Спосіб індикації виникнення критичної ситуації у орієнтації положення тіла людини та сигналізації про його зміну

Спосіб індикації виникнення критичної ситуації у орієнтації положення тіла людини та сигналізації про його зміну, який передбачає застосування акселерометра як датчика виникнення критичної ситуації, встановлення акселерометра на тілі людини, моніторування положення тіла людини за допомогою сигналу акселерометра, встановленого на тілі людини, виявлення визначеного рівня пікового значення сигналу акселерометра та наявності за ним постійного рівня сигналу з визначеним U 1 3 39708 женні тіла для кожної людини, що суттєво підвищує тр удомісткість реалізації способу. Необхідність існування бази даних сигналів акселерометру, та оперативне багаторазове звернення до неї, а також пошук в ній, та порівняння з наявними зразками потребують застосування достатньо потужної апаратури, задля здійснення способу. Існує велика імовірність того, що падіння в конкретних умовах, якi неможливо передбачити заздалегідь, буде мати унікальні амплітудні та часові показники сигналів, викликаних наприклад багатоманітними видами поштовхів пов'язаних з переміщенням, некритичним стиканням з випадковою перешкодою, невдалим сіданням на стілець або крісло невідповідного тілу розміру та т.і., а створена база даних сигналів акселерометру, які показують виникнення критичної ситуації у положенні тіла для кожної людини не буде мати таких сигналів, що у критичній ситуації буде виглядати як відсутність проблеми. Температурний показник може підвищити достовірність висновку лише у випаду, коли датчик знаходиться на тілі людини, що обмежує зону застосування способу. Однак критична зміна температури тіла людини, зокрема її зниження, здійснюється за певний термін часу, що суттєво подовжує термін надання висновку, пов'язаний з цим термін подання сигналу про критичну ситуацію та відповідно термін надання допомоги. Застосування цього показника по суті може підвищити достовірність висновку лише для випаду, коли допомога вже не потрібна. Відомий спосіб контролю фізичної діяльності людини переважно хворого у госпіталі [див. US6160478, МПК А61В5/11; G08B5/22; G08B21/04; А61В5/00; А61В5/021; А61В5/024; 2000.12.12], який передбачає застосування в якості датчика контролю фізичної діяльності людини акселерометру, встановлення акселерометру на тілі людини, моніторування положення людини за допомогою дослідження сигналу акселерометру встановленого на тілі людини, виявлення ситуації коли тіло займає одну з позицій, вертикальну, горизонтальну, або перехідну між ними, виявлення ситуації, коли тіло має прискорення заданого рівня, додаткове дослідження щонайменше одного фізіологічного параметра людини, наприклад серцевої аритмії, і корелюючи таку подію з іншими ознаками падіння. Зазначений спосіб контролю фізичної діяльності людини має недостатньо визначені ознаки падіння тіла людини, він заснований на демонстрації набору показників, що потребують наступного недостатньо формалізованого багатофакторного аналізу отриманих показників, зокрема додаткових показників, що мають аналізуватися лікарем безпосередньо в період їх появи, що прийнятно для виконання обслуговуючим персоналом хворого переважно у госпіталі. Включення в оцінку дослідження додаткового параметра, зокрема фізіологічного параметра, наприклад серцевої аритмії, як обов'язкової підстави для здійснення висновку про наявність критичної ситуації обмежить кількість виявлених фактів наявності критичних ситуацій тому, що в 4 значній кількості критичних ситуацій, що стосуються наприклад не хворих інвалідів, або людей похилого віку, які мають проблеми з рухом наявна критична ситуація може і не супроводжуватися кардіологічними проблемами. Відомий спосіб індикації виникнення критичної ситуації у орієнтації положення тіла людини [див. WO2006101587, МПК G08B23/00; G08B23/00; дата публікації 2006.09.28], який передбачає: застосування в якості датчика виникнення критичної ситуації трьох акселерометрів, кожний з яких показує прискорення тіла в одній із трьох площин певної точки тіла людини, встановлення цієї групи акселерометрів на тілі людини, моніторування положення тіла людини за допомогою дослідження сигналів акселерометрів по показниках прискорення в 3-х площинах переміщення тіла людини, виявлення моменту коли поточне значення співпадаючих у часі (суми квадратів) піків амплітуд сигналів з всіх акселерометрів відповідає певному заздалегідь встановленому рівню порогу цього сигналу, У випадку, якщо зазначені обставини мають місце, - роблять висновок про наявність падіння тіла людини. Будь-який процес падіння тіла людини має декілька пікових значень амплітуди на акселерометрах викликаних різними причинами, наприклад через те, що частини його тіла і предмети, що знаходяться при ньому, є не жорстко зв'язані елементи, а елементи, що мають певну міру свободи переміщення і в процесі падіння здійснюють рухи відмінні від інших частин і додаватимуть до отримуваного сигналу свої пікові значення амплітуди. Все зазначене дозволяє використовувати вказаний метод тільки як засіб детального дослідження різноманіття фактів падіння, а не як спосіб, що дає однозначне визначення факту падіння, тому що наявність піків та їх співпадіння в часі може бути наслідком некритичних рухів системи з наявними у ній не жорстко зв'язаними елементами, що мають певну міру свободи переміщення. Відомий спосіб індикації виникнення критичної ситуації у орієнтації положення тіла людини [див. патент US6433690, МПК А61В5/11; G08B5/22; G08B21/04, дата публікації 2002.08.13] який передбачає: застосування в якості датчика виникнення критичної ситуації акселерометру, встановлення акселерометру на тілі людини, моніторування положення людини за допомогою дослідження сигналу акселерометру встановленого на тілі людини, виявлення моменту, постійного рівня сигналу з визначеним проміжком часу (2сек.), та наявності перед ним зміни рівню сигналу менше за 0,335 секунд, при цьому визначене за допомогою акселерометру положення тіла протягом зазначених 0,335 секунд змінюється не менше як на 50град. У випадку, якщо зазначені послідовності сигналів має місце - роблять висновок про наявність падіння тіла людини. Зазначена сукупність та послідовність застосованих у способі показників характеризується недостатньою точністю визначення критичних ситуацій, зокрема визнання критичними рухів, якi не є критичними та відсутність висновку про наяв 5 39708 ність падіння у значної кількості випадків коли має місце критичне падіння. Більшість критичних падінь відбувається не в теоретичних умовах падіння на широку плоску поверхню, а відбувається у житлових та інши х помешканнях з різноманітними перешкодами. До некритичних рухів, якi наближуються за формою до прийнятих, згідно способу, за критичні відносяться, наприклад, сукупність повільних рухів літньої людини, або людини з порушеннями координації руху, якi часто супроводжуються багатоманітними видами поштовхів пов'язаних з переміщенням, некритичним стиканням з випадковою перешкодою, невдалим сіданням на стілець або крісло невідповідного тілу розміру, невдалим приляганням на ліжко та т.і., внаслідок чого виникає сукупність коливань тіла та навколишніх предметів, які можуть відповідати коливанням визначеним способом як падіння. Отримані за допомогою акселерометру реальні графіки динамічних рухів людини мають внаслідок не лінійності показників акселерометру в зазначених динамічних умовах, окремі пікові ділянки, які не відносяться до критичних ситуацій, але перевищують зміну постійної складової рівню сигналу акселерометру при його статичному повороті на 90град. До критичних падінь поза межами границь сигналів, якi мають бути прийняті згідно способу за не критичні, відносяться наприклад сукупність падінь, якi супроводжуються штучною затримкою терміну падіння через перешкоди в зоні падіння, або затримку процесу падіння самою особою, що падає, через утримання за навколишні предмети руками. На отримувані сигнали також впливають рухи акселерометра по відношенню до тіла, до якого він прикріплюється не жорстко. Завданням розробки є створення нового способу індикації виникнення критичної ситуації у орієнтації положення тіла людини та сигналізації про його зміну, в якому за рахунок застосування нових, вибраних емпіричним шляхом сукупностей сигналів, забезпечується підвищення точності визначення критичних ситуацій та зниження впливу на висновок не лінійності характеристик акселерометра, нерівномірності прискорень об'єкту, обумовлених нерівномірністю швидкості поступального і інших видів його руху або зміною напряму руху об'єкту, або поштовхами викликаними стиканням з випадковою перешкодою. Для вирішення цього завдання спосіб індикації виникнення критичної ситуації у орієнтації положення тіла людини та сигналізації про його зміну, який передбачає застосування в якості датчика виникнення критичної ситуації акселерометру, встановлення акселерометру на тілі людини, моніторування положення тіла людини за допомогою сигналу акселерометру встановленого на тілі людини, виявлення визначеного рівня пікового значення сигналу акселерометру та наявності за ним постійного рівня сигналу з визначеним проміжком часу. Новим у способі є те, що попередньо визначають різницю рівнів постійної складової сигналу 6 застосовуваного акселерометру при зміни його положення на 90 град., в процесі моніторування положення людини за допомогою сигналу акселерометру, встановленого на тілі людини, виявляють дві послідовно розміщені ділянки проходження постійних рівнів сигналу, кожна з яких тривалістю більше 2 секунд (з коливанням рівня сигналу в межах ділянки на рівні шуму), визначають рівень коливань сигналу між двома зазначеними ділянками, а також визначають наявність змін рівня постійної складової сигналу відповідно між двома ділянками, у випадку якщо рівень коливання сигналу між цими виявленими ділянками перевищує подвоєну різницю рівнів постійної складової сигналу акселерометру при зміни його положення на 90 град., і якщо величина зміни рівня постійної складової перевищує рівень шуму не менш ніж у два рази, тоді роблять висновок про наявність падіння тіла людини. Застосування зазначеної сукупності показників і послідовності дослідження показників та підібраних емпіричним шляхом границь рівнів сигналу, а також вилучення з неї терміну падіння забезпечує підвищення точності визначення критичних ситуацій, оскільки суттєво менше залежить від нерівномірності прискорень об'єкту (тіла), обумовлених нерівномірністю швидкості поступального і інших видів його руху і зміною напряму руху об'єкту, багатоманітністю видів поштовхів пов'язаних з переміщенням, некритичним стиканням з випадковою перешкодою, невдалим сіданням на стілець або крісло, або сіданням на стілець або крісло з розмірами, що не відповідають пропорціям тіла. Запропонований спосіб ілюструється графіком показників сигналів акселерометру. На Фіг. представлено графік показників акселерометру в процесі реалізації способу із застосуванням одного акселерометру. Приклад 1 При здійсненні приклада першого варіанту способу із застосуванням одного акселерометру (що ілюстр ується наведеними на Фіг. графіком рівнів сигналів акселерометру) попередньо визначають різницю рівнів постійної складової сигналу застосовуваного акселерометру шля хом зміни його положення на 90град.(на Фіг. ділянка а=90°). На підставі виявленого значення встановлюють порогове значення різниці рівнів постійної складової сигналу застосовуваного в процесі моніторування акселерометру, яке має відповідати подвоєній різниці рівнів сигналу акселерометру при зміни його положення на 90град., (що ілюстр ується на Фіг. ділянкою "етап І") встановлюють акселерометр на тілі людини, моніторують положення тіла людини за допомогою сигналу акселерометру встановленого на тілі людини (що ілюструється на Фіг. ділянкою "етап ІІ"), виявляють дві ділянки послідовно проходження постійних рівнів сигналу кожна з яких тривалістю більше 2 секунд (з коливанням їх рівня на рівні шуму див. відмічені відрізки "2сек." на Фіг.), визначають рівень коливань сигналу між двома зазначеними ділянками (відміченими відрізками "2сек." на Фіг.), а також визначають наявність змін рівня постійної складової сигналу відповідно між двома ділянками (зміщення 7 39708 рівня відмічено на Фіг., як С). У випадку, якщо рівень коливання сигналу між цими виявленими ділянками перевищує подвоєну різницю рівню постійної складової сигналу акселерометру при зміни його положення на 90град., (див. позначення Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 8 "b>2а" на Фіг.), і якщо величина зміни рівня постійної складової (С) перевищує рівень шуму не менш ніж у два рази, роблять висновок про наявність падіння тіла людини. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601