СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕЛОВЕКА
METHOD FOR CONTROLLING A DEVICE FOR MEASURING HUMAN PHYSIOLOGICAL PARAMETERS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области измерений для диагностических целей, в частности для управления закрепленным на теле человека устройством измерения физиологических параметров.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны способы управления устройствами, предназначенными для измерения физиологических параметров, которые закрепляются на теле человека, например, на его руке, и содержат различные датчики для измерения физиологических параметров. Эти устройства могут быть предназначены для измерения, например, частоты сердечных сокращений человека, физической активности, и других параметров. Достаточно часто в такие устройства необходимо вводить команды для правильного его функционирования. Например, это команды о блокировке, разблокировке устройства, начале измерений, подтверждение или выбор той или иной команды и так далее. Для этого применяются различные способы, кнопочные переключатели, сенсорные устройства.
Известен способ для носимого устройства по заявке WO 2015199747, публикация 30.12.2015, МПК G06F - 003/01, в котором носимое устройство включает в себя группу датчиков, реагирующих на вибрацию, возникающую на запястье пользователя, когда пользователь выполняет различные жесты пальцев. Например, нажав, то есть, постучав, с участием различных отдельных пальцев или различных комбинаций пальцев.
Известны также способы управления прибором, установленным на запястье пользователя, распознающие движение руки. Например, в заявке WO 02099614, публикация 12.12.2002, МПК G06F - 003/00, раскрыт способ управления устройством, путем распознавания движения, который работает на сигналах, в частности, датчика ускорения (акселерометра).
Задачей изобретения является создание нового способа управления устройством измерения физиологических параметров человека. Техническим результатом, достигаемым в изобретении, является повышение надежности способа управления устройством для измерения физиологических параметров человека.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагается способ управления устройством измерения физиологических параметров человека, которое включает корпус, закрепленный на руке человека, и установленные в корпусе акселерометр и датчик давления, имеющего контакт с телом человека. Управление устройством осуществляют путем приема и последующей обработки сигналов от датчика давления и акселерометра, при этом решение о наличии сигналов управления принимают при выявлении совпадающих по времени сигналов от датчика давления, вызванных, по меньшей мере, одним щелчком по корпусу устройства и сигналов акселерометра, выявленных при определенном положении руки пользователя.
Датчик давления и акселерометр, используются, прежде всего, для измерения физиологических параметров человека. Когда необходимо осуществить управление устройством, например, ввести команду, или какие-нибудь данные в устройство, фиксируется определенное положение руки пользователя и производится щелчок по корпусу устройства. При этом сигналы, снимаемые с датчика давления, изменяются. Эти изменения сигналов выделяют из обычных сигналов датчика (без осуществления щелчка) и используют как команды для управления устройством. После щелчка по корпусу устройства, работа датчика давления продолжается в режиме измерения физиологических параметров человека. Важно, что производится именно щелчок, или щелчки по корпусу устройства. Именно щелчки по корпусу дают возможность выделить их среди других сигналов, которые, например, возникают при беге человека и вибрации, возникающей из-за движения браслета на запястье, случайных ударах корпуса устройства о твердые предметы.
В частности, определяют время первого щелчка по корпусу прибора и время второго щелчка по корпусу прибора, на основании чего определяют период времени между щелчками и осуществляют управление прибором с использованием данных о указанном периоде времени.
В частном случае использования способа, щелчки осуществляют определенное количество раз. При этом выдерживают определенные паузы между соседними по времени щелчками.
Кроме того, щелчок осуществляют по стороне корпуса, противоположной стороне, где установлен датчик давления.
Определенным положением руки пользователя может являться горизонтальное положение предплечья.
В частности, дополнительно вводят индикацию для пользователя о процессе или результате управления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение поясняется следующими чертежами.
На Фиг. 1 приведен пример расположения устройства на запястье человека и действия пользователя при управлении устройством.
На Фиг. 2 показано устройство с корпусом и датчиком давления.
На Фиг. 3 показан график сигналов датчика давления при щелчке на корпус устройства.
На Фиг. 4 приведены графики сигналов при щелчке на корпус устройства, когда пользователь бежит.
На Фиг. 5 показан график сигналов датчика давления при нажатии на корпус устройства при различной длительности нажатия.
На Фиг. 6 приведены графики сигналов, когда пользователь бежит и при нажатии на корпус.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ в соответствии с настоящим изобретением реализуется с помощью устройства. Устройство измерения физиологических параметров человека закрепляется на его теле. В данном случае оно закреплено на запястье (Фиг. 1). Устройство содержит корпус 1 и датчик 2 давления акселерометр, установленный внутри корпуса (на рисунках не показан). В данном случае в качестве датчика давления применяется пьезоэлектрический датчик. В качестве датчика давления также может применяться, в частности, тензодатчик. (Фиг. 2).
Датчик 2 давления имеет контакт с телом человека и предназначен для измерения одного из физиологических параметров человека, например, частоты сердечных сокращений. При этом устройство может измерять и другие параметры.
Управление устройством осуществляют путем фиксирования определенного положения руки человека и однократными или многократными щелчками (click) на корпус 1 или ремешок прибора (Фиг. 1). Определенным положением является горизонтальное положение предплечья, характерное при выполнении щелчков по корпусу прибора. В частности, это может быть положение поднятой руки характерное при взгляде на корпус прибора при осуществлении щелчков по корпусу.
При этом длительность времени между щелчками может быть определенной заранее для различных вариантов управления, в том числе различной по длительности пауз между щелчками. Паузы между щелчками также могут быть заранее определены. Щелчки по корпусу устройства могут производиться через одежду. Щелчки также могут производиться по корпусу или ремешку устройства в перчатках. При этом, различимость этих сигналов практически не ухудшается.
Следует заметить, что кроме щелчков по корпусу устройства для его управления можно применять однократное или многократное нажатие (надавливание) на корпус. В процессе исследований выяснилось, что щелчки (click) по корпусу прибора порождают на выходе датчика 2 давления сигналы, которые отличаются от обычных сигналов помех, например, при ударе о корпус устройства от движений человека. Сигналы же нажатий, надавливаний, также возможно выделить из сигналов помех.
Сигналы с акселерометра, как и сигналы датчика давления обрабатываются, в частности, в блоке обработки сигналов датчиков устройства измерения физиологических параметров. Сигналы акселерометра позволяют выявить положение руки пользователя в любой момент времени. Обработка этих сигналов может производится одним из известных способов.
Сигнал, возникающий на выходе датчика давления при щелчке на выходе аналого-цифрового преобразователя, показан на Фиг. 3. Отсчеты аналого-цифрового преобразователя происходили через 5 миллисекунд. Видно, что данные сигналы заметно превышают уровень физиологических сигналов, снимаемых с датчика давления и могут быть легко идентифицированы.
На Фиг. 4 показаны графики сигналов датчика давления при щелчке по корпусу во время бега. Данные сигналы также заметно превышают по уровню сигналы датчика давления во время съема физиологического параметра несмотря на наличие помех, возникающих из-за движения частей тела пользователя, например движения руки. Особенно характерным признаком является наличие переднего фронта сигнала.
В процессе экспериментов также выяснилось, что сигналы, возникающие при других рабочих ситуациях, например сигналы от датчика при движениях человека, отличаются от сигналов щелчков по корпусу и могут быть отфильтрованы в процессе обработки сигналов датчика давления с целью выделения сигналов щелчков по корпусу устройства.
Сочетание выявленных сигналов акселерометра, указывающих на определенное положение руки и сигналов датчика давления, в частности пьезоэлектрического датчика, указывающих на щелчки по корпусу прибора, позволяют повысить надежность выявления подаваемой пользователем команды на управление прибором. При этом надежность управления является достаточно высокой и при сложных ситуациях, например, при осуществлении управления при беге.
Для более уверенного управления устройством измерения физиологических параметров может быть введена обратная связь, то есть индикация о длительности и количестве нажатий для пользователя. Такая индикация может быть, световой звуковой или другого рода. Например, при выделении сигнала управления подается сигнал о щелчке, или серия сигналов при неоднократных щелчках. Кроме звуковых, могут быть использованы сигналы вибрации, световые сигналы. Все эти сигналы могут передаваться самим устройством, или поступать пользователю через его носимые приборы, мобильные телефоны, планшеты и так далее.
Кроме щелчков по корпусу могут применяться другие эквивалентные действия на корпус устройства, которые также могут использоваться для управления. К таким действиям можно отнести нажатия на корпус. При нажатии на корпус также возникают сигналы от датчика давления, которые характеризуются особой формой и заметной амплитудой.
Сигналы, возникающие на выходе датчика давления при нажатии, длительностью 1 сек, 2 сек и 3 сек показаны на Фиг. 5, график (а). Видно, что данные сигналы характеризуются определенной формой, при нажатии и отпускании возникают пики сигналов различной полярности. При этом данные пики заметно превышают сигналы датчика при измерении физиологического параметра. Ниже, на том же чертеже на графике (b) показаны сигналы той же длительности после соответствующей фильтрации в устройстве обработки, которые далее могут использоваться для управления устройством.
На Фиг. 6 показаны сигналы датчика давления после нажатия также различной длительности, кривая (а), и сигналы после устройства обработки, кривая (b). Данные сигналы получены при снятии сигналов датчика давления при беге пользователя. Как видно из графика, и в этом случае, сигналы нажатия на корпус легко выделяются из сигналов помех, возникающие из-за движения частей тела пользователя, на пример, движения руки.
Обработка сигналов датчика давления с целью выделения сигналов нажатия может производиться одним из известных алгоритмов, например, одним из известных алгоритмов фильтрации. Например, алгоритм распознавания сигналов нажатия может быть построен через определение скользящего среднего значения сигнала с датчика давления за определенный период времени и выставления определенного порога с целью определения момента его превышения.
В результате сравнения различных воздействий на корпус прибора было выявлено, что наиболее уверенно распознаются сигналы быстрых щелчков по корпусу.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ.
Данный способ управления устройством измерения физиологических параметров человека может быть применен как в приборах для здоровых людей, так и в медицинской аппаратуре. Такой способ позволяет упростить управление такими устройствами. В случае применения в медицинской аппаратуре, желательно вводить индикацию прибора для медицинского персонала о переданных сигналах управления.