъект) 60 летнего возраста физиологические параметры по уровню стресса и уровню гидратации. На первом этапе преобразования в сигналы двоичной формы происходит сравнение с сигналами установленного порогового значения критического физиологического параметра и временем этого превышения как сигнала с параметром стресса, так и сигнала с параметром уровня гидратации (обезвоживание). На следующем этапе уже сопоставляются сигналы двоичной формы, в рамках соответствующих наборов функциональных параметров. При этом могут быть выявлены следующие ситуации: As a practical example of determining health risks, we will give an example with signals from a wearable personal device containing physiological parameters measured in an observed male (subject) of 60 years of age in terms of stress level and hydration level. At the first stage of conversion to binary signals, a comparison with the signals of the established threshold value of the critical physiological parameter and the time of this excess of both the signal with the stress parameter and the signal with the hydration level parameter (dehydration) takes place. At the next stage, binary form signals are already compared within the corresponding sets of functional parameters. In this case, the following situations can be identified:
- повышенный стресс при низкой гидратации; - increased stress with low hydration;
- длительная низкая гидратация (обезвоживание). - prolonged low hydration (dehydration).
Мониторинг состояния здоровья показал, что у наблюдаемого присутствует выраженное хроническое обезвоживание. Прием у врача подтвердил, что после замены 10 лет назад одного из клапанов сердца на искусственный, в течении более двух последних лет принимались препараты для снижения артериального давления, в состав которых входит мочегонное средство, что привело к «сгущению крови», вызванному состоянием обезвоживания. При этом низкая гидратация сопровождалась повышенным стрессом. Па данному примеру выявленный риск был признан врачом как существенный для жизни и здоровья наблюдаемого и назначено новое лечение. Health monitoring showed that the subject had severe chronic dehydration. Doctor's appointment confirmed that after the replacement of one of the heart valves with an artificial one 10 years ago, for more than two years he took drugs to lower blood pressure, which include a diuretic, which led to "thickening of the blood" caused by a state of dehydration. At the same time, low hydration was accompanied by increased stress. In this example, the identified risk was recognized by the doctor as essential for the life and health of the patient and a new treatment was prescribed.
Все эти ситуации говорят о наличии объективной возможности выявления рисков для здоровья субъекта. All these situations indicate the presence of an objective possibility of identifying risks to the health of the subject.
На основании этих данных могут далее рассматриваться более общие оценки риска для здоровья субъекта. Например, эти указанные риски могут говорить о сердечно сосудистом заболевании, или нарушении обмена веществ. Кроме того, данные о рисках, связанных со стрессом и низкой гидратацией могут свидетельствовать о снижении адаптационных возможностей или снижении работоспособности. Based on these data, more general assessments of the subject's health risk can be further considered. For example, these indicated risks may indicate a cardiovascular disease, or a metabolic disorder. In addition, data on the risks associated with stress and low hydration may indicate a decrease in adaptive capacity or a decrease in performance.
Следует также отметить, что, например, общая оценка рисков для здоровья субъекта может быть построена в форме представления рисков в виде последовательного перечисления рисков и их параметров, которые затем будут проанализированы специалистами, выносящими общие решения о здоровье и общих рисках для субъекта. Может быть построена и автоматизированная система, которая на основе полученных данных будет определять более общие риски, по всем полученным данным о рисках или по части их. Реализация такой возможности предусматривается путем взаимодействия изобретения с внешними системами (устройствами) в целях передачи данных с устройства для дополнительной обработки. ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬIt should also be noted that, for example, a general assessment of risks to the health of a subject can be built in the form of a presentation of risks in the form of a sequential listing of risks and their parameters, which will then be analyzed by specialists who make general decisions about the health and general risks for the subject. An automated system can also be built, which, on the basis of the data received, will determine more general risks, according to all the received data on risks or in part of them. The implementation of this possibility is provided by the interaction of the invention with external systems (devices) in order to transfer data from the device for additional processing. INDUSTRIAL APPLICABILITY
Изобретение может быть реализовано как носимое персональное устройство, например, в форме браслета, или может входить в состав сложной системы технических устройств, как ее элемент. The invention can be implemented as a wearable personal device, for example, in the form of a bracelet, or it can be part of a complex system of technical devices, as its element.
Пример реализации изобретения в виде носимого персонального устройства в форме браслета, закрепленного на запястье, на базе аналоговых и цифровых микросхем представлен на Фиг. 11. An example of the implementation of the invention in the form of a wearable personal device in the form of a wristband, based on analog and digital microcircuits, is shown in Fig. eleven.
В качестве примера приведен способ выявления превышения критическогозначения ЧСС, что говорит об риске ССЗ (Риск 1), совместно со способом выявления повышенной ЧСС в ночное время, что говорит об риске снижения адаптационных возможностей организма субъекта (Риск 2). As an example, a method is given for detecting an excess of the critical value of heart rate, which indicates a risk of CVD (Risk 1), together with a method for detecting elevated heart rate at night, which indicates a risk of reducing the adaptive capabilities of the subject's body (Risk 2).
Так с датчика ЧСС (например, оптического пульсометра), размещенного в корпусе браслета и имеющего контакт с телом субъекта путем закрепления его на запястье посредством застегивания браслета поступает электрический сигнал на пороговое устройство (Компаратор 1), в котором он преобразуется из аналогового сигнала на выходе в цифровую информацию. Если входной аналоговый сигнал по своему значению больше определенного (порогового) напряжения (критическая ЧСС), которое заблаговременно устанавливается заранее как критический функциональный сигнал первого набора функциональных параметров (набора 1) устройства (браслета), то на выходе порогового устройства формируется сигнал логического уровня равный «1». При этом через простейшую схему соединения (например, через правильно подобранный резистор) сигнал с логического элемента «зажигает» светодиод. Это говорит о том, что выявлен фактор риска - повышенная ЧСС, а значит, определен, например, риск ССЗ (Риск 1). Как допущение для данного риска, в целях упрощения графической схемы второй критический параметр (Время) не рассматривается. Для реализации способа выявления повышенной ЧСС в ночное время, потребуются дополнительные элементы устройства, также находящиеся в корпусе браслета, так как необходимо контролировать два фактора риска: повышенная ЧСС и вид активности субъекта «Сон». So, from a heart rate sensor (for example, an optical heart rate monitor) placed in the bracelet case and having contact with the subject’s body by fixing it on the wrist by fastening the bracelet, an electrical signal is sent to the threshold device (Comparator 1), in which it is converted from an analog output signal into digital information. If the input analog signal in its value is greater than a certain (threshold) voltage (critical heart rate), which is set in advance as a critical functional signal of the first set of functional parameters (set 1) of the device (bracelet), then a logic level signal equal to "1". In this case, through the simplest connection scheme (for example, through a correctly selected resistor), the signal from the logic element “lights up” the LED. This suggests that a risk factor has been identified - increased heart rate, which means that, for example, the risk of CVD has been determined (Risk 1). As an assumption for this risk, in order to simplify the graphic scheme, the second critical parameter (Time) is not considered. To implement the method for detecting increased heart rate at night, additional elements of the device will be required, which are also located in the bracelet case, since it is necessary to control two risk factors: increased heart rate and the type of activity of the subject “Sleep”.
Так для определения текущего времени суток и измерения продолжительности временных интервалов в единицах, меньших, чем одни сутки (в нашем случае - ночное время) потребуются цифровые часы, навыходе которых формируется сигнал времени, который распределяется на два цифровых компаратора (Цифр, компаратор 1 и Цифр, компаратор 2). Такие компараторы широко используются в измерительной технике, радио- и проводной связи, бытовых приборах. Например, цифровые часы с будильником содержат цифровой компаратор, в котором при совпадении текущего времени с заданным, подается звуковой сигнал. So, to determine the current time of day and measure the duration of time intervals in units less than one day (in our case, night time), a digital clock is required, at the output of which a time signal is generated, which is distributed to two digital comparators (Digit, comparator 1 and Digit , comparator 2). Such comparators are widely used in measuring technology, radio and wire communications, and household appliances. For example, a digital clock with an alarm clock contains a digital comparator, in which, when the current time coincides with the set one, an audible signal sounds.
На первом цифровом компараторе заблаговременно устанавливают значение 0 час. 0 мин. (Будильник 1), означающее начало ночного времени суток, а на втором - значение 6 час. 0 мин. (Будильник 2), означающее окончание ночного времени суток. Данные значения относятся ко второму набору функциональных параметров (набор 2) устройства (браслета). При срабатывании условного будильника каждого из компараторов на их выходе формируется сигнал логического уровня равный «1». Оба сигнала подаются втретий цифровой компаратор (Цифр, компаратор 3), на выходе которого формируется сигнал логического уровня равный «1» при наличии «1» отпервого компаратора и сигнал «0» при поступлении «1» со второго соответственно. При этом при каждом таком переключении первый и второй компаратор меняют свой выходной сигнал на противоположный до следующего срабатывания условного будильника. Таким образом в устройстве реализован критический физиологический параметр «ночное время», характеризующий условный вид активности субъекта «Сон», то есть наличие определенного фактора риска устанавливается только при принадлежности этому текущему состоянию. Для повышения достоверности измерений вида активности дополнительно может быть использован, например, такой датчик как акселерометр, измеряющий перемещение устройства в пространстве. The first digital comparator is pre-set to 0 hour. 0 min. (Alarm clock 1), meaning the beginning of the night time of the day, and on the second - the value of 6 hours. 0 min. (Alarm clock 2) indicating the end of night time. These values refer to the second set of functional parameters (set 2) of the device (bracelet). When the conditional alarm clock of each of the comparators is triggered, a logic level signal equal to "1" is generated at their output. Both signals are fed into the third digital comparator (Digit, comparator 3), at the output of which a logic level signal equal to "1" is generated in the presence of "1" from the first comparator and a signal "0" when "1" is received from the second, respectively. At the same time, with each such switching, the first and second comparators change their output signal to the opposite one until the next triggering of the conditional alarm clock. Thus, the device implements the critical physiological parameter "night time", which characterizes the conditional type of activity of the subject "Sleep", that is, the presence of a certain factor risk is set only if it belongs to this current state. To increase the reliability of measurements of the type of activity, for example, such a sensor as an accelerometer, which measures the movement of the device in space, can be additionally used.
Принимая во внимание, что для второго способа должны учитываться два фактора риска, сигналы с порогового устройства (Компаратор 1), означающие при наличии на его выходе «1» наличие первого фактора, и сигналы с третьего цифрового компаратора (Цифр, компаратор 3), означающие при наличии на его выходе «1» наличие второго фактора, подаются на четвертый цифрой компаратор (Цифр, компаратор 4), в котором осуществляется их сопоставление. При одновременном наличии на входе четвертого компаратора двух сигналов равных «1», на его выходе также формируется сигнал равный «1», что означает наличие риска снижения адаптационных возможностей организма субъекта (Риск 2). При этом аналогично первому способу сигнал с логического элемента четвертого цифрового компаратора «зажигает» светодиод. Taking into account that for the second method, two risk factors must be taken into account, the signals from the threshold device (Comparator 1), which, if there is “1” at its output, the presence of the first factor, and the signals from the third digital comparator (Digit, comparator 3), meaning if there is “1” at its output, the presence of the second factor is fed to the fourth digit comparator (Digital, comparator 4), in which they are compared. With the simultaneous presence of two signals equal to “1” at the input of the fourth comparator, a signal equal to “1” is also formed at its output, which means there is a risk of reducing the adaptive capabilities of the subject’s body (Risk 2). In this case, similarly to the first method, the signal from the logic element of the fourth digital comparator "lights" the LED.
Преимуществом изобретения является простота реализации и универсальность, позволяющая производить определение рисков для здоровья с помощью любых сигналов с любыми данными о параметрах и данных о состоянии организма субъекта. The advantage of the invention is the ease of implementation and versatility, which makes it possible to determine health risks using any signals with any data on the parameters and data on the state of the subject's body.

Claims

25 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 25 CLAIMS
1. Устройство определения и мониторинга рисков для здоровья, включающее: датчики, имеющие контакт с телом субъекта и закрепленные на нем; блок измерения, выполненный с возможностью преобразования сигналов с датчиков параметров различной физической природы к виду значений измеряемых ими величин; блок параметрическо-функционального преобразования, выполненный с возможностью преобразования каждого из принятых сигналов с измеренными физиологическими параметрами из параметрического сигнала в функциональный сигнал единой формы, обеспечивающей их сопоставление без дополнительного преобразования; блок сопоставления сигналов, выполненный с возможностью определения наличия рисков и формирования соответствующих сигналов об их наличии; блок оценки рисков, выполненный с возможностью оценивания рисков и формирования сигналов с общей оценкой рисков; блок отображения, выполненный с возможностью преобразования общей оценки рисков в сообщение человеку - носителю устройства и/или специалисту, осуществляющему мониторинг здоровья. 1. A device for determining and monitoring health risks, including: sensors that are in contact with the subject's body and attached to it; a measurement unit configured to convert signals from sensors of parameters of various physical nature to the type of values of the quantities measured by them; a parametric-functional conversion unit configured to convert each of the received signals with the measured physiological parameters from a parametric signal into a functional signal of a single form, providing their comparison without additional conversion; a signal matching unit configured to determine the presence of risks and generate appropriate signals about their presence; a risk assessment unit configured to evaluate risks and generate signals with an overall risk assessment; a display unit configured to convert the overall risk assessment into a message to a person - the wearer of the device and / or a specialist who monitors health.
2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что датчики закреплены на теле субъекта одним из следующих способов, не наносящих вред его здоровью: посредством застегивания браслета, посредством фиксации пластырем или нагрудным ремнем, или посредством имплантирования.2. The device according to claim 1, characterized in that the sensors are attached to the body of the subject in one of the following ways that do not harm his health: by fastening a bracelet, by fixing it with a patch or chest strap, or by implanting.
3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью приема сигналов с пьезоэлектрических датчиков, оптико-электрических датчиков, электрохимических датчиков, а также -аудио -видео датчиков, обеспечивающих измерение физиологических характеристик. 3. The device according to claim 1, characterized in that it is configured to receive signals from piezoelectric sensors, optoelectric sensors, electrochemical sensors, as well as audio-video sensors that measure physiological characteristics.
4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью приема сигналов с датчиков, установленных непосредственно в корпусе устройства, а также, при необходимости, с датчиков, установленных вне корпуса, по проводам или посредством беспроводной передачи данных. 4. The device according to claim 1, characterized in that it is configured to receive signals from sensors installed directly in the body of the device, as well as, if necessary, from sensors installed outside the body, via wires or via wireless data transmission.
5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью приема сигналов с датчиков параметров различной физической природы посредством блока измерения, блока параметрическо-функционального преобразования, блока сопоставления сигналов и блока оценки рисков. 5. The device according to claim 1, characterized in that it is configured to receive signals from sensors of parameters of various physical nature by means of a measurement unit, a parametric-functional transformation unit, a signal comparison unit and a risk assessment unit.
6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оно выполнено с возможностью непрерывного длительного мониторинга рисков для здоровья субъекта. 6. The device according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of continuous long-term monitoring of risks to the health of the subject.
7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что блок отображения содержит световой и/или звуковой индикатор и/или экран. 7. The device according to claim 1, characterized in that the display unit contains a light and/or sound indicator and/or a screen.
8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оно связано с мобильным устройством, выполненным в виде мобильного телефона, смартфона, планшетного компьютера, ноутбука, или со стационарным компьютером. 8. The device according to claim 1, characterized in that it is associated with a mobile device made in the form of a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop, or desktop computer.
9. Устройство по п.1, характеризующееся тем, блок параметрическо-функционального преобразования выполнен с возможностью преобразования каждого из принятых сигналов с измеренными физиологическими параметрами из параметрического сигнала в функциональный сигнал двоичной формы. 9. The device according to claim 1, characterized in that the parametric-functional conversion unit is configured to convert each of the received signals with measured physiological parameters from a parametric signal into a binary functional signal.
10. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что блок оценки рисков выполнен с возможностью формирования сигналов с общим уровнем рисков, а блок отображения выполнен с возможностью преобразования общего уровня рисков в сообщение человеку - носителю устройства и/или специалисту, осуществляющему мониторинг здоровья. 10. The device according to claim 1, characterized in that the risk assessment unit is configured to generate signals with a general risk level, and the display unit is configured to convert the overall risk level into a message to a person - the device carrier and / or a health monitoring specialist.
11. Способ определения и мониторинга рисков для здоровья, характеризующийся тем, что предварительно создают наборы функциональных параметров, каждый из которых включает совокупность взаимосвязанных пороговых значений критических физиологических параметров и их временных характеристик по длительности и периодичности, принимают как сигналы, содержащие измеренные физиологические характеристики, по меньшей мере, с одного датчика, так и используют накопленные ретроспективные данные, преобразуют каждый из сигналов в сигнал единой формы, обеспечивающей их сопоставление без дополнительного преобразования на заданном временном отрезке, при этом определяют сигналу значение, обозначающее наличие фактора риска для здоровья при достижении данным сигналом порога критического значения параметра, хранящегося в одном из множества предварительно сформированных наборов функциональных параметров, или значение, обозначающее отсутствие фактора риска для здоровья, если порог не достигнут, затем сопоставляют между собой сигналы единой формы в рамках каждого набора функциональных параметров и при совпадении значений сигналов набора, обозначающих наличие фактора риска для здоровья, выносят решение о наличии определенных рисков для здоровья субъекта, на основании множества которых формируют общую оценку состояния здоровья, о чем информируют человека - носителя устройства и/или специалиста, осуществляющего непрерывный длительный мониторинг здоровья, отличающийся тем, что используют устройство по любому из пп. 1-10, при этом закрепляют его на теле субъекта любым, не наносящим вред его здоровью, способом. 11. A method for determining and monitoring health risks, characterized in that sets are pre-created functional parameters, each of which includes a set of interrelated threshold values of critical physiological parameters and their time characteristics in terms of duration and frequency, are received as signals containing measured physiological characteristics from at least one sensor, and accumulated retrospective data are used, each of them is converted signals into a signal of a single form, providing their comparison without additional conversion at a given time interval, while determining the value of the signal, indicating the presence of a risk factor for health when this signal reaches the threshold of the critical value of the parameter stored in one of the many pre-formed sets of functional parameters, or a value indicating the absence of a risk factor for health, if the threshold is not reached, then the signals of a single form are compared with each other within each set of functional parameters and, if the values coincide, the signal of a set indicating the presence of a risk factor for health, make a decision about the presence of certain risks for the health of the subject, on the basis of the set of which a general assessment of the state of health is formed, which is reported to the person - the wearer of the device and / or a specialist who performs continuous long-term health monitoring, which differs in that that use the device according to any one of paragraphs. 1-10, while fixing it on the body of the subject in any way that does not harm his health.
12. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что внешнее устройство выбирают из группы, включающей мобильный телефон, смартфон, планшетный компьютер, ноутбук или стационарный компьютер. 12. The method according to claim 11, characterized in that the external device is selected from the group including a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop or desktop computer.
13. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что заблаговременно создают наборы функциональных параметров и задают соответствующие им пороговые значения. 28 13. The method according to claim 11, characterized in that sets of functional parameters are created in advance and threshold values corresponding to them are set. 28
14. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что каждый из наборов функциональных параметров включает совокупность по меньшей мере двух параметров: время и соответствующий ему хотя бы один физиологический параметр, получаемый с датчиков. 14. The method according to claim 11, characterized in that each of the sets of functional parameters includes a combination of at least two parameters: time and at least one corresponding physiological parameter obtained from sensors.
15. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что с датчиков получают сигналы, содержащие следующие параметры: частоту сердечных сокращений, состояние сна или бодрствования; вид физической активности человека, расход и приход энергии, состояние гидратации организма, фазы сна, уровень стресса, содержание глюкозы в межклеточной жидкости. 15. The method according to p. 11, characterized in that the sensors receive signals containing the following parameters: heart rate, state of sleep or wakefulness; type of physical activity of a person, energy consumption and income, state of hydration of the body, sleep phases, stress level, glucose content in the intercellular fluid.
16. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что перед преобразованием сигналов от датчиков в сигналы единой формы определяют значение, например, среднее арифметическое, сигнала с датчика на заданном временном отрезке. 16. The method according to claim 11, characterized in that before converting the signals from the sensors into signals of a single form, the value, for example, the arithmetic mean, of the signal from the sensor at a given time interval is determined.
17. Способ по п. 11, характеризующийся тем, после преобразования каждого из принятых сигналов в сигнал единой формы, из сигналов единой формы формируют единый однородный поток. 17. The method according to claim 11, characterized in that, after converting each of the received signals into a signal of a single form, a single homogeneous stream is formed from the signals of a single form.
18. Способ по п. И, характеризующийся тем, что при достижении сигналом от датчика порогового значения критического физиологического параметра запоминают значение величины отклонения сигнала с датчика от порогового значения. 18. The method according to p. And, characterized in that when the signal from the sensor reaches the threshold value of the critical physiological parameter, the value of the deviation of the signal from the sensor from the threshold value is stored.
19. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что при вынесении решения о наличии риска для здоровья учитывают величину отклонения сигнала с датчика от порогового значения, а также длительность и периодичность такого отклонения. 19. The method according to claim 11, characterized in that when making a decision about the presence of a health risk, the deviation of the signal from the sensor from the threshold value, as well as the duration and frequency of such deviation, are taken into account.
20. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что из одного сигнала с датчика в процессе его преобразования в сигнал единой формы, получают столько однородных сигналов, сколько имеется разных пороговых 29 значений критических физиологических параметров, соответствующих сигналу, в наборах функциональных параметров. 20. The method according to claim 11, characterized in that from one signal from the sensor in the process of converting it into a signal of a single form, as many homogeneous signals are obtained as there are different threshold 29 values of critical physiological parameters corresponding to the signal in sets of functional parameters.
21. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что для каждого набора функциональных параметров используется одно или несколько временных окон, с которыми соотносятся поступающие данные для каждого из сигналов. 21. The method according to claim 11, characterized in that for each set of functional parameters one or more time windows are used, with which the incoming data for each of the signals is correlated.
22. Способ по п. 21, характеризующийся тем, что длина каждого временного окна определяется набором функциональных параметров. 22. The method according to claim 21, characterized in that the length of each time window is determined by a set of functional parameters.
23. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что осуществляют непрерывный контроль технического состояния устройства, автоматическую корректировку сигналов, содержащих измеренные физиологические характеристики, а именно, обеспечение обратной связи в ходе процессов измерений, взаимодействия с внешними системами для передачи данных. 23. The method according to claim. 11, characterized in that they carry out continuous monitoring of the technical condition of the device, automatic correction of signals containing measured physiological characteristics, namely, providing feedback during measurement processes, interaction with external systems for data transmission.
24. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что действия над принимаемыми сигналами с датчиков параметров различной физической природы разделены на самостоятельные технологические переделы , и осуществляются посредством соответствующих блоков устройства по п.1. 24. The method according to claim 11, characterized in that actions on received signals from sensors of parameters of various physical nature are divided into independent technological stages, and are carried out by means of the corresponding blocks of the device according to claim 1.
25. Способ по п. 24, характеризующийся тем, что самостоятельными технологическими переделами являются этапы преобразования сигналов. 25. The method according to p. 24, characterized in that independent technological stages are the stages of signal conversion.
26. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что если при преобразовании параметрических сигналов в функциональные сигналы выбрана единая двоичная форма, то принимают сигналы, содержащие измеренные физиологические характеристики, по меньшей мере, с одного датчика, преобразуют каждый из принятых сигналов в сигнал двоичной формы на заданном временном отрезке, при этом определяют сигналу значение «1» при достижении данным сигналом порога критического значения параметра, хранящегося в одном из множества предварительно сформированных наборов функциональных параметров, и значение «0» 30 если порог не достигнут, затем сопоставляют между собой сигналы двоичной формы в рамках каждого набора функциональных параметров и при совпадении значений «1» сигналов набора выносят решение о наличии определенных рисков для здоровья субъекта. 26. The method according to claim 11, characterized in that if a single binary form is selected when converting parametric signals into functional signals, then signals containing measured physiological characteristics are received from at least one sensor, each of the received signals is converted into a binary signal form at a given time interval, while determining the signal value "1" when this signal reaches the threshold of the critical value of the parameter stored in one of the many pre-formed sets of functional parameters, and the value "0" 30 if the threshold is not reached, then the binary form signals are compared with each other within each set of functional parameters, and if the values of "1" of the set signals match, a decision is made about the presence of certain risks to the health of the subject.
PCT/RU2022/000247 2021-08-03 2022-08-02 Device and method for identifying and monitoring health risks WO2023014244A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024506902A JP2024530182A (en) 2021-08-03 2022-08-02 Apparatus and method for assessing and monitoring health risks in subjects - Patents.com
CN202280064986.1A CN118019485A (en) 2021-08-03 2022-08-02 Apparatus and method for assessing and monitoring health risk of a subject

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021123170A RU2786479C1 (en) 2021-08-03 Device and method for determination and monitoring of risks for health
RU2021123170 2021-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023014244A1 true WO2023014244A1 (en) 2023-02-09

Family

ID=85155972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2022/000247 WO2023014244A1 (en) 2021-08-03 2022-08-02 Device and method for identifying and monitoring health risks

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2024530182A (en)
CN (1) CN118019485A (en)
WO (1) WO2023014244A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117233648A (en) * 2023-11-14 2023-12-15 深圳市伟鹏世纪科技有限公司 Outdoor operation intelligent early warning system suitable for energy storage power supply
CN118409155A (en) * 2024-07-03 2024-07-30 南通伟达电气成套设备有限公司 Automatic detection system for building electrical safety

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4360029A (en) * 1978-04-10 1982-11-23 Johnson & Johnson Automatic mean blood pressure reading device
US20100234748A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Moorman Randall Method, system and computer program method for detection of pathological fluctuations of physiological signals to diagnose human illness
WO2014197402A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 Proteus Digital Health, Inc. System, apparatus and methods for data collection and assessing outcomes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4360029A (en) * 1978-04-10 1982-11-23 Johnson & Johnson Automatic mean blood pressure reading device
US20100234748A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Moorman Randall Method, system and computer program method for detection of pathological fluctuations of physiological signals to diagnose human illness
WO2014197402A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 Proteus Digital Health, Inc. System, apparatus and methods for data collection and assessing outcomes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"IZMERITELNYE PREOBRAZOVATELI BIOMEDITSINSKIKH SIGNALOV SISTEM KLINICHESKOGO MONITORINGA. Uchebnoe posobie [MEASURING CONVERTERS OF BIOMEDICAL SIGNALS OF CLINICAL MONITORING SYSTEMS. Tutorial]", 30 November 2012, RADIO I SVYAZ, Moscow, ISBN: 978-5-89776-016-9, article FEDOTOV A. A. ET AL.: "Passages; IZMERITELNYE PREOBRAZOVATELI BIOMEDITSINSKIKH SIGNALOV SISTEM KLINICHESKOGO MONITORINGA [MEASURING CONVERTERS OF BIOMEDICAL SIGNALS OF CLINICAL MONITORING SYSTEMS]", pages: 16 - 67, 167, XP009543403 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117233648A (en) * 2023-11-14 2023-12-15 深圳市伟鹏世纪科技有限公司 Outdoor operation intelligent early warning system suitable for energy storage power supply
CN117233648B (en) * 2023-11-14 2024-01-23 深圳市伟鹏世纪科技有限公司 Outdoor operation intelligent early warning system suitable for energy storage power supply
CN118409155A (en) * 2024-07-03 2024-07-30 南通伟达电气成套设备有限公司 Automatic detection system for building electrical safety

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024530182A (en) 2024-08-16
CN118019485A (en) 2024-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2023014244A1 (en) Device and method for identifying and monitoring health risks
US20240164685A1 (en) Health monitoring device
JP4944973B2 (en) Systems and methods for processing and displaying arrhythmia information to facilitate identification and treatment of cardiac arrhythmias
EP1381309B1 (en) Adaptive selection of a warning limit in patient monitoring
TWI650737B (en) Wearable device and method for evaluating possible occurrence of cardiac arrest
CN110856653A (en) Health monitoring and early warning system based on vital sign data
CN104490388A (en) Extensible human health remote recording, monitoring and diagnosis system
US20090177102A1 (en) System, method and device for predicting sudden cardiac death risk
US20060047216A1 (en) Signal processing apparatus for physiological signals
CN204336910U (en) A kind of extendible health remote logging, monitoring and diagnostic system
Mendoza et al. In-home wireless monitoring of physiological data for heart failure patients
US11426089B1 (en) Advanced cardiovascular monitoring system with normal, elevated, and high heartrate thresholds
CN111820879A (en) Health evaluation management method suitable for chronic disease patients
WO2018141710A1 (en) Method and system for detection of atrial fibrillation
CN114246569B (en) Method, device and medium for detecting premature beat type
RU2786479C1 (en) Device and method for determination and monitoring of risks for health
US20230009430A1 (en) Systems and methods to detect cardiac events
US20190142340A1 (en) Physiological condition monitoring system, device for collecting physiological condition readings and device for monitoring physiological condition readings
US20240057925A1 (en) Health Monitoring and Management System Using Ectopic Beats as Early Cardiac Health Marker
US20230190203A1 (en) Human health risk assessment method
Agrawal et al. Innovative approach for wireless health monitoring system using ClientServerarchitecture
US20230320674A1 (en) Monitoring assistance system and monitoring assistance method
EP4437971A1 (en) Mental disease determination method, program, mental disease determination apparatus, and mental disease determination system
Butkuvienė Characterization of temporal episode patterns in paroxysmal atrial fibrillation
Rane Proactive Real Time Expert Portable Remote Patient Monitoring using Embedded Cost Effective Ecg & Other Body Sensors

Legal Events

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

Ref document number: 22853595

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024506902

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280064986.1

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22853595

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1