ITTO20101085A1 - DEVICE AND PROCEDURE FOR RECOGNIZING FALSE ALARMS IN A PERSONAL EMERGENCY SIGNALING DEVICE - Google Patents
DEVICE AND PROCEDURE FOR RECOGNIZING FALSE ALARMS IN A PERSONAL EMERGENCY SIGNALING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- ITTO20101085A1 ITTO20101085A1 IT001085A ITTO20101085A ITTO20101085A1 IT TO20101085 A1 ITTO20101085 A1 IT TO20101085A1 IT 001085 A IT001085 A IT 001085A IT TO20101085 A ITTO20101085 A IT TO20101085A IT TO20101085 A1 ITTO20101085 A1 IT TO20101085A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- acceleration
- representative
- module
- occurred
- fact
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
- G08B21/04—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to non-activity, e.g. of elderly persons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
- G08B21/04—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to non-activity, e.g. of elderly persons
- G08B21/0438—Sensor means for detecting
- G08B21/0446—Sensor means for detecting worn on the body to detect changes of posture, e.g. a fall, inclination, acceleration, gait
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Gerontology & Geriatric Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Physiology (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Description
"Dispositivo e procedimento per il riconoscimento di falsi allarmi in un apparecchio personale di segnalazione di emergenze†"Device and procedure for recognizing false alarms in a personal emergency signaling device⠀
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un dispositivo ed un procedimento per il riconoscimento di falsi allarmi in un apparecchio personale di segnalazione di emergenze per il rilevamento delle cadute. The present invention relates to a device and a method for recognizing false alarms in a personal emergency signaling device for detecting falls.
L'aspettativa di vita media à ̈ diventata sempre più elevata grazie ai progressi nel campo medico e a una generale migliore qualità della vita. Il conseguente invecchiamento della popolazione, particolarmente evidente nella società occidentale, produce a sua volta un'elevata richiesta di assistenza domiciliare per le persone anziane che vivono da sole. Le cadute sono uno dei fattori che maggiormente influenzano la salute fisica e psicologica della popolazione anziana, in quanto sono la principale causa dei ricoveri ospedalieri e delle morti legate a ferite. Si pensi, ad esempio, che negli Stati Uniti un adulto su tre, con riferimento alla categoria degli over-65, à ̈ soggetto a un evento di questo tipo nell'arco di un anno. Average life expectancy has become increasingly higher thanks to advances in the medical field and an overall better quality of life. The consequent aging of the population, particularly evident in Western society, in turn produces a high demand for home care for elderly people living alone. Falls are one of the factors that most influence the physical and psychological health of the elderly population, as they are the main cause of hospital admissions and deaths related to injuries. Consider, for example, that in the United States one in three adults, with reference to the over-65 category, is subject to an event of this type within a year.
Nel 2000 i costi diretti imputabili alle cadute sono stati pari a 19 miliardi di US$ ed à ̈ previsto che nel 2020 i costi diretti e indiretti supereranno i 54 miliardi di US$. Nel 2008, sempre negli Stati Uniti, oltre due milioni di persone hanno avuto necessità di recarsi in un pronto soccorso a causa di una caduta. Direct costs attributable to falls were US $ 19 billion in 2000 and direct and indirect costs are expected to exceed US $ 54 billion in 2020. In 2008, also in the United States, over two million people needed to go to an emergency room due to a fall.
L’effetto nocivo delle cadute e l’impatto negativo sui costi dei servizi sanitari hanno portato ad un grande interesse verso i sistemi di rilevamento automatico delle cadute. La presenza di un sistema automatico in grado di rilevare le cadute può migliorare l’assistenza delle persone anziane. The harmful effect of falls and the negative impact on the costs of health services have led to great interest in automatic fall detection systems. The presence of an automatic system capable of detecting falls can improve the care of the elderly.
Infatti, i sistemi non automatici, ovvero quelli basati sull'attivazione esplicita da parte dell'anziano, ad esempio tramite la pressione di un pulsante, non sono in generale soddisfacenti poiché l'anziano soggetto a caduta può essere vittima di una perdita di coscienza o può aver subito dei traumi tali da non essere in grado di richiedere soccorso. In fact, non-automatic systems, i.e. those based on explicit activation by the elderly, for example by pressing a button, are generally not satisfactory since the elderly subject to a fall may be the victim of a loss of consciousness. or he may have suffered such trauma that he is unable to seek help.
Gli approcci più promettenti sono quelli basati su dispositivi indossabili che monitorano i movimenti del paziente, riconoscono una caduta e segnalano un allarme. Pertanto, viene dato alle persone anziane che vivono da sole un apparecchio personale di segnalazione di emergenze (Personal Emergency Response System – PERS) in grado di avvertire automaticamente le strutture sanitarie in caso di caduta. The most promising approaches are those based on wearable devices that monitor the patient's movements, recognize a fall and report an alarm. Therefore, elderly people living alone are given a Personal Emergency Response System - PERS capable of automatically alerting health facilities in the event of a fall.
Molti dei dispositivi esistenti basano il loro funzionamento su dati di movimento (cinematici e informazioni di postura) registrati da accelerometri o giroscopi posizionati a contatto con il corpo del paziente. Many of the existing devices base their operation on movement data (kinematics and posture information) recorded by accelerometers or gyroscopes positioned in contact with the patient's body.
Una prima valutazione dei dati acquisiti può essere fatta dal dispositivo stesso il quale à ̈ provvisto di un’unità di elaborazione e calcolo, mentre per un’ulteriore elaborazione i dati raccolti vengono generalmente inviati ad una stazione remota tramite una comunicazione wireless. An initial evaluation of the acquired data can be made by the device itself which is equipped with a processing and calculation unit, while for further processing the collected data are generally sent to a remote station via wireless communication.
Tali dispositivi sono tuttavia soggetti al problema dei falsi allarmi, poiché alcune normali attività della vita quotidiana, quali alzarsi, sedersi, sdraiarsi, salire o scendere le scale, vengono talvolta erroneamente interpretate come cadute. However, these devices are subject to the problem of false alarms, since some normal activities of daily life, such as getting up, sitting down, lying down, climbing or descending stairs, are sometimes mistakenly interpreted as falls.
Per poter essere efficaci, infatti, tali dispositivi di rilevamento automatico devono offrire un elevato grado di accuratezza nel rilevare cadute reali. In particolare, devono avere una buona sensibilità (definita come rapporto tra il numero di cadute correttamente rilevate e le cadute che si sono veramente manifestate) e una buona specificità (capacità di filtrare i falsi allarmi, definita come rapporto tra azioni simili ad una caduta che vengono eliminate e il numero totale di azioni simili ad una caduta). In fact, in order to be effective, such automatic detection devices must offer a high degree of accuracy in detecting real falls. In particular, they must have a good sensitivity (defined as the ratio between the number of falls correctly detected and the falls that have actually occurred) and a good specificity (ability to filter false alarms, defined as the ratio between actions similar to a fall that are eliminated and the total number of actions similar to a fall).
Sono noti alcuni dispositivi di rilevamento automatico capaci di distinguere attività della vita quotidiana da cadute. Tali dispositivi si basano su due differenti soluzioni. There are some automatic detection devices capable of distinguishing activities of daily life from falls. These devices are based on two different solutions.
Nel primo caso, si utilizza una soglia cinematica fissa, in particolare un valore di accelerazione o di velocità angolare, per verificare se vi sia stata o meno una caduta. In tali sistemi, tuttavia, à ̈ difficile determinare il valore di soglia più corretto: se à ̈ troppo alto, alcune cadute reali possono essere interpretate come attività normali; se à ̈ troppo basso, vengono generati troppi falsi allarmi. In the first case, a fixed kinematic threshold is used, in particular an acceleration or angular velocity value, to verify whether or not there has been a fall. In such systems, however, it is difficult to determine the most correct threshold value: if it is too high, some real falls can be interpreted as normal activities; if it is too low, too many false alarms are generated.
Nel secondo caso, si combinano una soglia cinematica e informazioni di postura del paziente. In tali sistemi à ̈ necessario utilizzare dispositivi aggiuntivi per acquisire i dati di postura, che sono fastidiosi e scomodi per i pazienti. Inoltre, à ̈ necessario che i vari sensori comunichino tra loro per poter combinare le varie informazioni, e questo riduce notevolmente la durata delle batterie di alimentazione. In the second case, a kinematic threshold and patient posture information are combined. In such systems it is necessary to use additional devices to acquire posture data, which are annoying and uncomfortable for patients. Furthermore, it is necessary that the various sensors communicate with each other in order to combine the various information, and this considerably reduces the life of the supply batteries.
Scopo della presente invenzione à ̈ dunque quello di proporre un dispositivo ed un procedimento per il riconoscimento di falsi allarmi, in un apparecchio personale di segnalazione di emergenze, che abbiano un’elevata specificità , che siano di semplice realizzazione e che non necessitino di informazioni di postura del paziente. The purpose of the present invention is therefore to propose a device and a procedure for the recognition of false alarms, in a personal emergency signaling device, which have a high specificity, which are easy to manufacture and which do not require information. of the patient's posture.
Questo ed altri scopi vengono raggiunti con un dispositivo e un procedimento per il riconoscimento di falsi allarmi le cui caratteristiche sono definite nelle rivendicazioni 1 e 4. This and other purposes are achieved with a device and a method for recognizing false alarms, the characteristics of which are defined in claims 1 and 4.
Modi particolari di realizzazione formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto à ̈ da intendersi come parte integrale e integrante della presente descrizione. Particular manufacturing methods are the subject of the dependent claims, the content of which is to be understood as an integral and integral part of this description.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will appear from the following detailed description, carried out purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:
- la figura 1 Ã ̈ un disegno schematico di un apparecchio personale di segnalazione di emergenze provvisto di un dispositivo per il riconoscimento di falsi allarmi secondo la presente invenzione; - la figura 2 Ã ̈ un diagramma a blocchi di un procedimento per il riconoscimento di falsi allarmi secondo la presente invenzione; e - figure 1 is a schematic drawing of a personal emergency signaling device provided with a device for the recognition of false alarms according to the present invention; Figure 2 is a block diagram of a method for recognizing false alarms according to the present invention; And
- la figura 3 à ̈ un grafico dei valori della media delle variazioni di ampiezza dell'accelerazione per una pluralità di eventi. - figure 3 is a graph of the values of the average of the amplitude variations of the acceleration for a plurality of events.
In figura 1 con 1 Ã ̈ indicato un apparecchio personale di segnalazione di emergenze predisposto per essere indossato da un paziente. In particolare, esso viene posizionato intorno alla vita, ad esempio tramite una cintura. In figure 1, 1 indicates a personal emergency signaling device designed to be worn by a patient. In particular, it is placed around the waist, for example by means of a belt.
Tale dispositivo di emergenza portatile 1 comprende dei sensori di movimento 2, in particolare un accelerometro triassiale, atti ad essere posizionati a contatto con il corpo del paziente per rilevare dati di movimento di detto corpo. This portable emergency device 1 comprises movement sensors 2, in particular a triaxial accelerometer, adapted to be positioned in contact with the patient's body to detect movement data of said body.
L’accelerometro misura valori di accelerazione lineare su differenti assi x, y, z di un sistema cartesiano di riferimento, ma nel dispositivo secondo l’invenzione viene utilizzato solo il modulo del vettore accelerazione (e non, pertanto, le sue tre componenti lungo gli assi cartesiani) in quanto così non à ̈ necessario che l’apparecchio personale di segnalazione di emergenze 1 sia solidale con il corpo del paziente. In questo modo, eventuali cambiamenti dell’orientazione del dispositivo causati da spostamenti dell’apparecchio personale di segnalazione di emergenze 1 non influenzano il procedimento descritto in seguito. The accelerometer measures linear acceleration values on different x, y, z axes of a Cartesian reference system, but in the device according to the invention only the modulus of the acceleration vector is used (and not, therefore, its three components along the Cartesian axes) as it is not necessary for the personal emergency signaling device 1 to be integral with the patient's body. In this way, any changes in the orientation of the device caused by moving the personal emergency signaling device 1 do not affect the procedure described below.
Tutti i dati descritti nel seguito fanno riferimento a valori misurati dai sensori di movimento 2 considerando il corpo del paziente immerso nel campo di gravità terrestre. Pertanto, i sensori di movimento 2 misureranno, ad esempio, 1*g (dove g à ̈ l’accelerazione di gravità ) quando il corpo del paziente à ̈ fermo, 0 quando il corpo à ̈ in caduta libera, etc. All the data described below refer to values measured by the motion sensors 2 considering the patient's body immersed in the earth's gravity field. Therefore, the motion sensors 2 will measure, for example, 1 * g (where g is the acceleration of gravity) when the patient's body is stationary, 0 when the body is in free fall, etc.
I dati di movimento vengono inviati dai sensori di movimento 2 ad un’unità di elaborazione 3 che li acquisisce e poi prima calcola il modulo del vettore accelerazione e successivamente esegue una serie di verifiche iniziali, come descritto in seguito. The motion data are sent by the motion sensors 2 to a processing unit 3 which acquires them and then first calculates the magnitude of the acceleration vector and subsequently performs a series of initial checks, as described below.
L’unità di elaborazione 3 à ̈ collegata ad un dispositivo per il riconoscimento di falsi allarmi 4, il quale comprende almeno un modulo di decisione 6a, 6b, ..., 6N, predisposto per ricevere dall’unità di elaborazione 3 un segnale di informazione 8 rappresentativo dei dati di movimento (in particolare, i campioni del modulo dell’accelerazione acquisiti in un predeterminato intervallo di tempo, come specificato in seguito), elaborarlo come descritto in seguito e fornirlo ad un modulo di uscita 10 predisposto per produrre un segnale di uscita 12 indicativo del fatto che vi sia stato o meno un falso allarme. The processing unit 3 is connected to a device for the recognition of false alarms 4, which includes at least one decision module 6a, 6b, ..., 6N, designed to receive from the processing unit 3 a information signal 8 representative of the movement data (in particular, the samples of the acceleration module acquired in a predetermined time interval, as specified below), process it as described below and supply it to an output module 10 designed for producing an output signal 12 indicative of whether or not there has been a false alarm.
Nella forma di attuazione preferita descritta in seguito sono presenti due moduli di decisione 6a, 6b ma possono esserne aggiunti anche degli altri, genericamente indicati con 6N, predisposti per eseguire differenti elaborazioni dei dati di movimento in modo da aumentare la precisione di riconoscimento di falsi allarmi. In the preferred embodiment described below there are two decision modules 6a, 6b but others can also be added, generically indicated with 6N, designed to perform different processing of the movement data in order to increase the accuracy of false alarm recognition. .
I moduli di decisione 6a, 6b, ..., 6N sono predisposti per operare ciascuno in maniera autonoma e decidere se l’andamento del modulo del vettore accelerazione può essere interpretato come caratteristico di un'attività quotidiana o meno. The decision modules 6a, 6b, ..., 6N are designed to operate independently and decide whether the trend of the acceleration vector module can be interpreted as characteristic of a daily activity or not.
Nel caso in cui i dati di movimento siano interpretabili come attività quotidiane, il rispettivo modulo di decisione 6a, 6b, ..., 6N emette un segnale intermedio 14a, 14b, ..., 14N rappresentativo del fatto che si tratta di un falso allarme. Ad esempio, il modulo di decisione 6a, 6b, ..., 6N associa ad un flag un valore pari a TRUE nel caso di attività quotidiana (falso allarme) o pari a FALSE nel caso di probabile caduta. In the event that the movement data can be interpreted as daily activities, the respective decision module 6a, 6b, ..., 6N emits an intermediate signal 14a, 14b, ..., 14N representative of the fact that it is a fake alarm. For example, the decision module 6a, 6b, ..., 6N associates to a flag a value equal to TRUE in the case of daily activity (false alarm) or equal to FALSE in the case of a probable fall.
I segnali intermedi 14a, 14b, ..., 14N vengono inviati al modulo di uscita 10, il quale produce un segnale di uscita 12 che indica un falso allarme se almeno uno dei segnali intermedi 14a, 14b, ..., 14N indica che si à ̈ verificato un falso allarme. The intermediate signals 14a, 14b, ..., 14N are sent to the output module 10, which produces an output signal 12 which indicates a false alarm if at least one of the intermediate signals 14a, 14b, ..., 14N indicates that A false alarm has occurred.
L’unità di elaborazione 3 à ̈ inoltre collegata ad un modulo di riconoscimento emergenze 16 il quale à ̈ predisposto in modo di per sé noto per ricevere un segnale di avviso 17 indicativo del fatto che si à ̈ verificata una probabile caduta ed inviare ad un’interfaccia radio 20 di per sé nota un segnale di allarme 18 rappresentativo del fatto che si à ̈ verificata una caduta. Secondo la presente invenzione, il modulo di riconoscimento emergenze 16 à ̈ inoltre predisposto per ricevere il segnale di uscita 12 proveniente dal modulo di uscita 10 e per inviare il segnale di allarme 18 solo nel caso in cui il segnale di uscita 12 indichi che non si tratta di un falso allarme. Il modulo di riconoscimento emergenze 16, ricevuto il segnale di avviso 17 che indica una probabile caduta, verifica pertanto il valore del segnale di uscita 12 prima di inviare il segnale di allarme 18. L’interfaccia radio 20 a sua volta trasmette il segnale di allarme 18 ad una stazione remota in modo che possano essere attivati i soccorsi. The processing unit 3 is also connected to an emergency recognition module 16 which is set up in a per se known way to receive a warning signal 17 indicating that a probable fall has occurred and send an alarm signal 18 is known per se to a radio interface 20 which is representative of the fact that a fall has occurred. According to the present invention, the emergency recognition module 16 is also arranged to receive the output signal 12 coming from the output module 10 and to send the alarm signal 18 only if the output signal 12 indicates that no it is a false alarm. The emergency recognition module 16, having received the warning signal 17 indicating a probable fall, therefore checks the value of the output signal 12 before sending the alarm signal 18. The radio interface 20 in turn transmits the warning signal. alarm 18 to a remote station so that help can be activated.
Alternativamente, il modulo di riconoscimento emergenze 16 à ̈ integrato nell’unità di elaborazione 3, che riceve pertanto il segnale di uscita 12 e invia a sua volta il segnale di allarme 18. Alternatively, the emergency recognition module 16 is integrated in the processing unit 3, which therefore receives the output signal 12 and in turn sends the alarm signal 18.
Alternativamente, il dispositivo per il riconoscimento di falsi allarmi 4 e l’unità di elaborazione 3 sono integrati in un unico modulo di elaborazione, che può includere o meno il modulo di riconoscimento emergenze 16. Alternatively, the device for recognizing false alarms 4 and the processing unit 3 are integrated in a single processing module, which may or may not include the emergency recognition module 16.
Un procedimento di riconoscimento di emergenze di per sé noto comprende le fasi di rilevare dati di movimento rappresentativi del movimento del corpo di un paziente, identificare una probabile caduta e inviare un segnale di allarme rappresentativo del fatto che si à ̈ verificata una caduta. A known emergency recognition procedure comprises the steps of detecting motion data representative of a patient's body movement, identifying a probable fall and sending an alarm signal representative of the fact that a fall has occurred.
Secondo la presente invenzione, il procedimento di riconoscimento di emergenze sopra descritto viene migliorato aggiungendo una fase di riconoscimento di falsi allarmi in modo che il segnale di allarme venga inviato solo nel caso in cui non si sia verificato un falso allarme. According to the present invention, the above described emergency recognition process is improved by adding a false alarm recognition step so that the alarm signal is sent only if a false alarm has not occurred.
Nella figura 2 Ã ̈ illustrato un diagramma a blocchi del procedimento per il riconoscimento di falsi allarmi secondo la presente invenzione. Figure 2 illustrates a block diagram of the procedure for recognizing false alarms according to the present invention.
Come prima operazione 100 vengono acquisiti di dati di movimento rilevati dai sensori di movimento 2 e, al passo 102, vengono calcolati, sulla base di detti dati di movimento, campioni del modulo dell'accelerazione in un primo predeterminato intervallo di tempo t1. As a first operation 100 movement data detected by the movement sensors 2 are acquired and, in step 102, samples of the acceleration module in a first predetermined time interval t1 are calculated on the basis of said movement data.
Al passo 104 l’unità di elaborazione 3 verifica se un primo sottoinsieme predeterminato dei campioni del modulo dell'accelerazione supera una prima soglia predeterminata S1, ad esempio 3*g. Tale primo sottoinsieme verrà nel seguito indicato come il picco che ha superato la prima soglia S1. At step 104 the processing unit 3 checks whether a first predetermined subset of the samples of the acceleration modulus exceeds a first predetermined threshold S1, for example 3 * g. This first subset will be referred to below as the peak that exceeded the first threshold S1.
Al successivo passo 106 si verifica se il superamento della prima soglia S1à ̈ seguito da un secondo intervallo di tempo di durata predeterminata t2, ad esempio 1200ms, caratterizzato da un basso tasso di movimento, ovvero in cui il modulo dell’accelerazione à ̈ minore o uguale ad una seconda soglia predeterminata S2, ad esempio 2,8*g. Questo indica che l'attività si à ̈ conclusa. At the next step 106 it is verified whether the exceeding of the first threshold S1 is followed by a second time interval of predetermined duration t2, for example 1200ms, characterized by a low rate of movement, i.e. in which the acceleration modulus is smaller or equal to a second predetermined threshold S2, for example 2.8 * g. This indicates that the business has ended.
Le fasi sopra descritte sono note dai dispositivi di rilevamento automatico che si basano su una soglia cinematica fissa del tipo descritto nell’introduzione. The steps described above are known from automatic detection devices which are based on a fixed kinematic threshold of the type described in the introduction.
Nel caso in cui entrambe le condizioni siano soddisfatte, l’unità di elaborazione 3 invia ai moduli di decisione 6a e 6b il segnale di informazione 8 rappresentativo dei campioni del modulo del vettore accelerazione prelevati in un terzo predeterminato intervallo di tempo t3intorno al picco che ha superato la prima soglia S1, come specificato in seguito. Parallelamente, l’unità di elaborazione 3 invia al modulo di riconoscimento emergenze 16 il segnale di avviso 17. In the event that both conditions are satisfied, the processing unit 3 sends to the decision modules 6a and 6b the information signal 8 representative of the samples of the acceleration vector module taken in a third predetermined time interval t3 around the peak which has exceeded the first threshold S1, as specified below. At the same time, the processing unit 3 sends the warning signal 17 to the emergency recognition module 16.
Nel caso in cui almeno una delle due condizioni sopra citate non sia soddisfatta, il procedimento si interrompe fino alla successiva acquisizione di nuovi dati di movimento. If at least one of the two conditions mentioned above is not satisfied, the procedure is interrupted until the next acquisition of new movement data.
Al passo 108 il primo modulo di decisione 6a verifica se i dati di movimento possono essere ricondotti ad una di dette seguenti attività : sedersi/sdraiarsi velocemente su una superficie morbida/elastica o sedersi velocemente su una superficie dura. At step 108 the first decision module 6a checks whether the movement data can be traced back to one of the following activities: sit / lie down quickly on a soft / elastic surface or sit quickly on a hard surface.
Nel caso in cui il paziente monitorato si segga o si sdrai rapidamente su una superficie morbida quale un letto, un divano o una poltrona, l'andamento del modulo dell'accelerazione à ̈ caratterizzato da un picco seguito da una serie di oscillazioni smorzate, con variazioni meno brusche di quelle che si verificano nel caso di una caduta. Questo à ̈ dovuto al fatto che l’energia cinetica viene dissipata gradatamente dopo l’impatto. In the event that the monitored patient sits or lies down quickly on a soft surface such as a bed, sofa or chair, the pattern of the acceleration module is characterized by a peak followed by a series of damped oscillations, with less abrupt changes than those that occur in the event of a fall. This is due to the fact that the kinetic energy is gradually dissipated after the impact.
Quando il paziente invece si siede rapidamente su una superficie dura come una sedia, le variazioni del modulo dell’accelerazione possono essere rilevanti ma sono caratterizzate poi da una rapida stabilizzazione. On the other hand, when the patient sits quickly on a hard surface such as a chair, the variations in the acceleration module can be significant but are then characterized by rapid stabilization.
Una caduta, invece, à ̈ caratterizzata da un impatto violento su una superficie dura che causa un improvviso picco nel grafico che rappresenta l’andamento del modulo dell’accelerazione nel tempo. In generale, un tale grafico contiene una pluralità di picchi (sebbene non tutti maggiori della prima soglia S1sopra citata) poiché differenti parti del corpo toccano il suolo in differenti istanti di tempo oppure perché l’energia cinetica relativamente elevata causa una sorta di effetto †di ritorno†sul corpo o parti di esso. Il picco improvviso à ̈ caratterizzato da rapide variazioni del modulo dell’accelerazione tra un campione e il successivo. A fall, on the other hand, is characterized by a violent impact on a hard surface that causes a sudden peak in the graph that represents the trend of the acceleration module over time. In general, such a graph contains a plurality of peaks (although not all greater than the first threshold S1 mentioned above) because different parts of the body touch the ground at different instants of time or because the relatively high kinetic energy causes a sort of â € returnâ € effect on the body or parts of it. The sudden peak is characterized by rapid variations in the modulus of acceleration between one sample and the next.
Il passo 108 di verifica viene eseguito calcolando una media delle variazioni di ampiezza dell'accelerazione (Average Acceleration Magnitude Variation – AAMV) secondo la seguente espressione: Verification step 108 is performed by calculating an average of the acceleration amplitude variations (Average Acceleration Magnitude Variation - AAMV) according to the following expression:
acc acc acc acc
AAMV = ∑ i<1>− i AAMV = ∠‘i <1> − i
i∈ W numerodicampioni ∈ W i∈ W number of samples ∈ W
dove where is it
accirappresenta il campione i-esimo del vettore accelerazione, e W à ̈ il terzo intervallo di tempo t3sopra citato, ovvero l'intervallo di tempo che contiene il picco che ha superato la prima soglia S1e una pluralità di altri campioni precedenti e successivi a detto picco. Vantaggiosamente, W ha una durata che inizia 640ms prima del primo sottoinsieme di campioni del modulo dell’accelerazione che hanno superato la prima soglia S1e termina 540ms dopo. represents the i-th sample of the acceleration vector, and W is the third time interval t3 mentioned above, that is the time interval that contains the peak that has exceeded the first threshold S1 and a plurality of other samples preceding and following said peak . Advantageously, W has a duration that starts 640ms before the first subset of samples of the acceleration module that have exceeded the first threshold S1 and ends 540ms later.
Il valore di AAMV à ̈ direttamente proporzionale non solo a quanto velocemente cambia l’ampiezza dell’accelerazione ma anche al numero di picchi presenti nell’intervallo di tempo W. The value of AAMV is directly proportional not only to how quickly the amplitude of the acceleration changes but also to the number of peaks present in the time interval W.
In figura 3 à ̈ illustrato un grafico del valore di AAMV per una pluralità di eventi successivi in cui sono mostrate una serie di cadute reali (rappresentate con asterischi) e una serie di attività quotidiane (rappresentate con quadrati e triangoli), in cui i quadrati indicano le attività di sedersi/sdraiarsi su superfici morbide, mentre i triangoli indicano le attività di sedersi su superfici dure. Le linee A e B indicano i valori medi, rispettivamente, dei valori di AAMV per le cadute reali e per le attività quotidiane. Figure 3 shows a graph of the AAMV value for a plurality of subsequent events in which a series of real falls (represented with asterisks) and a series of daily activities (represented with squares and triangles) are shown, in which the squares indicate activities of sitting / lying on soft surfaces, while triangles indicate activities of sitting on hard surfaces. Lines A and B indicate the mean values, respectively, of the AAMV values for actual falls and for daily activities.
Il valore di AAMV, confrontato con un opportuno valore di riferimento, ad esempio 0.27*g, viene dunque usato per distinguere attività quotidiane dalle cadute, in quanto le cadute reali hanno un valore di AAMV maggiore del valore di riferimento, mentre le attività quotidiane hanno un valore di AAMV che à ̈ inferiore a detto valore di riferimento. The value of AAMV, compared with an appropriate reference value, for example 0.27 * g, is therefore used to distinguish daily activities from falls, since real falls have an AAMV value greater than the reference value, while daily activities have an AAMV value that is less than said reference value.
Se il valore di AAMV Ã ̈ inferiore al valore di riferimento il primo modulo di decisione 6a invia un segnale intermedio 14a in cui il flag viene posto pari a TRUE (falso allarme). If the AAMV value is lower than the reference value, the first decision module 6a sends an intermediate signal 14a in which the flag is set equal to TRUE (false alarm).
In una variante preferita dell’invenzione, il procedimento di riconoscimento di falsi allarmi comprende ulteriori fasi ora descritte. In a preferred variant of the invention, the false alarm recognition process comprises further steps now described.
Al passo 110 il secondo modulo di decisione 6b verifica se i dati di movimento possono essere ricondotti ad un'attività quale l'esecuzione di un salto o la corsa. At step 110 the second decision module 6b checks whether the movement data can be traced back to an activity such as performing a jump or running.
Un salto si compone di tre fasi: spinta, caduta libera e atterraggio. Al passo 110 il secondo modulo di decisione 6b riconosce un salto eseguendo le seguenti fasi: A jump consists of three phases: push, free fall and landing. At step 110 the second decision module 6b recognizes a jump by performing the following steps:
- verificare la presenza di almeno un picco del modulo dell’accelerazione associato alla fase di spinta, ovvero l’esistenza di un secondo sottoinsieme di campioni del modulo dell’accelerazione superiori ad una terza soglia predeterminata S3, ad esempio 1,5*g, precedente il picco che ha superato la prima soglia S1; - verify the presence of at least one peak of the acceleration modulus associated with the thrust phase, i.e. the existence of a second subset of samples of the acceleration modulus higher than a third predetermined threshold S3, for example 1.5 * g, preceding the peak that exceeded the first threshold S1;
- calcolare un istante di atterraggio, quale l'istante di tempo che si trova a un certo quarto intervallo di tempo predeterminato t4, ad esempio 80ms, prima del picco che ha superato la prima soglia S1; - calculating a landing instant, such as the instant of time which is at a certain fourth predetermined time interval t4, for example 80ms, before the peak which has exceeded the first threshold S1;
- calcolare un istante di fine spinta cercando a ritroso nella sequenza di campioni del modulo dell'accelerazione un valore maggiore o uguale ad una quarta soglia predeterminata S4, ad esempio 1*g, iniziando la ricerca da un quinto intervallo di tempo predeterminato t5, ad esempio 20ms, prima dell'istante di atterraggio; - calculate an instant of end of thrust by looking backwards in the sequence of samples of the acceleration module for a value greater than or equal to a fourth predetermined threshold S4, for example 1 * g, starting the search from a fifth predetermined time interval t5, for example 20ms, before the landing instant;
- calcolare un intervallo di caduta libera quale intervallo di tempo tra l’istante di atterraggio e l’istante di fine spinta; - calculate a free fall interval as the time interval between the instant of landing and the instant of end of thrust;
- calcolare un’ampiezza dell'accelerazione media di caduta libera quale media del modulo dell'accelerazione nell'intervallo di caduta libera. - calculate an amplitude of the average free fall acceleration as the average of the acceleration modulus in the free fall interval.
Se l'intervallo di caduta libera à ̈ maggiore di un sesto intervallo di tempo predeterminato t6, ad esempio pari a 100ms, e l'ampiezza dell'accelerazione media di caduta libera à ̈ minore di una quinta soglia predeterminata S5, ad esempio pari a 0,5*g, l'evento viene considerato un salto e il secondo modulo di decisione 6b invia un segnale intermedio 14b in cui il flag viene posto pari a TRUE (falso allarme). If the free fall interval is greater than a sixth predetermined time interval t6, for example equal to 100ms, and the amplitude of the average free fall acceleration is less than a predetermined fifth threshold S5, for example equal to 0.5 * g, the event is considered a jump and the second decision module 6b sends an intermediate signal 14b in which the flag is set equal to TRUE (false alarm).
Per quanto riguarda l’evento di una corsa, essendo questa assimilabile a una sequenza di salti, viene riconosciuta seguendo la stessa procedura. A questo punto, al passo 112 il modulo di uscita 10, ricevuti i segnali intermedi 14a, 14b provenienti dai moduli di decisione 6a e 6b (o solo il segnale intermedio 14a proveniente dal primo modulo di decisione 6a, nel caso in cui non vengano eseguite le fasi del passo 110) verifica se almeno uno di detti segnali intermedi 14a, 14b indica che à ̈ avvenuto un falso allarme e invia al modulo un segnale di uscita 12 corrispondente. As regards the event of a race, being this similar to a sequence of jumps, it is recognized following the same procedure. At this point, at step 112 the output module 10, received the intermediate signals 14a, 14b coming from the decision modules 6a and 6b (or only the intermediate signal 14a coming from the first decision module 6a, in case they are not executed the steps of step 110) verifies whether at least one of said intermediate signals 14a, 14b indicates that a false alarm has occurred and sends a corresponding output signal 12 to the module.
Il modulo di riconoscimento emergenze 16 invia pertanto il segnale di allarme 18 solo nel caso in cui non sia stato segnalato un falso allarme. The emergency recognition module 16 therefore sends the alarm signal 18 only if a false alarm has not been signaled.
Alternativamente, à ̈ possibile eseguire solo le fasi 100, 102, 104, 106 e 110 (e non, dunque, il passo 108); al passo 112 il modulo di uscita 10 riceve pertanto solo il segnale intermedio 14b proveniente dal secondo modulo di decisione 6b, verifica se tale segnale intermedio 14b indica che à ̈ avvenuto un falso allarme e invia al modulo un segnale di uscita 12 corrispondente. Alternatively, it is possible to carry out only steps 100, 102, 104, 106 and 110 (and not, therefore, step 108); at step 112 the output module 10 therefore receives only the intermediate signal 14b coming from the second decision module 6b, checks whether this intermediate signal 14b indicates that a false alarm has occurred and sends a corresponding output signal 12 to the module.
Riepilogando, l’apparecchio personale di segnalazione di emergenze campiona l'accelerazione con frequenza predeterminata, ad esempio 50Hz, e quando viene rilevata una possibile caduta, si analizza il segnale di uscita 12. Se il valore di tale segnale di uscita 12 indica che non si à ̈ verificato un falso allarme, l'evento viene comunicato ad una stazione base o a un cellulare usando l’interfaccia radio 20 associata all’apparecchio personale di segnalazione di emergenze. In summary, the personal emergency signaling device samples the acceleration with a predetermined frequency, for example 50Hz, and when a possible drop is detected, the output signal 12 is analyzed. If the value of this output signal 12 indicates that a false alarm has not occurred, the event is communicated to a base station or a mobile phone using the radio interface 20 associated with the personal emergency signaling device.
Naturalmente, fermo restando il principio dell’invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni. Naturally, without prejudice to the principle of the invention, the embodiments and construction details may be widely varied with respect to what has been described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined in the attached claims.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITTO2010A001085A IT1404040B1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | DEVICE AND PROCEDURE FOR THE RECOGNITION OF FALSE ALARMS IN A PERSONAL EMERGENCY REPORTING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITTO2010A001085A IT1404040B1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | DEVICE AND PROCEDURE FOR THE RECOGNITION OF FALSE ALARMS IN A PERSONAL EMERGENCY REPORTING DEVICE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITTO20101085A1 true ITTO20101085A1 (en) | 2012-07-01 |
| IT1404040B1 IT1404040B1 (en) | 2013-11-08 |
Family
ID=43737472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ITTO2010A001085A IT1404040B1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | DEVICE AND PROCEDURE FOR THE RECOGNITION OF FALSE ALARMS IN A PERSONAL EMERGENCY REPORTING DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT1404040B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201476B1 (en) * | 1998-05-06 | 2001-03-13 | Csem-Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique S.A. | Device for monitoring the activity of a person and/or detecting a fall, in particular with a view to providing help in the event of an incident hazardous to life or limb |
| US20010004234A1 (en) * | 1998-10-27 | 2001-06-21 | Petelenz Tomasz J. | Elderly fall monitoring method and device |
| US20060279426A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Commissariat A L'energie Atomique | Procedure and system for detecting a person's fall |
| EP1870037A1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-26 | Universita' degli studi di Bari | Apparatus and method of detecting falls and immobility |
| WO2009142975A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Medtronic, Inc. | Fall detection algorithm utilizing a three-axis accelerometer |
-
2010
- 2010-12-30 IT ITTO2010A001085A patent/IT1404040B1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201476B1 (en) * | 1998-05-06 | 2001-03-13 | Csem-Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique S.A. | Device for monitoring the activity of a person and/or detecting a fall, in particular with a view to providing help in the event of an incident hazardous to life or limb |
| US20010004234A1 (en) * | 1998-10-27 | 2001-06-21 | Petelenz Tomasz J. | Elderly fall monitoring method and device |
| US20060279426A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Commissariat A L'energie Atomique | Procedure and system for detecting a person's fall |
| EP1870037A1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-26 | Universita' degli studi di Bari | Apparatus and method of detecting falls and immobility |
| WO2009142975A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Medtronic, Inc. | Fall detection algorithm utilizing a three-axis accelerometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1404040B1 (en) | 2013-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205041401U (en) | Equipment is worn detection device and is had and wears guardianship device that detects function | |
| CN105118236B (en) | Paralysis falls to monitor and preventing mean and its processing method | |
| KR101196296B1 (en) | Emergency monitoring system based on newly developed fall detection algorithm | |
| Wang et al. | An enhanced fall detection system for elderly person monitoring using consumer home networks | |
| Chen et al. | Wearable sensors for reliable fall detection | |
| CN101950464B (en) | Method and system for fall detection and alarm | |
| WO2017049957A1 (en) | Intelligent falling detection and alarming apparatus and processing method thereof | |
| US7961109B2 (en) | Fall detecting apparatus and method, and emergency aid system and method using the same | |
| Luo et al. | A dynamic motion pattern analysis approach to fall detection | |
| EP3188569A1 (en) | Method for detecting fall-off of wearable device, and wearable device | |
| CN103886715B (en) | A kind of tumble detection method for human body | |
| CN202523178U (en) | Wearable human body tumble detection and alarm device | |
| US20070296571A1 (en) | Motion sensing in a wireless rf network | |
| CN103961109A (en) | Human body posture detection device based on acceleration signals and angular speed signals | |
| WO2003096892A1 (en) | Pulse abnormality monitor and pulse abnormality warning system | |
| Guo et al. | A threshold-based algorithm of fall detection using a wearable device with tri-axial accelerometer and gyroscope | |
| Zhong et al. | A real-time pre-impact fall detection and protection system | |
| CN204765650U (en) | Intelligence fetal movement monitoring devices | |
| CN105654666A (en) | Old people falling monitoring method based on MEMS sensor | |
| Shi et al. | Fall detection system based on inertial mems sensors: Analysis design and realization | |
| CN108041772A (en) | A kind of old man falls down detection Intelligent bracelet and old man falls down detection method | |
| Lin et al. | Wearable device for real-time monitoring of human falls | |
| KR20160123642A (en) | Method and device for detecting a fall | |
| Xie et al. | ART: Adaptive and real-time fall detection using COTS smart watch | |
| Wang et al. | Multimodal Sensor Fusion-Based Lightweight Pedestrian Wearable System for Continuous Health Monitoring and Location Tracking |