用于实时确定人的压力水平的方法和系统的制作方法

用于实时确定人的压力水平的方法和系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种用于实时确定人的压力水平的方法和系统。在一个方面中，系统获取与人相关的生理数据。在一个实施方式中，可以通过在预定义时间周期内使用附在人的手腕或脚踝或颈部或腰部或臀部的多个传感器获取生理数据。多个传感器可以包括手表或表带或纺织材料。系统进一步预处理生理数据以便提取一个或多个生理参数。在一个方面中，预处理可以包括对生理数据进行分析。当对一个或多个生理参数执行统计分析时，系统进一步确定人的压力水平。根据另一实施方式，还提供了实时测量人的压力水平的方法。
【专利说明】用于实时确定人的压力水平的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2015年3月25日提交的印度临时说明书第1003/MUM/2015号的优先权，通过引证将其完整公开内容全部结合于此。
技术领域
[0003]在此描述的本主题通常涉及用于实时确定人的压力水平的系统和方法，并且更具体地涉及基于与人相关的生理数据确定压力水平的系统和方法。
【背景技术】
[0004]人的压力水平是人的健康的生物标记或指标之一。另一方面，工作环境中的压力会导致身体不适甚至损伤。由于压力引起的通常的临床症状包括注意力缺失、情绪和睡眠障碍、肚子痛、心脏紊乱和头疼。压力测量可以提供推断，或充当有关人的生理和心里健康的指标。因此，连续监测个人的压力水平对于管理个人健康和保健是必不可少的。为了确定压力水平，护理者使用各种方法。
[0005]为了表征人的压力水平，当前执行以下技术:a)问卷、脑电图(EEG)、面部表情、血管容积图(PPG)以及心电图(ECG)。方法之一包括监测人的生理信号，诸如心电图(ECG)信号，以确定压力水平以管理人的压力评估。当前监测生理信号的方法包括通过使参与者经历压力测试或执行放松练习来诱发他们当中的压力，来在持续时间测量生理信号。另一方面，用于检测压力水平的传统方法已使用更多电极或电极的位置以及事件基础记录的长持续时间。例如，基于ECG或EEG的方法可能会要求在两个不同位置的最少两个电极。作为附加，这样传统的方法还使用用于检测人的压力水平的阈值技术。在另一技术中，可通过确定血液中的荷尔蒙可体松(hormone cortisol)来测量压力，这是侵袭性的测量技术。可体松(cortisol)是涉及对压力响应的皮质类固醇荷尔蒙。
[0006]又一技术使用肌肉活动的监测压力相关的模式。然而，这些设备需要皮肤接触的电极以便收集压力状况数据，使得这些设备的实际应用使用户很烦恼。此外，已知设备一定会以消极的方式影响用户放松状态。已探索了用于确定压力水平的很多传统的技术。传统技术之一包括Hral Iasika方法的使用。Hral Iasika是指梵语的心脏触诊。在传统的医学方法中，接下来进行脉搏触诊用作疾病诊断工具。还没有出于压力确定或类似的诊断目的探索这种技术。
[0007]然而，没有一种传统方法实时并用附加的单独感测技术解决压力水平的检测。此夕卜，不存在管理人的心理和心脏系统的系统。

【发明内容】

[0008]在描述本系统和方法之前，应当理解的是，在本公开中，由于存在未明确示出的多个可能的实施方式，所以本申请不限于描述的特定系统和方法。还应当理解的是，本文采用的术语仅用于描述特定版本或实施方式的目的，并且不意欲将本发明限于本申请的范围。提供概述以介绍与实时确定人的压力水平有关的概念并且在详细描述中对概念进一步进行描述。这个概述并非旨在确定本公开的基本特征，也非旨在用于确定或限制本公开的范围。
[0009]在一个实施方式中，公开了一种用于实时确定人的压力水平的系统和方法。本发明可以用于获取与人相关的生理数据。在一个实施方式中，可以通过使用附在人的手腕或脚踝或颈部或腰部的单个传感器或传感器阵列来获取生理数据。在一个方面中，传感器阵列可以是体现为传感器的2个或更多的传感元件。在一个方面中，为了测量动脉搏触诊率，传感器可以通过将手表或表带或纺织品用作袖带而附至人的手腕。系统进一步包括发送器、存储设备以及处理器。发送器将脉搏触诊信号流发送给处理器。处理器进一步包括预处理模块和决策支持系统模块。预处理模块预处理动脉搏触诊信号的流以提取多个生理参数。决策支持模块执行多个生理参数的统计模态分析并且基于统计模态分析确定人的压力水平。
[0010]在另一实施方式中，本发明可以通过使用集成智能手机传感器获取生理数据。可以理解本发明可需要最小I分钟的动脉搏触诊率。在一种情形下，本发明可以获取生理数据并且将生理数据发送至具有安装于智能手机或外部设备上的决策支持系统(DSS)模块的智能手机或外部设备。一旦发送了生理数据，智能手机可以接收生理数据并且对生理数据进行分析以确定压力水平。在一个方面中，DSS应用可以将生理数据上传至可以进行进一步的心脏临床分析的中央服务器。
[0011]在一个实施方式中，DSS应用可能够从集成智能手机传感器接收与人的诸如站立、就坐、奔跑等有关的状态信息。在另一情形下，本发明可以基于集成智能手机传感器提供人的压力水平。
[0012]在另一实施方式中，还提供为了一种方法用于测量人的实时压力。最初，使用多个传感器在预定义时间周期内感测至少一个动脉搏触诊信号的流。感测的动脉搏触诊信号的流被发送至处理器。然后使用预处理模块预处理动脉搏触诊信号的流以提取多个生理参数。最后，通过处理器中存在的决策支持模块执行多个生理参数的统计模态分析以确定人的压力水平。
【附图说明】
[0013]当结合附图进行阅读时，将会更好地理解实施方式的以上详细描述。出于示出本公开的目的，本文档中示出了本公开的示例性配置，然而，本公开不限于在文档中和附图中公开的特定方法和装置。
[0014]参照附图，描述详细说明。在附图中，参考数字的最左边的数字表示参考数字首先出现的图。相同的数字在整个示图中用于表示相似的特征和元件。
[0015]图1示出了根据本公开实施方式的用于实时确定人的压力水平的系统的网络实现；
[0016]图2示出了根据本公开实施方式的用于确定人的压力水平的系统；
[0017]图3示出了根据本公开实施方式的监测手腕中的动脉搏触诊率的可穿戴传感器；以及
[0018]图4示出了根据本公开实施方式的用于确定压力水平的流程图。
[0019]附图仅为了说明的目的描绘了本发明的各个实施方式。本领域技术人员通过下面的讨论可以容易认识到在不偏离在此所述的本发明的原理的情况下可以使用在此说明的结构和方法的替换实施方式。
【具体实施方式】
[0020]现在将详细地讨论说明本发明所有特征的本发明的一些实施方式。
[0021]措辞“包含”、“具有”、“含有”以及“包括”及其其他形式旨在具有相同的意义并且是开放式的，这是因为在这些措辞中的任一个之后的一个或多个物品并非意味着这种或这些物品的详尽的清单，或者意味着仅限于所列出的一个或多个物品。
[0022]还必须注意的是，如在本文中所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”以及“该(the)”包括复数引用，除非另有明确规定。虽然与在本文中描述的那些系统和方法相似或相同的任何系统和方法可用于实践或测试本发明的实施方式，但是现在描述优选的系统和方法。在以下描述中，为了进行解释和理解，已经参照了多个实施方式，这些实施方式的目的并非旨在用于限制本发明的范围。
[0023]为了理解本说明书，本发明的一个或多个元件被描述为模块。例如，模块可包括在包括逻辑门的硬件电路内的独立元件、半导体器件、集成电路或任何其他离散元件。该模块还可以是由任何硬件实体(例如，处理器)执行的任何软件程序的一部分。作为软件程序的模块的实施可包括由处理器或任何其他硬件实体执行的一组逻辑指令。
[0024]公开的实施方式仅为本发明的示范性实施方式，其可以以多种方式实施。
[0025]本发明的方法步骤可以由一个或多个计算机处理器执行，该计算机处理器执行实体包含在计算机可读介质上的程序，以通过基于输入进行操作以及生成输出而执行本发明的功能。例如，合适的处理器包括通用和专用微处理器。通常，处理器从存储器(诸如，只读存储器和/或随机存取存储器)接收(读取)指令和数据并且将指令和数据写入(存储)至存储器。例如，适用于表现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，诸如，半导体存储设备，包括EPROM，EEPROM，以及闪存设备;磁盘，诸如，内部硬盘和活动磁盘;磁光盘；以及光盘。上述中任一项可由特别设计的ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)补充或者并入于特别设计的ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)中。计算机通常还能够从诸如内部磁盘(未示出)或活动磁盘的非易失性计算机可读存储介质中接收(读取)程序和数据，并将程序和数据写入(存储)到诸如内部磁盘(未示出)或活动磁盘的非易失性计算机可读存储介质中。
[0026]在一个实施方式中，公开了一种用于实时确定人的压力水平的系统和方法。本发明可以用于捕获与人相关的生理数据。在一个实施方式中，可以通过使用附至人的手腕或脚踝或颈部或腰部的多个传感器来捕获生理数据。在一个方面中，为了测量动脉搏触诊率，传感器可以通过将手表或表带或纺织品用作袖带附在人的手腕上。系统进一步包括发送器、存储设备以及处理器。发送器将脉冲触诊信号流发送给处理器。处理器进一步包括预处理模块和决策支持系统模块。预处理模块预处理动脉搏触诊信号的流以提取多个生理参数。决策支持模块执行多个生理参数的统计模态分析并且基于统计模态分析确定人的压力水平。
[0027]根据本发明的实施方式，图1中示出了用于实时确定人的压力水平的系统102的网络实现100。在一个方面中，系统102获取与人相关的多个生理数据。在一个实施方式中，可以通过使用多个传感器104获取多个生理数据。在一个方面中，多个传感器104是多个非侵入式传感器104。多个传感器104附在人的手腕或脚踝或颈部或腰部或臀部上。例如，测量动脉搏触诊率或生物参数的手表或表带或纺织材料，诸如，袖带。在一个方面中，在预定超短或短时期内从多个传感器104获取动脉搏触诊率。系统102进一步预处理生理数据以便提取多个生理参数。在一个方面中，预处理可以包括对生理数据进行分析。系统102进一步基于对多个生理参数执行统计模态分析实时确定人的压力水平。
[0028]虽然考虑服务器(未示出)实现为计算系统来说明本主题，但可理解的是，服务器还可实现为各种计算系统，例如，膝上计算机、台式计算机、笔记本、工作站、大型计算机、月艮务器、网络服务器、平板电脑、移动电话等。在一个实施方式中，服务器可以在基于云的环境中实现。根据实施方式，可用车辆来实现系统102。此外，服务器可以跟踪系统102的活动，并且系统102通过网络100通信地耦接到服务器102。
[0029]在一个实施方式中，网络100可以是无线网络、有线网络或其组合。网络100可以实现为不同类型的网络之一，例如，内部网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网等。网络100可以是专用网络或共享网络。共享网络表示使用各种协议(例如，超文本传输协议(HTTP)、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、无线应用协议(WAP)等)来相互通信的不同类型的网络的联合。此外，网络100可以包括各种网络设备，包含路由器、桥接器、服务器、计算设备、存储设备等。
[0030]根据本发明的实施方式，在图2中示出用于确定人的压力的系统102。在一个实施方式中，系统102包括多个传感器104、发送器106、存储设备108或存储器108以及至少一个处理器110。系统102还包括输入/输出(I/O)界面112。处理器110可以实现为一个或多个微处理器、微计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路和/或基于操作指令操纵信号的任何设备。在其他功能之中，处理器110被配置为提取和执行存储在存储器108内的计算机可读指令。
[0031]I/O界面112可包括各种软件和硬件界面，例如，网页界面、图形用户界面等。I/O界面112可以允许系统102直接或通过多个客户端设备114与用户交互。此外，I/O界面112可使系统102与其他计算设备(例如，网页服务器和外部数据服务器(未显示))进行通信。I/O界面112可在各种网络和协议类型(包括有线网络(例如，LAN、电缆等)和无线网络(例如，WLAN、蜂窝或卫星))内促进多个通信。I/O界面112可包括一个或多个端口，用于使多个设备彼此连接或者与另一个服务器连接。
[0032]存储器108可包括在本领域中已知的任何计算机可读介质和计算机程序产品，例如，包括易失性存储器(例如，静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM))和/或非易失性存储器(例如，只读存储器(R0M)、可擦可编程R0M、闪存、硬盘、光盘以及磁带)。
[0033]处理器110进一步包括预处理模块116和决策支持系统(DSS)模块118。模块通常包括例行程序、程序、目标、元件、数据结构等，其执行特定任务或实现特定的抽象数据类型。预处理模块116和决策支持系统(DSS)模块118可以包括补充系统102的应用与功能的程序或者编码指令。本文中描述的模块116和118可以实现为可以在系统102的基于云的计算环境中执行的软件模块。在另一实施方式中，处理器110还可以包括执行系统102的各种其他功能的其他模块。
[0034]在一个实施方式中，公开了一种用于实时确定人的压力水平的系统和方法。本发明可以用于获取与人相关的生理数据。在一个实施方式中，可以通过使用多个传感器104获取生理数据。多个传感器104可以附至人的主要位置上，诸如，手腕或脚踝或颈部或腰或臀部，以感测动脉搏触诊率。例如，诸如袖带的手表或表带或纺织材料测量动脉搏触诊率或生物参数。在一个方面中，为了测量动脉搏触诊率，通过将手表或表带或纺织品用作袖带，夕卜部传感器可以附至人的手腕。一个或多个外部传感器的实例可以包括但不限于压电传感器或压阻传感器。可以理解的是外部传感器感测人的动脉搏触诊率，并且从而获取与人相关的生理数据。
[0035]根据实施方式，从人的颞动脉、面动脉、颈动脉、肱动脉、桡动脉、股动脉、胭动脉、胭腔动脉(popliteal tibial artery)以及足背动脉中的至少一个获取动脉搏触诊信号。
[0036]在另一实施方式中，本发明可以通过使用集成智能手机传感器获取生理数据。可以理解本发明可需要最小I分钟的动脉搏触诊率。在一种情形下，本发明可以获取生理数据(包括动脉搏触诊率)，并且将生理数据发送至在智能手机上具有决策支持系统(DSS)模块118或决策支持模块118的智能手机或外部设备。一旦发送了生理数据，智能手机可以接收生理数据，并且对生理数据执行统计模态分析以便确定压力水平。在一个方面中，当确定压力水平时，系统100可以显示或生成声音警报以提供分析结果来显示人的压力水平。系统102进一步包括显示设备120以显示压力水平。此外，DSS模块可以将生理数据上传至可以进行进一步心脏临床分析的中央服务器。
[0037]在一个方面中，DSS模块118能够从集成智能手机传感器接收与人有关的状态信息。状态信息可以包括但不限于站立、就坐、以及奔跑。在一个方面中，动脉搏触诊率可以与人的状态信息融合以提高状态信息的准确性。在一个方面中，位于主要位置附近的附加传感器可有助于确定脉搏波传播速度(PWV)。在一个方面中，系统102可以用超短时信号(SP，I分钟的动脉搏触诊率)检测相同区段的动脉或位置中的PWV。在一个方面中，除了现有的系统之外，PWV的确定可以帮助确定人的状态信息并且从而有助于提高人的压力水平的准确性。
[0038]又一个方面，DSS模块118可能够从集成智能手机传感器或智能腕表传感器接收环境温度信息。在一个方面中，动脉搏触诊率可以与温度信息融合以提高压力信息的准确性。
[0039]进一步地，DSS模块118被配置为分析所提取的生理参数以确定压力水平。在实施例中，从人获取脉冲信号。脉冲信号分析如下:在步骤I中，通过表面压电电极(未示出)获得mV信号的原始脉冲数据并且在手腕的三个不同的位置放大至电压信号X(n)。预处理原始信号，并且提取峰值至峰值(PP)间隔PP (X)。在步骤2中:例如，插入PP间隔PP (X)，并且提取特征参数F(x)。提取的所有注册用户的特征参数F(X)存储在数据库中。一旦确定了探测数据，可以执行步骤I和步骤2。此外，通过使用统计模型或分类或匹配技术，探测数据可以与包括特征参数F(X)的数据库匹配。在分类或匹配技术期间，在表中列出的一个或多个特征可以用于确定压力水平。
[0040]图3示出了根据本发明的实施方式的监测手腕中的动脉搏触诊率的可穿戴传感器122。在图3中示出了用于确定人的压力的可穿戴传感器122的分解图。附图示出了包括螺丝124、上盖126、下盖128以及能够装配在上盖126与下盖128之间的处理器110的可穿戴传感器 122。
[0041]如在图3中所示，独立传感器可以附至人的手腕以便确定压力水平。除监测动脉搏触诊率之外，可佩带的感测单元可以用于确定脉搏波传播速度(PWV)。
[0042]图4示出了根据本发明的实施方式的用于确定人的压力水平的流程图200。最初在步骤202中，使用多个传感器104感测至少一个动脉搏触诊信号的流。在实施例中，仅在预定义时间周期进行感测，对信号进行感测大约一分钟。在下一步骤中204，使用发送器106将所感测的脉搏触诊信号发送至处理器110。处理器110进一步包括多个模块，诸如，预处理模块116和决策支持系统(DSS)模块118。在步骤206中，使用预处理模块116预处理动脉搏触诊信号的流以提取多个生理参数。在下一步骤208中，使用DSS模块118对所提取的多个生理参数进行统计模态分析。DSS模块118可以存在于智能手机上或者可以存在于外部设备上。最后在步骤210中，使用多个生理参数的统计模态分析确定人的压力水平。
[0043]根据本发明的另一实施方式，系统102可以进一步为护理者/医生提供警告以防压力水平移至预定状态之外。应当理解的是，系统102可以进一步提供多个特征以减轻人的压力。
[0044]根据本发明的另一实施方式，系统102与车辆中的娱乐系统同步，并且脉搏触诊系统102被配置为测量驾驶车辆的驾驶员的压力水平。万一压力水平移至预定状态之外，那么系统102会中断或启动车辆的娱乐系统。可以通过这样的方式使娱乐系统个性化:一旦压力水平移至预定状态之外，那么可基于驾驶员的选择播放个性化的音乐播放列表，以便减小驾驶员的压力水平。在另一实例中，用户的移动电话也可以个性化。在又一实例中，移动游戏警报(mobile gaming alert)也可以个性化。
[0045]以上讨论的示例性实施方式可以提供某些优点。尽管不需要实践本公开的方面，但这些优点可以包括以下特征提供的那些优点。
[0046]—些实施方式通过在如附在他们的手腕或者脚踝或者人的颈部或者腰部处的传感器，在一个位置集成非侵入式的一个或多个外部传感器，允许系统和方法实时连续监测人的压力水平。
[0047]一些实施方式使得系统和方法协助人测量或警告压力水平，且不用在全身或者与人相关的区域群上安放笨重的电极。
[0048]—些实施方式使系统和方法通过获取I分钟持续时间的动脉搏触诊率，帮助人在短持续时间内确定压力水平。
[0049]—些实施方式使系统和方法能离线或者实时地确定压力水平，而不是通过使参与者经受压力试验或者执行放松运动诱导他们中的压力。
[0050]—些实施方式使系统和方法使用与人体相同的部分或位置的一个以上的电极系统确定系统的脉搏波传播速度(PWV)。
[0051]—些实施方式使系统和方法通过增大外部或内置大气或环境温度改善确定压力水平。
[0052]应当理解的是，装置和方法也可以用于估计人的其他参数，诸如心率等。还应当理解的是设备也可以使用基于Hrl Iasika的可佩带nadi传感器实现。
[0053]鉴于前述，将理解的是本发明提供使用从动脉捕获的触诊信号连续估计血压的方法与设备。还应当理解的是上述仅涉及本发明的示例性实施方式，并且在不偏离本发明的实质和范围的条件下，可以对其做出很多改变。
【主权项】
1.一种用于实时确定人的压力水平的方法，所述方法包括: 在预定义时间周期使用至少一个传感器感测至少一个动脉搏触诊信号的流； 通过发送器将所述动脉搏触诊信号的流发送至处理器； 通过所述处理器预处理所述动脉搏触诊信号的流以提取多个生理参数； 通过决策支持模块执行所述多个生理参数的统计模态分析;并且 使用所述多个生理参数的所述统计模态分析确定所述人的所述压力水平。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:由所述处理器将所述生理参数上传至中央服务器，用于执行心脏临床分析。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用输入界面提供用于所述统计分析的附加信息。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括为护理者提供压力水平移至预定状态之外的警告。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述人正在驾驶车辆。6.根据权利要求5的所述方法，进一步包括车辆音乐系统的个性化，以为所述人提供平缓的音乐来减轻所述人的所述压力水平。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括提供环境的周围温度。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义时间周期为一分钟。9.一种用于实时确定人的压力水平的系统，所述系统包括: 至少一个传感器，附至所述人，多个所述传感器被配置为在预定义时间周期内感测至少一个动脉搏触诊信号的流； 发送器，用于发送所述动脉搏触诊信号的流； 存储设备；以及 处理器，耦接至所述存储设备，所述处理器包括， 预处理模块，用于预处理所述动脉搏触诊信号的流以提取多个生理参数，以及决策支持模块，用于执行所述多个生理参数的统计模态分析，并且基于所述统计模态分析确定所述人的所述压力水平。10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括用于显示所述统计模态分析的结果的显示设备。11.根据权利要求9所述的系统，其中，多个所述传感器是压电传感器或压阻传感器或压电传感器阵列中的至少一个。12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述决策支持模块内置于用户的智能手机中。13.根据权利要求9所述的系统，其中，多个所述传感器附至所述人的手腕、脖子、臀部、腰部或脚踝中的至少一个。14.根据权利要求9所述的系统，其中从所述人的颞动脉、面动脉、颈动脉、肱动脉、桡动脉、股动脉、胭动脉、胭胫动脉以及足背动脉中的至少一个获取动脉搏触诊信号。15.根据权利要求9所述的系统，其中，多个所述传感器还包括用于感测所述动脉搏触诊信号的单个铅电极。16.根据权利要求9所述的系统，其中，所述预定义时间周期为一分钟。17.根据权利要求9所述的系统，进一步包括提供用于所述统计模态分析的附加信息的用户界面。18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述附加信息包括与奔跑、行走、就座或者站立中的至少一个有关的信息。
【文档编号】A61B5/18GK105997106SQ201610162762
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】斯里尼瓦桑·贾亚拉曼, 巴拉穆拉利达尔·普鲁绍撒曼
【申请人】塔塔顾问服务有限公司