Спосіб вимірювання пульсу людини за допомогою камери мобільного телефону

Реферат: Спосіб вимірювання пульсу людини за допомогою камери мобільного телефону полягає у тому, що палець руки користувача прикладається до об'єктива камери, за допомогою відповідного програмного додатку вмикається спалах і здійснюється накопичення кадрів з камери мобільного телефону з урахуванням відстані між екстремумами сигналу та обчисленням частоти пульсу. При цьому значення ритму пульсу фіксується щосекунди, а ритмограма будується на екрані мобільного телефону за допомогою градієнта кольору у вигляді кола, у якому час відкладається від певної ділянки кола, а частота ударів пульсу відображається динамікою градієнта кольору. UA 115756 U (12) UA 115756 U UA 115756 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів вимірювання пульсу людини і може бути використана у приладах для вимірювання пульсу на основі відеокамери мобільного телефону, які застосовуються для контролю самопочуття людей як під час спортивного навантаження, так і під час відпочинку. Існує спосіб вимірювання пульсу людини за допомогою камери мобільного телефону, описаний у статті авторів Laukkanen R.М., Virtanen P.K. Heart rate monitors: state of the art // Journal of Sports Sciences. 1998. - Vol. 16, №. supl. - P. 3-7, який полягає у тому, що користувач запускає програмний додаток Instant Heart Rate, описаний у електронному ресурсі http://www.azumio.com/apps/heart-rate/ на мові Android и iOS, прикладає палець руки до об'єктива камери так, щоб він повністю закривав об'єктив і спалах камери, і натискає кнопку в додатку. Після цього додаток включає спалах і починає захоплювати кадри з камери мобільного телефону. Оскільки серцеві скорочення викликають зміни яскравості малюнка кровоносних судин, аналіз цієї яскравості на отриманих кадрах, дозволяє визначити частоту пульсу користувача. Недоліком згаданого способу вимірювання пульсу людини за допомогою камери мобільного телефону є його недостатня ефективність для використання в реальних програмних додатках. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є спосіб вимірювання пульсу людини за допомогою камери мобільного телефону, описаний у статті авторів Лаурэ Д.А., Лагутина Н.С., Парамонов И.В. Разработка алгоритма измерения частоты пульса человека с помощью камеры мобильного телефона / Лаурэ Д.А., Лагутина Н.С., Парамонов И.В. // Моделирование и анализ информационных систем. - 2014. - Т. 21, № 4. - С. 91-103, згідно з яким враховується відстань між піками сигналу, причому алгоритм вимірювання складається з наступних кроків: диференціювання сигналу, формування наборів з k найвищих піків, обчислення дисперсії відстаней між сусідніми піками для наборів, отриманих на попередньому кроці, вибору відповідного набору піків, коли вибирається набір піків з найменшим значенням дисперсії відстаней та обчислення частоти пульсу. Недоліки згаданого вимірювача пульсу людини наступні: - відсутність можливості створення ритмограми пульсу. Задача - забезпечення деталізації та наочності ритмограми пульсу, який вимірюється за допомогою відеокамери мобільного телефону та відповідного програмного забезпечення. Технічне вирішення поставленої задачі досягається тим, що: 1. Згідно з кресленням, значення ритму пульсу фіксується щосекунди, а ритмограма будується на екрані мобільного телефону за допомогою градієнта кольору у вигляді кола, у якому час відкладається від певної ділянки кола, а частота ударів пульсу відображається динамікою градієнта кольору. Відповідність критерію "новизна" запропонованому приладу для контролю світлових та енергетичних характеристик оптичного випромінювання забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки. Промислове використання корисної моделі не вимагає великих витрат, спеціальних матеріалів та технологій, його реалізація можлива на виробництвах України і за її межами. Спосіб реалізується наступним чином. Камера мобільного телефону направляється на джерело світла, наприклад яскраве сонце або настільну лампу і закривається пальцем людини, після чого вмикається запис відео з частотою 30 кадрів в секунду. Процесор телефону фіксує кадри у часі. Залежно від припливу крові (фаза пульсу) кожен кадр має свою насиченість, зміна якої відображається на екрані телефону у вигляді пульсограми (креслення). Вона має вигляд умовно періодичного сигналу, який нагадує "пилку". Спеціалізоване програмне забезпечення, завантажене до мобільного телефону, на основі отриманого сигналу визначає ритм (кількість ударів) кожні 10 секунду і множить його на 6, отримуючи значення пульсу в одиницях "Удари в хвилину". Далі, згідно з запропонованим технічним рішенням, спеціалізоване програмне забезпечення вимірює період кожного удару, завдяки чому отримується значення ритму кожну секунду, а не раз в 10 секунд, що збільшує точність визначення пульсу. Після цього будується ритмограма за допомогою градієнта кольору, причому зміна пульсу будується у вигляді різнокольорових секторів кола, кожен колір в якому відповідає за певну частоту ударів пульсу, і відповідно, за стан роботи серця. Червоний колір - критичний стан, зелений колір - нормальний стан, синій колір - пульс вище норми, жовтий - небезпечний стан. Отримана інформація може бути передана за допомогою оператора мобільного зв'язку у режимі on-line до лікаря, або відповідної медичної програми, яка може заборонити хворому приймати участь у відповідальних технологічних процесах. 1 UA 115756 U 5 10 15 У порівнянні із прототипом уся ритмограма виходить у вигляді кола, а не смуги. Оскільки на мобільному телефоні маленький екран, всю смугу зміни пульсу, виміряного кожну секунду, яка відображається у вигляді кривої або кольорової смуги, не можливо детально відобразити. Таким чином, за допомогою ритмограми у вигляді кола, наприклад аритмію, видно дуже чітко і барвисто. Оператор за допомогою мобільного телефону отримує попередній діагноз - ритм не стабільний, зверніть увагу. Таким чином, згідно із запропонованою корисною моделлю, значення ритму пульсу фіксується щосекунди, а ритмограма будується на екрані мобільного телефону за допомогою градієнта кольору у вигляді кола, у якому час відкладається від певної ділянки кола, а частота ударів пульсу відображається динамікою градієнта кольору, що у свою чергу забезпечує деталізацію та наочність ритмограми пульсу, який вимірюється за допомогою відеокамери мобільного телефону та відповідного програмного забезпечення. Програмне забезпечення може мати не лише вище перелічені функції, а і функцію передачі даних вимірювання на сервер відповідної медичної установи, який після відповідної обробки даних виносить діагноз щодо працездатності оператора. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб вимірювання пульсу людини за допомогою камери мобільного телефону, який полягає у тому, що палець руки користувача прикладається до об'єктива камери, за допомогою відповідного програмного додатку вмикається спалах і здійснюється накопичення кадрів з камери мобільного телефону з урахуванням відстані між екстремумами сигналу та обчисленням частоти пульсу, який відрізняється тим, що значення ритму пульсу фіксується щосекунди, а ритмограма будується на екрані мобільного телефону за допомогою градієнта кольору у вигляді кола, у якому час відкладається від певної ділянки кола, а частота ударів пульсу відображається динамікою градієнта кольору. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2