УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ОПОВЕЩЕНИЯ О СОСТОЯНИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Российский патент 2021 года по МПК G08B21/04 A61B5/00 

Изобретение относится к области технических средств мониторинга, контроля и оповещения о поведении и состоянии пользователя, а именно к устройствам контроля физиологических показателей состояния организма пользователя с функциями выдачи оповещений (сигналов тревоги), отображающих наличие изменений в состоянии пользователя и характеризующихся как срочные или несрочные с точки зрения необходимости (желательности) принятия каких-либо мер в отношении пользователя при обнаружении изменений в состоянии пользователя. Изобретение может быть использовано при решении задач профилактики и снижения производственного травматизма и профессиональной заболеваемости работников производственных предприятий, в частности, в процессе осуществления мониторинга и контроля состояния работников производственных предприятий в режиме реального времени при выполнении ими своих профессиональных обязанностей.

Известно мобильное (носимое) устройство, предназначенное для идентификации факта падения пользователя, описанное в заявке US 2019/0099114 Α1 МПК А61В5/11, А61В5/00, А61В5/0205, А51В5/024, А61В5/053, опубл. 04.04.2019, содержащее корпус, процессор, группу датчиков, предназначенную для оценки физиологического состояния пользователя и функционально связанную с процессором, датчик движения, модуль беспроводной связи и оперативную память, связанную с процессором и содержащую, в т.ч, набор команд (инструкций), исполняемых процессором. В процессе работы устройства постоянно осуществляется анализ данных, полученных от датчика движения, на предмет обнаружения уменьшения значения модуля ускорения в проекции на направление свободного падения по сравнению со значением модуля ускорения свободного падения в проекции на направление свободного падения до значения не ниже заданного первого порогового значения модуля ускорения, в случае, если значение модуля ускорения свободного падения в проекции на направление свободного падения ниже заданного первого порогового значения, инициируется таймер, после чего осуществляется анализ данных, полученных от датчика движения, на предмет изменения значения модуля ускорения в проекции на направление свободного падения не выше заданного второго порогового значения модуля ускорения в течение первого периода времени (соответствует состоянию падения пользователя), и осуществляется анализ данных, полученных от датчика движения, на предмет изменения значения модуля ускорения в проекции на направление свободного падения не выше заданного третьего порогового значения модуля ускорения в течение второго периода времени (соответствует состоянию подъема пользователя), после чего, в случае, если значение модуля ускорения в течение первого периода времени превышает заданное второе пороговое значение модуля ускорения, а значение модуля ускорения в течение второго периода времени не превышает заданное третье пороговое значение модуля ускорения, осуществляется инициирование модуля беспроводной связи, и, через него, тревожного оповещения. Поскольку пороговые значения модуля ускорения и периоды времени, как правило, не всегда могут учитывать особенности, связанные с конкретным местом крепления мобильного устройства на поверхности тела пользователя и особенности поведения конкретного пользователя, то время, необходимое для идентификации факта падения пользователя и выдачи сигнала тревожного оповещения, может быть очень длительным. Кроме того, это устройство не может быть использовано для идентификации состояния пользователя и контроля физиологических параметров состояния пользователя в случаях, когда изменения физиологических параметров состояния не сопровождаются падением пользователя.

Известна система, выполненная на основе носимого устройства и предназначенная для идентификации факта падения пользователя, описанная в патенте US 10198928 В1 МПК G08B21/04, А61В5/11, опубл. 05.02.2019, содержащая фильтр первичной обработки данных с первым буферным регистром, вторым буферным регистром, фильтром нижних частот, блоком выделения признаков и пороговым чувствительным элементом, акселерометр и передатчик, предназначенный для связи с носимым устройством. В фильтре первичной обработки данных по командам от устройства обработки данных осуществляются: прием исходных данных с акселерометра; синхронизация исходных данных, полученных с акселерометра (синхронизация данных, подразумевает, в т.ч. и отображение исходных данных на фиксированный набор множеств); получение базового набора данных из фиксированного набора множеств таким образом, чтобы базовый набор данных был бы использован для предварительной фильтрации; вычисление первого значения величины с учетом данных из базового набора данных; передача первого значения величины в фильтр нижних частот для генерации второго значения величины; вычисление значения рывка по отношению ко второму значению величины и третьему значению величины, причем третье значение величины является значением величины, поступившим в первый буферный элемент; передача значения рывка во второй буферный элемент; добавление второго значения величины в первый буферный элемент; передача значения рывка на пороговый чувствительный элемент в соответствии с состоянием блока выделения признаков; передача второго значения величины на передатчик, предназначенный для связи с носимым устройством в ответ на идентификацию пороговым чувствительным элементом значения рывка, соответствующего порогу чувствительности элемента, при этом значение порога чувствительности меньше предварительно вычисленного значения. Несмотря на то, что данные по рывку являются существенным дополнением к данным по ускорению с точки зрения идентификации факта падения пользователя и уменьшения времени, требуемого для идентификации этого факта, в этом устройстве время, необходимое для идентификации факта падения пользователя и выдачи сигнала тревожного оповещения, может быть достаточно длительным, что делает невозможным использование этого устройства в режиме реального времени. Это устройство также не может быть использовано для идентификации состояния пользователя и контроля физиологических параметров состояния пользователя в случаях, когда изменения физиологических параметров состояния не сопровождаются падением пользователя.

Известна система для идентификации артефактов движения, описанная в патенте на изобретение RU 2640006 С2, МПК А61В5/00, опубл. 25.12.2017 г., бюл. №36, содержащая: датчик, выполненный с возможностью измерения физиологического параметра пользователя и сконфигурированный с возможностью генерирования одного или более физиологических сигналов, указывающих на выявленный физиологический параметр; акселерометр; первый блок обработки физиологических сигналов, поступающих от датчика для измерения физиологического параметра; второй блок обработки сигналов ускорения, поступающих от акселерометра, для определения характеристик движения, причем обработка во втором блоке обработки сигналов выполняется параллельно и независимо от обработки в первом блоке обработки сигналов; блок маркировки измерений физиологического параметра временными соответствующими характеристиками перемещения, исходя из определенных характеристик перемещения. Однако в блоке маркировки измерений, последовательность выходных данных которого является кодирующей (управляющей) для блока выбраковки, формирующего управляющий сигнал для блока управления системой сигналов тревоги, генерирующего сигнал тревоги, не предусмотрена маркировка исходя из определенных характеристик физиологических сигналов, что позволяет использовать эту систему только для идентификации артефактов движения конкретного типа (главным образом, падения), и только при условии достоверности и достаточности данных, полученных в результате измерений физиологических параметров пользователя (подразумеваются, в основном фотоплетизмографические измерения в сочетании с пульсовой оксиметрией).

Известна система обнаружения падения, описанная в патенте ЕР 2147421 В1, МПК G08B21/04, А61В5/11, содержащая: модуль датчика, предназначенный для ношения пользователем, с целью сбора данных о движении его тела, например данных об ускорении; первый логический модуль оценки, предназначенный для выявления потенциального падения, основанного на воздействии, наблюдаемом в совокупности измеренных и вычисленных данных ускорения; второй логический модуль оценки, предназначенный для проверки факта того, что модуль датчика фактически используется пользователем во время события, идентифицированного как удар, с целью предотвращения срабатывания системы сигнализации в случае, если упал только модуль датчика. Второй логический модуль оценки может содержать средство обнаружения свободного падения для оценки данных ускорения по характеристикам, которые являются типичными для объекта со свободным падением, таких как время одного или более одного полных вращений, в течение которого величина значения ускорения относительно стабильна и мала. Несмотря на то, что данная система характеризуется повышенной устойчивостью к ложным срабатываниям, она не может быть использована для идентификации состояния пользователя и контроля физиологических параметров состояния пользователя в случаях, когда изменения физиологических параметров состояния не сопровождаются падением пользователя. Также эта система не гарантирует отсутствия или минимизации количества ложных срабатываний в случаях, когда они вызваны причинами иными, нежели падение датчика.

Известна система для мониторинга статуса пациента (устройство), описанная в заявке US 2019/110764 А1 МПК А61В5/00, А61В5/205, А61В5/145, G08B21/04, А61В5/024, G08B21/02, опубл. 18.04.2019 и содержащая группу терминальных устройств, включающую первое терминальное устройство и второе терминальное устройство, а также контроллер с функциями: приема данных, характеризующих показатели состояния пациента; сравнения принятых данных с предварительно определенными и внесенными в систему пороговыми значениями одного или более показателей состояния пациента; активации тревоги первого уровня первым терминальным устройством в случае выполнения первого критерия тревоги; активации тревоги второго уровня вторым терминальным устройством в случае выполнения второго критерия тревоги, отличного от первого критерия тревоги. При этом первое или второе терминальное устройство способны отображать статус пациента, а также состояние тревоги первого уровня и тревоги второго уровня, статус включает в себя имя пользователя, причину активации сигнала тревоги первого уровня или тревоги второго уровня, и сведения о лице, из осуществляющих уход за пациентом, которое будет принимать меры в ответ на сигнал тревоги первого уровня или сигнал тревоги второго уровня. Для каждого показателя состояния пациента определены диапазон уровня предосторожности (тревога первого уровня) и диапазон уровня тревоги (тревога второго уровня) относительно значения показателя состояния пациента. В случае, когда значение полученного показателя состояния пациента попадает в диапазон уровней предосторожности, происходит отправка уведомления и сведений о статусе пациента по адресу назначения первого уведомления, а в случае когда значение полученного показателя состояния пациента попадает в диапазон уровня предупреждения, происходит отправка уведомления и сведений о статусе пациента по адресу назначения второго уведомления, путем переключения адресатов уведомлений на основе сведений о статусе пациента можно обеспечить надлежащее реагирование на уведомление и быстрое принятие соответствующих мер. Такая система характеризуется ограниченными функциональными возможностями, имеет очень узкую область практического применения (использование в учреждениях больничного типа для мониторинга состояния здоровья пациентов, главным образом лежачих больных) и требует наличия специально обученного персонала на постоянном дежурстве. Кроме того, в системе не предусмотрено наличие датчиков, способных регистрировать характеристики движения пациента (перемещение, линейное ускорение и т.д.), например, в случае внезапного падения, и осуществлять передачу значений зарегистрированных характеристик движения на контроллер.

Известна система для генерирования сигналов тревоги со стороны пациента с использованием многоступенчатой схемы генерирования сигналов тревоги, описанная в патенте ЕР 2696746 В1 МПК А61В5/1455, G08B21/02, А61В5/00, G08B21/04, G06F19/00, опубл. 14.06.2017 бюл. №2017/24 и содержащая группу из одного или более процессоров, предназначенных для получения сведений о показателях физиологического состояния пациента и/или их значений; сравнения значений показателей физиологического состояния пациента и/или их оценок с группой значений уровней тревоги; выдачи сигнала тревоги в случае попадания полученного или оценочного значения отдельно взятого показателя физиологического состояния пациента в диапазон, соответствующий незапрещенным уровням сигнала тревоги; установления первого периода запрета для незапрещенных уровней сигнала тревоги после выдачи сигнала тревоги, при этом период запрета - это установленный период заданного значения, в пределах которого до его окончания действует запрет на инициирование сигнала тревоги на тех или иных уровнях; повторной выдачи сигнала тревоги при условии выполнения одного или более условий из группы условий повторного включения, включающих в себя первое условие повторного подключения, заключающееся в выполнении требований истечения заданного периода времени, отсутствия событий в заданный период времени, отличия конкретного отдельно взятого физиологического показателя и/или его значения, отличается на заданную величину по сравнению с ранее определенным физиологическим показателем и/или его значением в худшую сторону и включающих в себя второе условие повторного подключения, заключающееся в выполнении требований истечения заданного периода времени, наличия события в заданный период времени, выполнении условия повтора и выполнения требования для физиологического показателя и/или его значения использования при расчетах значения индекса жизненно важных функций, рассчитанного на основе значений физиологического параметра с использованием прогнозной модели стабильности физиологического состояния. Использование данной системы на практике основано на представлении о том, что любой сигнал тревоги после первого сигнала тревоги, вероятно, будет основан на сходных физиологических данных и, таким образом, не предоставляет никакой дополнительной информации врачу-клиницисту, который к тому времени либо уже планирует принять меры по лечению пациента, если он согласен с тревогой или сомневается в достоверности тревоги и позволяет устранить такой недостаток, как отсутствие дополнительных сигналов тревоги в случае, если состояние пациента ухудшается в течение периода подавления сигнала тревоги на этапе повторного включения, а также адаптироваться к динамике конкретного человека по времени является и использовать скорректированные прогностические модели на основе сведений о здоровой или исходной физиологической динамике конкретного пациента. Такая система также характеризуется ограниченными функциональными возможностями, имеет очень узкую область практического применения и требует наличия специально обученного персонала на постоянном дежурстве.

Известна система мониторинга пациента, описанная в патенте US 10311696 В2, МПК G08B21/04, опубл. 04.06.2019, содержащая группу датчиков, предназначенных для съема данных физиологических параметров от пациента, процессор, устройство определения местоположения персонала (врача), блок анализа событий на базе процессора с возможностью: получения сведений о тревожном событии первого уровня; получения сведений о тревожном событии второго уровня; определения факта того, входит ли тревожное событие второго уровня в группу событий, включающую тревожное событие первого уровня; получения сведений об одном или нескольких последующих тревожных событиях, при условии когда тревожное событие первого уровня (тревожное событие второго уровня) происходит сразу или в течение заданного временного интервала после завершения тревожного события второго уровня (тревожного события первого уровня) соответственно; определения, для каждого выявленного последующего тревожного события, является ли соответствующее последующее тревожное событие частью группы событий, включающую тревожное событие первого уровня; определения местоположения персонала (врача) и определения момента завершения группы событий на основании сведений о местоположении персонала (врача) и генерирования указателя группы событий, идентифицирующего группу событий. Функционирование такой системы может быть относительно эффективным только в том случае, если тревожные события второго уровня представляют собой исключительно сигналы нарушения функционирования технических средств, осуществляющих съем данных с пациента (сигнализирование о нарушениях в работе стационарных или мобильных устройств, связанных с пациентом), и только в случае, если пациент практически обездвиженный.

Известно устройство для мониторинга физиологических показателей с функцией контроля тревоги, описанное в патенте US 9398884 В2 МПК G08B23/00, А61В5/00, А61В5/1465, опубл. 26.07.2016, содержащее контроллер сигналов тревоги, сконфигурированный для изменения характера выдаваемого сигнала тревоги с сигнала тревоги первого уровня в соответствии с первым приоритетом до сигнала тревоги второго уровня в соответствии со вторым приоритетом, при этом, если удовлетворяется требование первого приоритета, выводится сигнал тревоги первого уровня, но если выполняется условие второго приоритета, то выводится сигнал тревоги второго уровня вместо сигнала тревоги первого уровня в соответствии с условием второго приоритета. Это устройство имеет крайне ограниченную сферу применения, главным образом в пульсоксиметрии и только для случая, когда сигналы тревоги первого уровня представляют собой информирование о превышении значений измеряемого физиологического показателя, а сигналы тревоги второго уровня представляют собой информирование о выходе за пределы референсных значений физиологического показателя или неисправность устройства.

Наиболее близким по технической сущности является устройство идентификации состояния пользователя, описанное в патенте на изобретение RU 2629795 С2 МПК G08B21/04, А61В5/11 и содержащее группу датчиков физиологических характеристик, группу датчиков определения положения, блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью, первый модуль обработки данных физиологических характеристик, связанный с группой датчиков физиологических характеристик, первый модуль обработки данных датчиков определения положения, связанный с группой датчиков определения положения, модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги с возможностью формирования сигнала тревоги как сигнала срочной тревоги или сигнала несрочной тревоги, приемопередающий блок и блок выдачи сигналов тревоги. В процессе работы устройства в случае идентификации факта изменения состояния пользователя (падения) осуществляется определение параметров (значений) физиологических характеристик пользователя, и, в случае, если одна или более физиологических характеристик имеют значение, выходящее за пределы определенного интервала значений, инициируется автоматическая выдача сигнала срочной тревоги. Сигнал срочной тревоги выдается до истечения периода аннулирования или до тех пор, пока хотя бы одна из физиологических характеристик имеет значение, выходящее за пределы определенного интервала значений. В случае, когда значения одной или нескольких физиологических характеристик не выходят за пределы заданных интервалов или с течением времени перестают выходить за пределы заданных интервалов, инициируется и выдается сигнал несрочной тревоги. Несмотря на то, что это устройство позволяет детектировать падение пользователя и идентифицировать сигнал тревоги как срочный или несрочный в случае присутствия или отсутствия отклонения значения хотя бы одной физиологической характеристики от нормы, использование данного устройства в случае, когда изменение положения пользователя не сопровождается одновременным падением или же отклонение от нормы значения одной или более физиологических характеристик не сопровождается одновременным падением, приводит к некорректной идентификации сигналов тревоги в качестве срочных или несрочных.

Техническим результатом является повышение достоверности отнесения выдаваемых устройством сигналов тревоги к срочным или несрочным в процессе их формирования в случае идентификации изменений состояния пользователя во время работы устройства. Технический результат достигается за счет того, что в устройстве контроля и оповещения о состоянии пользователя, содержащем группу датчиков физиологических характеристик; группу датчиков определения положения; блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью, включающий первый модуль обработки данных датчиков физиологических характеристик со входами, связанными с выходами группы датчиков физиологических характеристик и с выходом, связанным со входом схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, первый модуль обработки данных датчиков определения положения со входами, связанными с выходами группы датчиков определения положения и с выходом, связанным со входом схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; подмодуль формирования сигнала тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; блок выдачи сигнала тревоги со входами, связанными с выходами подмодуля формирования сигнала тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; приемопередающий блок; в блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью введены: второй модуль обработки данных датчиков физиологических характеристик со входами, связанными с выходами группы датчиков физиологических характеристик, с выходом, связанным с входом схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, и с дополнительными входами, связанными с выходами схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и выходами схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; второй модуль обработки данных датчиков определения положения со входами, связанным с выходами группы датчиков определения положения, с выходом, связанным с входом схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, и с дополнительными входами, связанными с выходами схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и выходами схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; модуль проверки и контроля функционирования датчиков, связанный через входы-выходы со входами-выходами группы датчиков физиологических характеристик и группы датчиков определения положения и связанный через входы-выходы со входами-выходами схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; в модуле оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги введена схема корректировки параметров оценки с выходами, связанными со входами схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и входами схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, а схема оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и схема оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги имеют выходы, связанные со входами схемы формирования сигналов несрочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и входами схемы формирования сигналов срочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, при этом схема формирования сигналов несрочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги имеет выход, связанный со входом схемы формирования сигналов срочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги.

Изобретение поясняется фигурами:

Фиг.1 - Изображение структурной схемы устройства в основном варианте;

Фиг. 2 - Изображение структурной схемы устройства в варианте с дополнительными датчиками;

Фиг. 3 - Изображение блок-схемы алгоритма работы устройства в основном варианте;

Фиг. 4 - Изображение блок-схемы алгоритма работы устройства в варианте с дополнительными датчиками;

Введены следующие обозначения:

БВСТ - блок выдачи сигнала тревоги;

БОДПМП - блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью;

ГрДопД - группа дополнительных датчиков;

ГрДП - группа датчиков определения положения;

ГрДФХ - группа датчиков физиологических характеристик;

МОДДП1 - первый модуль обработки данных датчиков положения;

МОДДП2 - второй модуль обработки данных датчиков положения;

МОДОП - модуль обработки данных дополнительных датчиков;

МОДФХ1 - первый модуль обработки данных физиологических характеристик;

МОДФХ2 - второй модуль обработки данных физиологических характеристик;

МОФСТ - модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги;

МПКФД - модуль проверки и контроля функционирования датчиков;

ПМФСТ - подмодуль формирования сигналов тревоги;

СКПО - схема коррекции параметров оценки;

СОДД - схема оценки сигналов дополнительных датчиков;

СОДП - схема оценки сигналов датчиков определения положения;

СОФХ - схема оценки сигналов датчиков физиологических характеристик;

СФНСТ - схема формирования сигнала несрочной тревоги;

СФССТ - схема формирования сигнала срочной тревоги;

В общем случае устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя показано на фиг.1 (изображена структурная схема устройства в основном варианте).

Группа датчиков физиологических характеристик ГрДФХ состоит из одного или нескольких датчиков, предназначенных для регистрации сигналов физиологических характеристик с поверхности тела пользователя (в частности, это могут быть датчики фотоплетизмографических сигналов, а также датчики электрокардиографических сигналов, датчики температуры поверхности тела или датчики артериального давления) и преобразования их форму, удобную для последующей передачи по проводному или беспроводному каналу передачи данных в блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП. Группа датчиков определения положения ГрДП состоит из одного или нескольких датчиков, предназначенных для регистрации сигналов, характеризующих изменение положения тела пользователя или отдельных частей тела пользователя (например, это могут быть датчики на основе трехосных акселерометров) и преобразования их форму, удобную для последующей передачи по проводному или беспроводному каналу передачи данных в БОДПМП. Номенклатура датчиков (количество, типы и т.д.) в составе ГрДФХ и ГрДП формируется разработчиком устройства исходя из предполагаемой конкретной области применения и используемых в ней методик определения состояния пользователя и его контроля либо самостоятельно, либо с учетом рекомендаций лиц, отвечающих за проведение мероприятий по мониторингу и контролю состояния пользователя при осуществлении профессиональной деятельности пользователем устройства и/или осуществляющих контроль состояния пользователя при осуществлении им профессиональной деятельности.

Блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП является основной частью устройства, в которой осуществляется прием сигналов от датчиков, входящих в ГрДФХ и ГрДП, их последующая обработка, анализ полученных результатов обработки на предмет соответствия заданным критериям выявления изменения состояния пользователя (критериям формирования сигнала тревоги), формирование сигналов тревоги и отнесение их к категории срочных или несрочных в соответствии с заданными критериями, передача сформированного сигнала тревоги в блок выдачи сигнала тревоги БВСТ. Процессорный модуль в составе БОДПМП (на фиг.1 не показан), на основе которого возможна реализация БОДПМП, может быть выполнен как в однопроцессорном варианте (на базе одноядерного процессора или многоядерного процессора в однокристальном варианте), так и в многопроцессорном (распределенном) варианте с общей кэш-памятью (на фиг.1 не показана) под управлением одной программы или операционной системы.

Физически кэш-память может быть реализована как в сосредоточенном, так и в распределенном вариантах. В состав БОДПМП также входит программный модуль (на фиг.1 не показан), содержащий полностью или частично встроенное программное обеспечение, предназначенное для формирования команд, управляющих работой отдельных модулей и схем БОДПМП и устройства в целом. Совокупность кодов программного обеспечения может быть написана как на языках машинного уровня, так и на языках высокого уровня, при этом программное обеспечение может иметь возможность удаленного или непосредственного (с физических носителей) обновления отдельных исполняемых фрагментов.

Модули обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ1, МОДФХ2 предназначены для первичной обработки сигналов от датчиков, входящих в ГрДФХ (усиление входных сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование), последующей обработки оцифрованных данных с целью выделения диагностически значимых показателей и последующей выдачи данных, характеризующих диагностически значимые показатели, в модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ. Модули обработки данных датчиков положения МОДДП1, МОДДП2 предназначены для первичной обработки сигналов от датчиков положения, входящих в ГрДП (усиление входных сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование), последующей обработки оцифрованных данных, являющихся результатом первичной обработки, с целью выделения значимых показателей, характеризующих изменение положения пользователя, и последующей выдачи данных, характеризующих значимые показатели, в модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ. Модули обработки данных датчиков положения МОДДП1, МОДДП2 и модули обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ1, МОДФХ2 могут быть реализованы как на базе процессора или группы процессоров процессорного модуля БОДПМП, так и на базе одного или нескольких специальных процессоров цифровой обработки сигналов, ориентированных на решение задач обработки сигналов от конкретного типа датчиков.

Модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ входит в состав блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП и предназначен для обработки данных, характеризующих значимые показатели и переданных в МОФСТ из МОДДП1, МОДДП2, МОДФХ1, МОДФХ2 с целью формирования сигнала тревоги в соответствии с заданными критериями формирования сигналов тревоги, отнесения формируемого сигнала тревоги в процессе формирования к категории срочных или несрочных в соответствии с заданными критериями формирования сигналов тревоги и отнесения окончательно сформированного сигнала тревоги к категории срочных или несрочных в соответствии с заданными критериями формирования сигналов тревоги, корректировки формируемого сигнала тревоги в процессе работы устройства и выдачи сформированного сигнала тревоги в блок выдачи сигналов тревоги БВСТ.

Схема оценки сигналов датчиков физиологических характеристик СОФХ предназначена для анализа поступивших в МОФСТ из МОДФХ1 и МОДФХ2 данных, характеризующих диагностически значимые показатели, на предмет выявления изменений в состоянии пользователя по физиологическим показателям в процессе осуществления деятельности, и, в случае выявления таковых, для передачи проанализированных данных, характеризующих диагностически значимые показатели и/или передачи результатов анализа этих данных в подмодуль формирования сигналов тревоги ПМФСТ, входящий в состав МОФСТ. Схема оценки сигналов датчиков определения положения СОДП предназначена для анализа поступивших в МОФСТ из МОДДП1 и МОДДП2 данных, характеризующих значимые показатели, на предмет выявления изменений в состоянии пользователя по показателям, характеризующим движение и изменения положения пользователя в процессе осуществления деятельности, и, в случае выявления таковых, для передачи проанализированных данных, характеризующих значимые показатели и/или передачи результатов анализа этих данных в подмодуль формирования сигналов тревоги ПМФСТ, входящий в состав МОФСТ. Схема коррекции параметров оценки СКПО предназначена для выдачи данных, позволяющих менять характер функциональных зависимостей, реализующих заданные критерии формирования сигналов тревоги. Схемы СОФХ, СОДП и СКПО могут быть реализованы как на базе процессора или группы процессоров процессорного модуля БОДПМП, так и на базе одной или нескольких специализированных микросхем.

Подмодуль формирования сигналов тревоги ПМФСТ входит в состав модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ и предназначен для формирования сигнала тревоги на основе результатов анализа данных, характеризующих значимые показатели, поступивших из модулей МОДФХ1, МОДФХ2, МОДДП1, МОДДП2 в процессе их поступления, отнесения формируемого сигнала тревоги в процессе формирования и отнесение окончательно сформированного сигнала тревоги к категории срочных или несрочных в соответствии с заданными критериями формирования сигналов тревоги, выдачи окончательно сформированного сигнала тревоги в блок выдачи сигналов тревоги БВСТ. В его состав входят схема формирования сигнала несрочной тревоги СФНСТ и схема формирования сигнала срочной тревоги СФССТ. В схеме формирования сигнала несрочной тревоги СФНСТ осуществляется формирование сигнала тревоги, отнесенного в соответствии с заданными критериями формирования сигналов тревоги к категории сигналов несрочной тревоги, осуществляется формирование предназначенного для выдачи в БВСТ окончательно сформированного сигнала несрочной тревоги в соответствии с заданными критериями формирования сигналов тревоги и осуществляетмя выдача окончательно сформированного сигнала несрочной тревоги в блок выдачи сигналов тревоги БВСТ. В схеме формирования сигнала срочной тревоги СФССТ осуществляется окончательное формирование сигнала тревоги, отнесенного в соответствии с заданными критериями формирования сигналов тревоги к категории сигналов срочной тревоги и осуществляется выдача окончательно сформированного сигнала срочной тревоги в блок выдачи сигналов тревоги БВСТ. Схемы СФНСТ и СФССТ могут быть реализованы как на базе процессора или группы процессоров процессорного модуля БОДПМП, так и на базе одной или нескольких специализированных микросхем.

Модуль проверки и контроля функционирования датчиков МПКФД функционирует в составе блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП и предназначен для проведения калибровки и тестовых проверок датчиков из групп датчиков ГрДФХ и ГрДП на предмет нарушения их функционирования и проведения тестирования аппаратного (аппаратно-программного) обеспечения БОДПМП на предмет физиологической достоверности получаемых данных и попадания значений получаемых данных в пределы допустимых пороговых значений или в пределы заданных ограничений в процессе работы устройства. МПКФД может быть реализован как на базе процессора или группы процессоров процессорного модуля БОДПМП, так и на базе специализированной микросхемы.

Блок выдачи сигналов тревоги БВСТ предназначен для выдачи окончательно сформированного сигнала срочной или несрочной тревоги в форме, реализация которой допустима аппаратными средствами БВСТ. Характер и форма представления выдаваемых сигналов тревоги (звуковой или светомузыкальный сигнал, сообщение по беспроводному каналу и т.д.), как и конструктивные особенности БВСТ определяются исходя из предполагаемой конкретной области применения и используемых в ней методик определения состояния пользователя и его контроля.

Устройство в целом может быть реализовано в компактном варианте на основе портативного изделия индивидуального пользования, являющегося мобильным электронным устройством на базе микропроцессоров (коммуникатор, смартфон, наручного браслет или какой-либо другой гаджет), при этом в качестве датчиков из группы датчиков определения положения ГрДП могут быть использованы входящие в состав изделия датчики, функциональные возможности которых позволяют определять изменение положения пользователя (например, датчики на основе акселерометров или гироскопов), блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП может быть выполнен в корпусе портативного изделия и может быть реализован на базе встроенного или дополнительного микропроцессора в составе изделия, а блок выдачи сигналов тревоги БВСТ может быть выполнен на базе штатных средств мобильного устройства. Также устройство может быть реализовано в других вариантах, например на базе ноутбука, персонального компьютера или подобного стационарного или переносного изделия, при этом и в качестве датчиков из группы датчиков определения положения ГрДП и в качестве датчиков из группы датчиков физиологических характеристик ГрДФХ могут быть использованы как закрепляемые на пользователе или одежде пользователя датчики с возможностью передачи данных по беспроводному каналу, так и закрепляемые на удалении от пользователя (например, на стенах или дверях при работе в производственном помещении) с возможностью передачи данных по беспроводному каналу или проводному каналу, при этом блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП может быть реализован на базе встроенного или дополнительного микропроцессора в изделии (ноутбуке, персональном компьютере и т.п.), на основе которого реализуется устройство, память может быть представлена группой элементов памяти, а блок выдачи сигналов тревоги БВСТ может быть выполнен как в компактном, так и распределенном варианте с возможностью беспроводной передачи данных между элементами.

Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя может быть выполнено в варианте с дополнительными датчиками (см. структурную схему устройства в варианте с дополнительными датчиками на фиг.2).

Группа дополнительных датчиков ГрДопД состоит из одного или нескольких датчиков, являющихся преобразователями величин, характеризующих состояние среды, окружающей пользователя, оказывающих или могущих оказать влияние на состояние пользователя в процессе осуществления мониторинга или контроля его состояния, в форму, удобную для последующей передачи по проводному или беспроводному каналу передачи данных в блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП. Это могут быть как датчики, характеризующие изменение физических характеристик окружающей среды (атмосферное давление, влажность, температура, электромагнитные свойства среды и т.п.), так и датчики, характеризующие изменение санитарно-гигиенических показателей окружающей среды (например, датчики регистрации допустимой или предельно допустимой концентрации тех или иных веществ, датчики пыли и т.п.). Номенклатура датчиков (количество, типы и т.д.) в составе ГрДопД формируется разработчиком устройства исходя из предполагаемой конкретной области применения и используемых в ней методик определения состояния пользователя и его контроля либо самостоятельно, либо с учетом рекомендаций лиц, отвечающих за проведение мероприятий по мониторингу и контролю состояния пользователя при осуществлении профессиональной деятельности пользователем устройства и/или осуществляющих контроль состояния пользователя при осуществлении им профессиональной деятельности.

В устройстве с дополнительными датчиками в блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП вводится модуль обработки данных дополнительных датчиков МОДОП, предназначенный для первичной обработки сигналов от дополнительных датчиков, входящих в ГрДопД (усиление входных сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование), последующей обработки оцифрованных данных с целью выделения значимых показателей, характеризующих воздействие окружающей среды на пользователя, и последующей выдачи данных, характеризующих значимые показатели, в модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ. Модуль обработки данных дополнительных датчиков МОДОП может быть реализован как на базе процессора или группы процессоров процессорного модуля БОДПМП, так и на базе одного или нескольких специальных процессоров цифровой обработки сигналов, ориентированных на решение задач обработки сигналов от конкретного типа датчиков. В устройстве с дополнительными датчиками в состав модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ вводится схема оценки сигналов дополнительных датчиков СОДД, предназначенная для анализа поступивших в МОФСТ из МОДОП данных, характеризующих значимые показатели, на предмет выявления характеристик окружающей среды или изменений в состоянии окружающей среды, которые оказывают или могут оказывать влияние на пользователя в процессе осуществления деятельности с точки зрения изменения состояния пользователя, и, в случае выявления таковых, для передачи проанализированных данных, характеризующих значимые показатели и/или результатов анализа этих данных, в подмодуль формирования сигналов тревоги ПМФСТ, входящий в состав МОФСТ. Схема СОДД может быть реализована как на базе процессора или группы процессоров процессорного модуля БОДПМП, так и на базе одной или нескольких специализированных микросхем.

Устройство с дополнительными датчиками может быть реализовано в компактном или ином варианте также, как и устройство без дополнительных датчиков. При этом в качестве датчиков из группы датчиков определения положения ГрДопД могут быть использованы как закрепляемые на пользователе или одежде пользователя датчики с возможностью передачи данных по беспроводному каналу, так и закрепляемые на удалении от пользователя (например, на стенах или дверях при работе в производственном помещении) датчики с возможностью передачи данных как по беспроводному каналу, так и по проводному каналу.

На фиг.3 изображена блок-схема алгоритма работы устройства.

На фиг.4 изображена блок-схема алгоритма работы устройства в варианте с дополнительными датчиками.

Перед началом работы устройства осуществляется подготовка устройства к работе, при этом, если устройство выполнено в компактном варианте на основе портативного изделия индивидуального пользования, являющегося мобильным электронным устройством, то оно может устанавливаться в рабочее положение посредством крепления на теле или одежде пользователя (например, с помощью ремешка, если оно является браслетом) либо каким-либо другим образом, так, чтобы в процессе осуществления деятельности у пользователя не возникало неудобств. Происходит настройка и установка датчиков физиологических характеристик, составляющих группу датчиков физиологических характеристик ГрДФХ и предназначенных для регистрации сигналов физиологических характеристик, на поверхности тела пользователя (например, это могут быть датчики фотоплетизмографических или электрокардиографических сигналов) или, в случае дистанционной регистрации сигнала отдельно взятых одной или нескольких физиологических характеристик (например, это могут быть тепловизионные датчики), в пределах территории или места нахождения пользователя в процессе осуществления мониторинга и контроля его состояния. Если исполнение устройства (например, на базе ноутбука) подразумевает установку датчиков определения положения, то происходит настройка и установка датчиков определения положения, составляющих группу датчиков положения ГрДП и предназначенных для регистрации характеристик изменения положения пользователя, на поверхности тела пользователя (например, это могут быть датчики на основе акселерометров) или, в случае дистанционной регистрации сигнала изменения положения (например, это могут быть датчики на основе лазерных измерителей скорости и дальности), в пределах территории или места нахождения пользователя в процессе осуществления мониторинга и контроля его состояния. В случае использования устройства в варианте с дополнительными датчиками, если исполнение устройства подразумевает установку дополнительных датчиков, то происходит установка и настройка дополнительных датчиков, составляющих группу дополнительных датчиков ГрДопД.

Далее, после начала работы, осуществляется первичная калибровка и настройка устройства, заключающаяся в проверке контроля и функционирования аппаратного и программного обеспечения блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП, проверке контроля и функционирования всех датчиков и устройства в целом и первичной настройке программного обеспечения. Первичная калибровка и настройка устройства осуществляется с помощью аппаратно-программного обеспечения модуля проверки и контроля функционирования датчиков МПКФД. Сеанс работы с конкретным отдельно взятым пользователем начинается только в том случае, если первичная калибровка устройства прошла успешно, в противном случае выясняют причины и принимают меры, направленные на устранение этих причин, и, если они не дают результата, прекращают работу устройства.

В процессе сеанса работы конкретного отдельно взятого пользователя устройства о датчиками из группы ГрДФХ существляется регистрация сигналов физиологических характеристик, датчиками из группы ГрДП осуществляется регистрация сигналов, характеризующих изменение положения тела пользователя или отдельных частей тела пользователя, и, если устройство используется в варианте с дополнительными датчиками, то датчиками из группы ГрДопД осуществляется регистрация величин, характеризующих состояние среды, окружающей пользователя и оказывающих или могущих оказать влияние на состояние пользователя в процессе осуществления мониторинга или контроля его состояния. После преобразования зарегистрированных величин величины в форму, удобную для последующей передачи по проводному (например, электрический ток или сигнал в оптическом диапазоне) или беспроводному каналу передачи данных (радиоволны, инфракрасное, оптическое или лазерное излучение) в блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП, осуществляется передача в БОДПМП.

Прием сигналов с выходов датчиков, входящих в состав ГрДФХ, осуществляется на входах модуля обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ1. Посредством аппаратных средств МОДФХ1 осуществляется усиление входных сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование и, при необходимости, другие преобразования, являющиеся первичной обработкой сигналов. Средствами аппаратного и программного обеспечения МОДФХ1 осуществляется обработка оцифрованных данных, характеризующих диагностически значимые показатели и являющихся результатом первичной обработки сигналов, после чего результаты обработки оцифрованных данных поступают с выхода модуля обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ1 на вход схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик СОФХ, входящей в модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП.

Прием сигналов с выходов датчиков, входящих в состав ГрДП, осуществляется на входах модуля обработки данных датчиков определения положения МОДДП1. Посредством аппаратных средств МОДДП1 осуществляется усиление входных сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование и, при необходимости, другие преобразования, являющиеся первичной обработкой сигналов. Средствами аппаратного и программного обеспечения МОДДП1 осуществляется обработка оцифрованных данных, характеризующих значимые показатели и являющихся результатом первичной обработки сигналов, после чего результаты обработки оцифрованных данных поступают с выхода модуля обработки данных датчиков определения положения МОДДП1 на вход схемы оценки сигналов датчиков определения положения СОДП, входящей в модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП. Обработка данных может производиться как на основе известных алгоритмов цифровой обработки сигналов, характеризующих изменение положения пользователя, так и на базе специально разработанных для решения конкретных задач алгоритмов цифровой обработки сигналов характеризующих изменение положения пользователя, при этом каждому типу датчиков соответствует свое аппаратное и программное обеспечение в составе МОД ДП1.

Также прием сигналов с выходов датчиков, входящих в состав ГрДФХ, может быть осуществлен на входе модуля обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ2, а посредством аппаратных средств МОДФХ2 может осуществляться усиление входных сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование и, при необходимости, другие преобразования, являющиеся первичной обработкой сигналов. Средствами аппаратного и программного обеспечения МОДФХ2 может осуществляться обработка оцифрованных данных, также характеризующих диагностически значимые показатели и являющихся результатом первичной обработки сигналов, после чего результаты обработки оцифрованных данных могут направляться в специальное хранилище данных (может быть связано с памятью БОДПМП). Обработка данных может производиться как на основе известных алгоритмов цифровой обработки сигналов физиологических характеристик, так и на базе специально разработанных для решения конкретных задач алгоритмов цифровой обработки сигналов физиологических характеристик, при этом каждому типу сигналов физиологических характеристик соответствует свое аппаратное и программное обеспечение в составе МОДФХ2.

Прием сигналов с выходов датчиков, входящих в состав ГрДП, также может осуществляться на входе модуля обработки данных датчиков определения положения МОДДП2. Посредством аппаратных средств МОДДП2 осуществляется усиление входных сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование и, при необходимости, другие преобразования, являющиеся первичной обработкой сигналов. Средствами аппаратного и программного обеспечения МОДДП2 может осуществляться обработка оцифрованных данных, также характеризующих значимые показатели и являющихся результатом первичной обработки сигналов, после чего результаты обработки оцифрованных данных могут направляться в специальное хранилище данных (может быть связано с памятью БОДПМП). Обработка данных может производиться как на основе известных алгоритмов цифровой обработки сигналов, характеризующих изменение положения пользователя, так и на базе специально разработанных для решения конкретных задач алгоритмов цифровой обработки сигналов характеризующих изменение положения пользователя, при этом каждому типу датчиков соответствует свое аппаратное и программное обеспечение в составе МОДДП2.

Совокупность конкретных показателей, характеризующих изменение физиологических характеристик здоровья пользователя в процессе осуществления деятельности и характеризующих изменение положения пользователя в процессе осуществления деятельности определяется, исходя из особенностей использования того или иного аппаратного и программно-алгоритмического обеспечения в составе устройства в предполагаемой конкретной области применения и исходя из используемых в ней методик определения состояния пользователя и его контроля и может быть определена разработчиком либо самостоятельно, либо с учетом рекомендаций лиц, отвечающих за проведение мероприятий по мониторингу и контролю состояния пользователя при осуществлении профессиональной деятельности пользователем устройства и/или осуществляющих контроль состояния пользователя при осуществлении им профессиональной деятельности. Также, исходя из особенностей использования того или иного аппаратного и программно-алгоритмического обеспечения в составе устройства в предполагаемой конкретной области применения и исходя из используемых в ней методик определения состояния пользователя и его контроля, совокупность показателей может быть разграничена на две группы показателей: первую группу показателей, включающую всю совокупность показателей, характеризующих изменение физиологических характеристик здоровья пользователя в процессе осуществления деятельности и характеризующих изменение положения пользователя в процессе осуществления деятельности и определяемую используемой методикой определения состояния пользователя и его контроля в предполагаемой или обозначенной конкретной области применения и ее аппаратно-программной реализацией в составе устройства; вторую группу показателей, включающую все наиболее жизненно важные и необходимые показатели из первой группы, а также те показатели из первой группы, обработка которых возможна в режиме реального времени или в соответствии с протоколом обработки данных исходя из возможностей аппаратно-программного обеспечения устройства, при этом оценка изменения состояния пользователя по второй группе показателей должна выявлять наличие изменений в состоянии пользователя и, в случае их выявления, классифицировать их как срочные или несрочные с точки зрения необходимости (желательности) принятия каких-либо мер в отношении пользователя при обнаружении изменений в состоянии пользователя в соответствии с заданными критериями. Первая группа показателей оцифровывается и анализируется с помощью аппаратного и программного обеспечения МОДФХ2 и МОДДП2, а вторая группа показателей оцифровывается и анализируется с помощью аппаратного и программного обеспечения МОДФХ1 и МОДДП1. Например, возможна схема реализации, в которой: в первом модуле обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ1 осуществляется первичная обработка сигналов физиологических характеристик с поверхности тела пользователя (реоплетизмографический или электрокардиографический сигнал) в реальном времени с последующей вторичной обработкой оцифрованных данных, являющихся результатом первичной обработки; во втором модуле обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ2 может осуществляться обработка оцифрованных данных как сигналов физиологических характеристик с поверхности тела пользователя, так и сигналов, являющимися первой производной и производными более высокого порядка по времени от сигналов физиологических характеристик с поверхности тела пользователя, с последующей вторичной обработкой оцифрованных данных, являющихся результатом первичной обработки; в первом модуле обработки данных датчиков определения положения МОДДП1 осуществляется первичная обработка сигналов, характеризующих перемещение пользователя, скорость движения пользователя (первая производная по времени) и ускорение пользователя (вторая производная по времени) в реальном времени с последующей вторичной обработкой оцифрованных данных, являющихся результатом первичной обработки; во втором модуле обработки данных датчиков определения положения МОДДП2 осуществляется обработка сигналов, характеризующих перемещение пользователя, скорость движения пользователя (первая производная по времени) и ускорение пользователя (вторая производная по времени), так и сигналов, характеризующих рывок (третья производная по времени) и скачок (четвертая производная по времени или первая производная от рывка) так и данных третьей и более высоких производных по времени от сигналов перемещения пользователя с последующей вторичной обработкой оцифрованных данных, являющихся результатом первичной обработки.

В случае, если в устройстве используются дополнительные датчики, прием сигналов с выходов датчиков, входящих в состав ГрДопД, осуществляется на входах модуля обработки данных дополнительных датчиков МОДОП. Посредством аппаратных средств МОДОП осуществляется усиление входных сигналов, фильтрация помех, аналого-цифровое преобразование и, при необходимости, другие преобразования, являющиеся первичной обработкой сигналов. Средствами аппаратного и программного обеспечения МОДОП осуществляется обработка оцифрованных данных, характеризующих значимые показатели и являющихся результатом первичной обработки сигналов, после чего результаты обработки оцифрованных данных поступают с выхода модуля обработки данных дополнительных датчиков МОДОП на вход схемы оценки сигналов дополнительных датчиков СОДД, входящей в модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью БОДПМП в случае, если реализуется вариант устройства с дополнительными датчиками. Обработка данных может производиться как на основе известных алгоритмов цифровой обработки сигналов, характеризующих изменение положения пользователя, так и на базе специально разработанных для решения конкретных задач алгоритмов цифровой обработки сигналов характеризующих изменение положения пользователя, при этом каждому типу датчиков соответствует свое аппаратное и программное обеспечение в составе МОДОП.

Одновременно в режиме реального времени или исходя из возможностей аппаратно-программного обеспечения устройства происходит следующее: в схеме оценки сигналов датчиков физиологических характеристик СОФХ происходит оценка данных, принятых из первого модуля обработки данных физиологических характеристик МОДФХ1 и характеризующих изменение физиологических характеристик здоровья пользователя в процессе осуществления деятельности; в схеме оценки данных датчиков определения положения СОДП происходит оценка данных, принятых из модуля обработки данных датчиков изменения положения МОДДП1 и характеризующих изменение положения пользователя в процессе осуществления деятельности; в случае использования дополнительных датчиков в схеме оценки сигналов дополнительных датчиков СОДД происходит оценка данных, принятых из модуля обработки данных дополнительных датчиков МОДОП и характеризующих состояние среды, окружающей пользователя, оказывающих или могущих оказать влияние на состояние пользователя в процессе осуществления мониторинга или контроля его состояния. Критерии оценки данных, используемые в схемах СОФХ, СОДП, и, если предусмотрено вариантом реализации устройства, СОДД, определяются исходя из предполагаемой конкретной области применения и используемых в ней методик определения состояния пользователя и его контроля с учетом конкретной аппаратно-программной реализации. Также, с учетом конкретной аппаратно-программной реализации и исходя из предполагаемой конкретной области применения и используемых в ней методик определения состояния пользователя и его контроля, в процессе работы может происходить корректировка параметров оценки на основании критериев оценки, используемых в схеме коррекции параметров оценки СКПО, входящей в модуль оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ. В этом случае корректирующие данные с выходов схемы СКПО поступают на соответствующие входы СОФХ, СОДП, и, если предусмотрено вариантом реализации устройства, СОДД. В схеме корректировки параметров оценки СКПО в модуле оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги МОФСТ могут использоваться критерии оценки на основе адаптивных зависимостей с переменными коэффициентами, для построения которых могут быть использованы данные о динамике предшествующего состояния пользователя, а также данные об особенностях динамики предшествующего или текущего состояния группы из одного или более одного других пользователей.

В случае, если в процессе работы устройства результаты при оценке принятых данных хотя бы в одной из схем СОФХ, СОДП, и, если предусмотрено вариантом реализации устройства, СОДД, идентифицируется состояние тревоги, то, при первичной идентификации такого состояния происходит обращение от схемы (схем) в которых идентифицировано состояние тревоги, к модулю проверки и контроля функционирования датчиков МПКФД по двунаправленным каналам передачи данных, связывающим входы-выходы МПКФД и входы-выходы схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик СОФХ, схемы оценки сигналов датчиков определения положения СОДП и, если предусмотрено вариантом реализации устройства, схемы оценки сигналов дополнительных датчиков СОДД. В свою очередь, МПКФД проводит проверку контроля и функционирования датчиков из групп ГрДФХ, ГрДП и, если предусмотрено вариантом реализации устройства, ГрДопД, посредством обмена данными по двунаправленным каналам обмена данными, связывающим входы-выходы МПКФД со входами-выходами группы датчиков физиологических характеристик ГрДФХ, группы датчиков определения положения ГрДП, и, если предусмотрено вариантом реализации устройства, группы дополнительных датчиков ГрДопД. Также при этом проводится тестирование аппаратного (аппаратно-программного) обеспечения БОДПМП на предмет физиологической достоверности получаемых данных и попадания значений получаемых данных в пределы допустимых пороговых значений или в пределы заданных ограничений в процессе работы устройства. Кроме этого, могут проводится специальные тестовые проверки (например, проверка случайного падения устройства в случае наступления возможного события при реализации устройства в мобильном варианте на базе смартфона или браслета). Обращения к модулю проверки и контроля функционирования датчиков МПКФД возможны и при последующих сообщениях о состоянии тревоги в соответствии с заданным алгоритмом. В случае, если в результате проверки контроля и функционирования датчиков и программного обеспечения выявлены нарушения, то сеанс работы конкретного пользователя завершается. В зависимости от характера нарушений (например, поломка датчиков и т.п.) возможно завершение работы устройства.

Если при оценке принятых данных хотя бы в одной из схем СОФХ, СОДП, и, если предусмотрено вариантом реализации устройства, СОДД, состояние тревоги рассматривается как состояние срочной тревоги, то результаты оценок данных поступают с выходов этих схем на связанные с ними входы схемы формирования сигналов срочной тревоги СФССТ подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги ПМФСТ.

Если при оценке принятых данных хотя бы в одной из схем СОФХ, СОДП, и, если предусмотрено вариантом реализации устройства, СОДД, состояние тревоги рассматривается как состояние несрочной тревоги, то результаты оценок данных поступают с выходов этих схем на связанные с ними входы схемы формирования сигналов несрочной тревоги СФНСТ подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги ПМФСТ. При этом происходит инициирование передачи результатов обработки данных с выхода модуля обработки данных датчиков положения МОДДП2 на вход схемы СОДП и инициирование передачи результатов обработки данных с выхода модуля обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ2 на вход схемы СОФХ. Инициирование передачи результатов обработки данных с выхода модуля обработки данных датчиков положения МОДДП2 на вход схемы СОДП осуществляется путем передачи кодирующих последовательностей данных с одного или более выходов, связанных с дополнительными входами МОДДП2 из группы выходов: выход СОФХ, выход СОДП, выход СОДД (если используются дополнительные датчики) на связанные с ними дополнительные входы МОДДП2. Инициирование передачи результатов обработки данных с выхода модуля обработки данных датчиков физиологических характеристик МОДФХ2 на вход схемы СОФХ осуществляется путем передачи кодирующих последовательностей данных с одного или более выходов, связанных с дополнительными входами МОДФХ2 из группы выходов: выход СОФХ, выход СОДП, выход СОДД (если используются дополнительные датчики) на связанные с ними дополнительные входы МОДФХ2. Аппаратное и программно-алгоритмическое обеспечение схем СОФХ и СОДП устройства выполнено таким образом, чтобы оценка принятых данных в схемах СОФХ, СОДП осуществлялась бы с учетом данных не только МОДФХ1, МОДДП1, но и МОДФХ2, МОДДП2.

Формирование сигнала несрочной тревоги происходит в схеме формирования сигналов несрочной тревоги СФНСТ подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги ПМФСТ с использованием результатов оценок данных, поступающих на входы схемы формирования сигналов несрочной тревоги СФНСТ в соответствии с заданными алгоритмами (например, это могут быть обобщенные алгоритмы Байесовского типа, в которых сигнал несрочной тревоги формируется путем присвоения коэффициентов результатам оценки данных, принятым в СФНСТ, с последующим формированием сигнала несрочной тревоги посредством применения группы логических операций над совокупностью присвоенных коэффициентов и совокупностью результатов оценки данных). Если в процессе формирования формируемый тревожный сигнал начинает соответствовать критериям, в соответствии с которыми он должен быть отнесен к сигналам срочной тревоги, то данные передаются с выхода СФНСТ на вход СФССТ. После того, как сигнал несрочной тревоги сформировался, он поступает с выхода схемы формирования сигналов несрочной тревоги СФНСТ на связанный с ним вход блока выдачи сигнала тревоги БВСТ.

Формирование сигнала срочной тревоги происходит в схеме формирования сигналов срочной тревоги СФССТ подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги ПМФСТ на основании сведений о том, что в процессе работы устройства появились результаты оценок данных, оценивающих состояние тревоги как состояние срочной тревоги. После того, как сигнал срочной тревоги сформировался, он поступает с выхода схемы формирования сигналов срочной тревоги СФССТ на связанный с ним вход блока выдачи сигнала тревоги БВСТ.

Сформированный сигнал тревоги, поступивший в блок выдачи сигнала тревоги БВСТ, преобразуется в форму, в которой он будет выдаваться с выходов конечным адресатам. Характер и форма представления выдаваемых сигналов тревоги (звуковой или светомузыкальный сигнал, сообщение по беспроводному каналу и т.д.), как и конструктивные особенности БВСТ определяются исходя из предполагаемой конкретной области применения и используемых в ней методик определения состояния пользователя и его контроля. Возможны различные варианты комбинаций типов выдаваемого сигнала тревоги (например, в случае реализации устройства на базе персонального компьютера первоначально формируется сигнал тревоги в виде SMS-сообщения и приходит к лицу, осуществляющему контроль за состояния пользователя при осуществлении им профессиональной деятельности, которое, в свою очередь, инициирует выдачу звукового сигнала тревоги). В зависимости от ситуации и состояния пользователя может быть принято решение о продолжении сеанса работы или завершении сеанса работы отдельно взятого пользователя, причем после завершения сеанса работы отдельно взятого пользователя возможно как начало нового сеанса работы, так и завершение работы.

Изобретение относится к информационным технологиям, а именно к устройствам контроля физиологических показателей состояния организма пользователя с функциями выдачи оповещений. Техническим результат направлен на повышение точности отнесения выдаваемых устройством сигналов тревоги к срочным или несрочным в процессе их формирования. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя содержит группу датчиков физиологических характеристик; группу датчиков определения положения; блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью, включающий первый модуль обработки данных датчиков физиологических характеристик со входами, связанными с выходами группы датчиков физиологических характеристик и с выходом, связанным со входом схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, первый модуль обработки данных датчиков определения положения со входами, связанными с выходами группы датчиков определения положения и с выходом, связанным со входом схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя, содержащее группу датчиков физиологических характеристик; группу датчиков определения положения; блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью, включающий первый модуль обработки данных датчиков физиологических характеристик со входами, связанными с выходами группы датчиков физиологических характеристик и с выходом, связанным со входом схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, первый модуль обработки данных датчиков определения положения со входами, связанными с выходами группы датчиков определения положения и с выходом, связанным со входом схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; подмодуль формирования сигнала тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; блок выдачи сигнала тревоги со входами, связанными с выходами подмодуля формирования сигнала тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; приемопередатчик, отличающееся тем, что в блок обработки данных на базе процессорного модуля с памятью введены: второй модуль обработки данных датчиков физиологических характеристик со входами, связанными с выходами группы датчиков физиологических характеристик, с выходом, связанным с входом схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, и с дополнительными входами, связанными с выходами схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и выходами схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; второй модуль обработки данных датчиков определения положения со входами, связанными с выходами группы датчиков определения положения, с выходом, связанным с входом схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, и с дополнительными входами, связанными с выходами схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и выходами схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; модуль проверки и контроля функционирования датчиков, связанный через входы-выходы со входами-выходами группы датчиков физиологических характеристик и группы датчиков определения положения и связанный через входы-выходы со входами-выходами схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги; в модуле оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги введена схема корректировки параметров оценки с выходами, связанными со входами схемы оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и входами схемы оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, а схема оценки сигналов датчиков физиологических характеристик модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и схема оценки сигналов датчиков определения положения модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги связаны друг с другом через синхронизационные входы-выходы и имеют выходы, связанные со входами схемы формирования сигналов несрочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и входами схемы формирования сигналов срочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, при этом схема формирования сигналов несрочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги имеет выход, связанный со входом схемы формирования сигналов срочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги.

2. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя по п. 1, отличающееся тем, что в состав устройства входит группа дополнительных датчиков, в состав блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью включен модуль обработки сигналов дополнительных датчиков со входами, связанными с выходами группы дополнительных датчиков и с выходом, связанным со входом схемы оценки сигналов дополнительных датчиков, введенной в состав модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью, при этом второй модуль обработки данных датчиков физиологических характеристик блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью и второй модуль обработки данных датчиков определения положения блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью содержат дополнительные входы, связанные с выходами схемы оценки сигналов дополнительных датчиков модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, модуль проверки и контроля функционирования датчиков блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью дополнительно связан через входы-выходы со входами-выходами группы дополнительных датчиков и через входы-выходы со входами-выходами схемы оценки сигналов дополнительных датчиков модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги блока обработки данных на базе процессорного модуля с памятью, схема корректировки параметров оценки в модуле оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги содержит дополнительный выход, связанный с соответствующим входом схемы оценки сигналов дополнительных датчиков модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги, схема оценки сигналов дополнительных датчиков модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги имеет выходы, связанные со входами схемы формирования сигналов несрочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги и входами схемы формирования сигналов срочной тревоги подмодуля формирования сигналов тревоги модуля оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги.

3. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя по п. 1, отличающееся тем, что конструктивно оно выполнено в мобильном варианте.

4. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя по п. 3, отличающееся тем, что конструктивно оно выполнено в виде браслета.

5. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя по п. 1, отличающееся тем, что группа датчиков физиологических характеристик включает в себя не менее одного фотоплетизмографического датчика и не менее одного датчика из группы: датчик электрокардиографических сигналов, датчик температуры, датчик артериального давления.

6. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя по п. 1, отличающееся тем, что схема корректировки параметров оценки в модуле оценки уровня тревоги и формирования сигнала тревоги использует критерии оценки на основе адаптивных зависимостей с переменными коэффициентами.

7. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя по п. 6, отличающееся тем, что для построения адаптивных зависимостей используются данные о динамике предшествующего состояния пользователя.

8. Устройство контроля и оповещения о состоянии пользователя по п. 6, отличающееся тем, что для построения адаптивных зависимостей используются данные об особенностях динамики предшествующего или текущего состояния группы из одного или более одного других пользователей.