[發明專利]一種基于三軸傳感器和心電傳感器的老人跌倒檢測方法及檢測系統

在審

• 申請號: 201710755632.2
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN108354610A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 顧林躍;張啟飛
• 申請（專利權）人: 浙江好絡維醫療技術有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/0402;A61B5/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

一種基于三軸傳感器和心電傳感器的老人跌倒檢測方法及檢測系統，所述的檢測方法包括：1）使用心電傳感器采集具有跌倒應激反應以及正常情況下日常行為活動的心電樣本數據；2）對樣本數據進行預處理；3）提取樣本的特征；4）用樣本的特征訓練分類器；5）實時采集三軸傳感器和心電傳感器的數據。

技術領域

本發明涉及醫療健康、信號處理、機器學習等領域，特別是涉及一種基于三軸傳感器和心電傳感器的老人跌倒檢測方法及檢測系統。

背景技術

據統計，我國于20世紀末進入老齡化社會，預計到2050年將進入深度老齡化階段，成為老齡化程度最嚴重的國家，這也將從多方面給我國社會帶來巨大的壓力和挑戰。在這種情況下，老年人的生活照料、出行等需求日益凸顯，其中體現在安全保健問題尤為突出，主要體現在一下兩點：第一，老年人身體機能退化，他們極易意外或因病(尤其是心腦血管疾病)跌倒。據國外統計，約有1/3的65歲老人每年至少跌倒一次，跌倒在老年人死亡原因中的比例高達25％，跌倒非常容易造成老人骨折、內臟震蕩；如果跌倒后得不到及時救助，會進一步提高致死率和致殘率；跌倒不僅給老年人造成生理上的傷害，還會帶來心理上的陰影；此外，當前社會老年人跌倒后無人敢攙扶、無人敢救，漸漸成為一種普遍的社會現象，在這種情況下，跌倒對老年人更是致命的；因此針對老年人對安全保證的迫切需求，利用電子信息技術解決此問題有著極大的社會價值。

現有的跌倒檢測方案大多只是利用加速度傳感器，有一定的局限性和誤報率，而且一旦加速度傳感器離開人身、如將加速度傳感器扔在桌子上、或人為的故意假跌倒操作等這些，僅僅利用加速度傳感器判斷是不夠的。另一方面，眾多研究表明，任何一種情緒狀態都可能伴隨幾種生理或心理特征的變化，由于這些變化受人的自主神經系統和內分泌系統支配，因此當個體在跌倒過程中，會出現心理情緒的變化，此時也會由自主神經系統控制，并反映到個體的心電信號上。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種能夠解決老人跌倒檢測準確率不高的問題的基于三軸傳感器和心電傳感器的老人跌倒檢測方法及檢測系統。

本發明的目的是通過如下技術方案來實現的：一種基于三軸傳感器和心電傳感器的老人跌倒檢測方法，該檢測方法包括以下步驟：

1)使用心電傳感器采集具有跌倒應激反應以及正常情況下日常行為活動的心電樣本數據；

2)對樣本數據進行預處理；

3)提取樣本的特征；

4)用樣本的特征訓練分類器；

5)實時采集三軸傳感器和心電傳感器的數據；

6)實時預處理并計算三軸傳感器的加速度變化速率以及峰值并判斷是否超過閾值，如果超過就下一步判斷，否則判定為未跌倒；

7)提取心電傳感器中緩存的前后各10秒的心電數據，經過預處理，提取特征，輸入到已訓練好的分類器，判斷是否具有跌倒狀態的心跳應激反應，如果存在判定為跌倒，否則未跌倒。

作為優選：所述的步驟1)中，所述心電傳感器采集數據的過程中，主要是采集具有跌倒應激反應狀態，包括向前傾倒、向后傾倒以及正常情況下日常行為活動狀態，包括如走、跑、坐、躺的心電樣本數據；

所述的步驟2)中，對樣本數據進行預處理，主要是使用常用的信號去噪方法進行去噪，去噪完成以后對樣本進行標注是否跌倒；

所述的步驟3)中，首先對心電信號數據進行R波定位，確定RR間期的數據點位，然后根據心電信號的RR間期序列的波形特點，提取若干個最能體現在心跳應激反應的RR間期序列的數學統計特征。