RU2699929C1 - Способ измерения уровня стресса - Google Patents

Способ измерения уровня стресса Download PDF

Info

Publication number
RU2699929C1
RU2699929C1 RU2018144920A RU2018144920A RU2699929C1 RU 2699929 C1 RU2699929 C1 RU 2699929C1 RU 2018144920 A RU2018144920 A RU 2018144920A RU 2018144920 A RU2018144920 A RU 2018144920A RU 2699929 C1 RU2699929 C1 RU 2699929C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
intensity
stress
image
level
capacitive sensor
Prior art date
Application number
RU2018144920A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Игоревич Ростковский
Александр Юрьевич Щербаков
Иннокентий Дмитриевич Ростковский
Original Assignee
Дмитрий Игоревич Ростковский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Игоревич Ростковский filed Critical Дмитрий Игоревич Ростковский
Priority to RU2018144920A priority Critical patent/RU2699929C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2699929C1 publication Critical patent/RU2699929C1/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording 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, mobility of a limb
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/24—Aligning, centring, orientation detection or correction of the image

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области физики и может быть использовано в физиологии и медицине для определения психофизического состояния человека на основании измерения активности работы потовых желез на подушечке пальца, в частности к измерению уровня стресса. При калибровке устройства для измерения уровня стресса смоченную подушечку пальца прижимают к емкостному сенсору с тензодатчиком и определяют максимальную интенсивность пикселей. Протирают подушечку пальца и емкостной сенсор. Прижимают подушечку пальца к емкостному сенсору с тензодатчиком. Измеряют силу прижатия с помощью тензодатчика. Снимают изображение отпечатка пальца с емкостного сенсора при достижении силы прижатия 0,25-0,35 кгс. Передают изображение на блок управления для выделения участка изображения для анализа в виде круга, квадрата или овала. Выделяют пиксели, интенсивность которых не превышает 5% от максимального значения интенсивности участка изображения для анализа, и исключают их из дальнейшего анализа. Выделяют связанные области, в которых интенсивность соседних пикселей отличается от максимально возможной интенсивности пикселей не более чем на 15%. Вычисляют общую площадь связанных областей Sc.o. в отношении к площади анализируемого участка S. Обрабатывают данные с тензодатчика для определения тремора в момент измерения. Определяют уровень стресса на основе рассчитанных значений. Обеспечивается простота и оперативность получения результатов с повышением точности показаний, а также ранжирование результатов по степени интенсивности психологического возбуждения, стресса. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к области физики и может быть использовано в физиологии и медицине для определения психофизического состояния человека на основании измерения активности работы потовых желез на подушечке пальца, в частности к измерению уровня стресса.
Человек в современном мегаполисе практически постоянно находится в состоянии стресса, что крайне негативно сказывается на его физиологии и приводит ко многим заболеваниям. В то же время известна реакция потовых желез на стресс. Потоотделение является составной частью реакции организма на повышение температуры и другие, внешние и внутренние, включая психологические, факторы и раздражители. Каждая потовая железа имеет мышечные и нервные волокна, обеспечивающие ее работу и контролирующие активность. Работа и активность потовой железы управляется нервной и эндокринной системами. Определенная зона гипоталамуса контролирует температуру тела, регулируя потоотделение. Этот центр реагирует не только на изменение температуры, но и на физическую и эмоциональную активность человека. Таким образом, потоотделение вызывается не только повышением температуры тела, но и другими факторами, среди которых эмоциональное состояние играет главную роль. Потовые железы на кистях рук и ступнях в основном реагируют на эмоциональные стимулы. Есть определенный центр в гипоталамусе, который управляет этими железами. Считается, что этот центр, отличный от центров, регулирующих потоотделение на других частях тела, управляется корой головного мозга и не реагирует на изменения температуры. Эмоциональное напряжение, стресс, практически мгновенно изменяет характер работы потовых желез особенно на ступнях, ладонях и подмышках, приводя к повышенному потоотделению. Неконтролируемое потоотделение является симптомом беспокойства, напряжения, эмоциональной перегрузки, страха. Большинство городских жителей знают, что такое стресс и его негативное влияние на повседневную жизнедеятельность, но не знают, как его измерить. В связи с этим возникает необходимость в методах и устройствах для измерения стресса.
Так, из уровня техники известен способ мониторинга уровня стресса у пациента, включающий регистрацию, измерение и анализ показателей кожной проводимости, при этом по показателям кожной проводимости в динамике определяют: интенсивность стресс-реакции, кумулятивный эффект стресса и степень стрессовой напряженности организма за период непрерывного мониторирования (РФ №2622607, А61В 5/00, А61В 5/05, А61В 5/053, 04.05.2017). Основным недостатком известного способа является сложность и длительность получения результатов.
Кроме того, из уровня техники известен способ анализа отпечатка пальца, который включает получение изображения отпечатка пальца с помощью емкостного сенсора, передачу данных с сенсора на компьютер, обработку полученного изображения, при этом на отпечатке пальца анализируется деятельность потовых желез, отмеченных на изображении белым пикселем, оценка потоотделения осуществляется в зависимости от количества и цвета пикселей и расстояния между порами (США №9818020, G06K 9/00, 14.11.2017).
Недостатком указанного способа является недостаточная достоверность показаний устройства, обусловленная способом обработки полученных изображений, отсутствием контроля силы нажима пальца и равномерности расположения подушечки пальца.
В качестве наиболее близкого аналога принят способ определения уровня стресса на основе данных полученных при измерении частоты сердечных сокращений, пульсового артериального давления и массы тела, при этом уровень стресса определяют по формуле S=f ⋅ ПАД ⋅ М1/3 ⋅ К, где S - уровень испытываемого стресса, усл. ед.; f -частота сердечных сокращений, мин-1; ПАД - пульсовое артериальное давление, мм рт. ст.; М - масса тела, кг; К - нормирующий коэффициент, составляющий для мужчин и женщин соответственно 0,8244⋅10-4 и 0,9357⋅10-4, причем значения S<1,12 усл. ед. соответствуют нормальному уровню стресса в состоянии покоя, а значения S>1,12 усл. ед. отражают соответствующее увеличение уровня стресса (РФ №2147831, А61В 5/02, 27.04.2000).
Недостатком наиболее близкого аналога является сложность и длительность получения результатов, необходимость проведения расчетов и снятия всех показаний, необходимых для расчета, а также отсутствие ранжирования результатов по степени увеличения (усиления, интенсивности) психологического возбуждения, стресса.
Проблемой, на решение которой направлено изобретение, является устранение указанных недостатков, быстрое получение результатов измерений, повышение достоверности, точности показаний за счет последовательности операций по обработке полученных изображений, контроля силы нажима пальца и равномерности расположения подушечки пальца, простота осуществления способа и увеличение функциональных возможностей способа.
Техническим результатом патентуемого решения является простота и оперативность получения результатов с повышением точности показаний, а также ранжирование результатов по степени интенсивности психологического возбуждения, стресса.
Заявленный технический результат достигается в способе измерения уровня стресса, включающем калибровку устройства для измерения уровня стресса путем прижатия смоченной подушечки пальца к емкостному сенсору с тензодатчиком упомянутого устройства для определения максимальной интенсивности пикселей,
протирку подушечки пальца и емкостного сенсора,
прижатие подушечки пальца к емкостному сенсору с тензодатчиком,
измерение силы прижатия с помощью тензодатчика,
снятие изображения отпечатка пальца с емкостного сенсора при достижении заданного значения силы прижатия подушечки пальца,
передачу изображения на блок управления для его обработки, при которой
выделяют участок изображения для анализа;
выделяют пиксели, интенсивность которых не превышает 5% от максимального значения интенсивности участка изображения для анализа, и исключают их из дальнейшего анализа;
выделяют связанные области - области, в которых соседние пиксели имеют интенсивность, отличающуюся от интенсивности пикселей, имеющих максимальную интенсивность, не более чем на 15%, и вычисляют общую площадь связанных областей Sc.o. в отношении к площади анализируемого участка S;
обрабатывают данные с тензодатчика, показывающие тремор в момент измерения;
на основе рассчитанных значений определяют уровень стресса.
Благодаря способу измерения уровня стресса, включающему калибровку устройства для измерения уровня стресса путем прижатия смоченной подушечки пальца к емкостному сенсору с тензодатчиком упомянутого устройства, протирку подушечки пальца и емкостного сенсора, прижатие подушечки пальца к емкостному сенсору с тензодатчиком, измерение силы прижатия с помощью тензодатчика, снятие изображения отпечатка пальца с емкостного сенсора при достижении заданного значения силы прижатия подушечки пальца, передачу изображения на блок управления для его обработки, при которой выделяют участок изображения для анализа; выделяют пиксели, интенсивность которых не превышает 5% от максимального значения интенсивности участка изображения для анализа, и исключают их из дальнейшего анализа; выделяют связанные области - области, в которых соседние пиксели имеют интенсивность, отличающуюся от интенсивности пикселей, имеющих максимальную интенсивность, не более чем на 15%, и вычисляют общую площадь связанных областей Sc.o. в отношении к площади анализируемого участка S; обрабатывают данные с тензодатчика, показывающие тремор в момент измерения; на основе рассчитанных значений определяют уровень стресса, обеспечивается простота и оперативность получения результатов с повышением точности показаний, а также ранжирование результатов по степени интенсивности психологического возбуждения, стресса.
В частности, участок изображения для анализа выделяют с центром в центре матрицы сенсора, чтобы исключить «краевые» эффекты, например, в виде круга, квадрата или овала, тем самым повышая точность показаний.
В частности, сила прижатия подушечки пальца составляет 0,25-0,35 кгс, при котором осуществляют снятие изображения отпечатка пальца.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фигуре 1 представлена фотография подушечки пальца с каплями пота под микроскопом.
На фигуре 2 - устройство, реализующее заявленный способ.
На фигуре 3 - слева направо отпечаток пальца пользователя в состоянии стресса с шумами, отпечаток пальца без шумов и усредненные графики (гистограммы), отражающие количество пикселей определенной интенсивности: черный - по отпечатку пальца с шумами, красный - по отпечатку пальца без шумов.
На фигуре 4 - слева направо отпечаток пальца пользователя в спокойном состоянии с шумами, отпечаток пальца без шумов и усредненные графики, отражающие количество пикселей определенной интенсивности: черный - по отпечатку пальца с шумами, красный - по отпечатку пальца без шумов.
На фигуре 5 - слева направо отпечаток пальца пользователя в состоянии после физической активности, отпечаток пальца без шумов и усредненные графики, отражающие количество пикселей определенной интенсивности: черный - по отпечатку пальца с шумами, красный - по отпечатку пальца без шумов.
Известно, что на поверхности кожи человека имеется большое количество пор -отверстий выводных протоков потовых желез на поверхности кожи (см. фиг. 1). Количество потовых желез в коже лица, ладоней - 400-500 желез на 1 см2. Потовая железа состоит из секреторного клубочка (концевого отдела) и более узкого выводного протока, которые соединяют секреторные клубочки с поверхностью кожи. Выводные протоки заполнены жидкостью - потом, проводящей электрический ток. Выделение пота железами осуществляется постоянно. Количество пота в протоках и на поверхности кожи зависит от активности потовых желез.
Основным фактором, определяющим электрические свойства кожи, является потоотделение. Внешний слой кожи - эпидермис - это хороший нейтральный диэлектрик, в то время как пот - хороший электролитический проводник с малым омическим сопротивлением, электрически связывающий поверхность кожи с внутренностями тела. Суммарное электрическое сопротивление кожи в целом определяется интенсивностью потоотделения, вследствие чего измерение электрических свойств кожи есть метод оценки активности потовых желез.
У человека в спокойном состоянии потовые протоки заполнены до некоторого среднего уровня, обеспечивающего нормальное увлажнение кожи и охлаждение тела. В состоянии беспокойства, возбуждения, стресса дополнительные объемы потовой жидкости постоянно вырабатываются и выбрасываются на поверхность кожи, изменяя электрические свойства и топологию последней.
Отношение активности потовых желез к психофизиологии человека с одной стороны и к электрическим свойствам кожи - с другой, дает возможность с помощью измерения электрических характеристик кожи оценивать (измерять) психофизиологическое состояние человека: при изменении эмоционального состояния человека изменяются электрические свойства кожи.
Такие изменения проводимости кожи происходят не на всей поверхности, а в основном на коже лица, ладоней, ступней и подмышками, где расположены специальные железы с определенной иннервацией, чувствительные к изменениям психологического состояния. При наступлении эмоциональных состояний (страх, беспокойство, тревога, волнение, смятение, возбуждение, нервозность, раздражительность и пр.) вначале меняется, чаще всего, усиливается, потоотделение на ладонях и ступнях, а особенно на подушечках пальцев. Зоны потоотделения соответствуют чувствительным рецепторам, плотно расположенным на подушечках пальцев.
Для осуществления способа используют устройство для измерения/определения уровня стресса, которое в частном случае реализации согласно фигуре 2 содержит корпус 1, емкостной сенсор отпечатков пальцев (CMOS матрица с 256-ю оттенками серого, 256 оттенков, значения от 0 до 255) 3, расположенный под ним тензодатчик веса (не показан) для измерения силы нажима пальца и равномерности прижатия подушечки пальца в момент снятия изображения подушечки пальца, блок управления (микроконтроллер) с программой для расчета по данным с полученного изображения подушечки пальца и показаниям тензодатчика уровня стрессового состояния человека, блок питания и экран для отображения результатов 3.
Способ в частном случае его реализации осуществляют следующим образом.
1. Поскольку у каждого человека разный уровень проводимости и состояния и чувствительности кожи, то при первом использовании устройства, пользователь должен откалибровать его под себя, тем самым увеличив точность получаемых результатов. Для этого необходимо сымитировать максимальный уровень стресса у пользователя, предварительно смочив палец. Затем зажать мультифункциональную кнопку на 2 секунды. Устройство включится (пробежит волна на светодиодном индикаторе) и войдет в настроечный режим. Далее приложить смоченный палец к поверхности емкостного сенсора устройства. Устройство зафиксирует, сохранит результат и будет считать его максимально возможным значением для данного пользователя.
Суть этой настройки заключается в том, чтобы получить максимальное значение интенсивности (яркости) пикселя из изображения подушечки пальца для конкретного пользователя. Максимальное значение интенсивности (яркости) пикселя - 255, 255 - это абстрактная величина, которую выдает сам сенсор отпечатков пальца: 0 - белый, 255 черный, 255 у.ед. - это максимальное значение, которое влезает в байт. От максимального значения интенсивности (яркости) пикселя будет строиться шкала определения уровня стресса согласно изобретению (это значение возьмется за максимально возможное для этого пользователя).
2. Далее протирают (удаляют влагу, осушают) подушечку пальца и емкостной сенсор отпечатков пальцев салфеткой или любым другим материалом, нажимают кнопку (короткое нажатие) и прижимают палец к поверхности емкостного сенсора устройства для измерения активности работы потовых желез на подушечке пальца. На светодиодной шкале будет отображаться сила прижатия пальца к сенсору. Необходимо зафиксировать палец так, чтобы на светодиодной шкале горел 5-й светодиод, что соответствует силе прижатия 0,25-0,35 кгс. Установлено, что наиболее точные показания получают при снятии изображения при величине силы прижатия 0,25-0,35 кгс. Силу прижатия подушечки пальца к емкостному сенсору контролируют с помощью тензодатчика.
В это время происходит сбор информации уровня тремора - в течении 1 секунды. Как только палец будет зафиксирован, прозвучит короткий звуковой сигнал. Это значит, что изображение получено и началась обработка.
Для увеличения точности получаемого результата все отклонения нужно свести к минимуму. При разной силе прижатия подушечки пальца к матрице получается разная площадь выделенных капелек пота (при слишком сильном прижатии площадь увеличивается, при недостаточном прижатии неправильно отображаются папиллярные линии на подушечки пальца). Для стандартизации этого показателя служит тензодатчика. И измерение производится только в том случае, если палец зафиксирован с правильной силой нажатия. Установлено, что наиболее точные показания получают при снятии изображения при величине силы прижатия 0,25-0,35 кгс.
Благодаря протирке - удалению пота с подушечки пальца перед прижатием ее к поверхности емкостного сенсора и емкостного сенсора, обеспечивается удаление лишнего пота. При состоянии физической активности лишний пот, который скапливается и заливает всю подушечку пальца удаляется, образуется картина оставшегося пота, равномерно распределенного по подушечке пальце, при этом дальше пот не выделяется, т.к. физическая нагрузка отсутствует. В состоянии увеличенного стресса пот продолжает неравномерно выделяться и после протирки.
Снятие изображения осуществляют путем измерения емкости каждой ячейки специальной матрицы. Каждая ячейка матрицы представляет собой одну из обкладок конденсатора, второй обкладкой которого является поверхность пальца, прижатого к поверхности матрицы. Из данных снятых с матрицы формируется изображение для дальнейшего анализа. На емкость каждой ячейки непосредственно влияет проводимость (электрическое сопротивление) участка кожи подушечки пальца, приходящегося на место расположения этой ячейки. Чем проводимость больше, тем больше емкость, а проводимость кожи человека в основном определяется ее влажностью, т.е. активностью потовых желез.
3. Получают изображение и осуществляют его обработку на блоке управления.
В блок хранения данных блока управления с емкостного сенсора поступает двухмерное изображение подушечки пальца, выделяется участок изображения для анализа с центром в центре матрицы сенсора, чтобы исключить «краевые» эффекты, например, в виде круга, квадрата или овала. Затем данный участок изображения обрабатывается в блоке сравнения и анализа изображения следующим образом.
Выделяются пиксели, интенсивность (яркость) которых не превышает заданный уровень (из максимального значения интенсивности (яркости) пикселя 255 у.ед. определяется заданный уровень 5%, что соответствует 13 у.ед.). В последующем анализе эти пиксели участвовать не будут. Т.е. все значения интенсивности (яркости) пикселей ниже 13 у.ед. (включительно) преобразуются в значение 0 (абсолютно белый). Это требуется для удаления шумов сенсора отпечатков пальца и приведения всех датчиков к единому уровню белого. В результате убирается погрешность устройства и увеличивается точность последующей обработки и конечного результата. Алгоритмически это показано на фигурах 3, 4, 5. Левое изображение и черный график это реальное изображение, полученное с сенсора отпечатков пальца, а правое изображение и красный график это масштабированное изображение с убранной погрешностью.
Далее определяется правильно ли получено изображение. Для наглядности представлено описание анализа полученных данных с помощью графиков. Если на одной из линий графика присутствуют два ярко выраженных пика, то изображение получено правильно: палец и емкостной сенсор отпечатков пальцев были предварительно протерты и пользователь правильно приложил палец к емкостному сенсору отпечатков пальцев, в этом случае оценивается уровень стресса (см. фиг. 3 и фиг. 4). Если на одной из линий графика присутствует только один пик (см. фиг. 5), устройство предложит сделать повторное измерение с помощью световой и звуковой индикации, предварительно протерев палец.
Фигура 5 иллюстрирует отпечаток пальца пользователя в состоянии физической активности в случае, когда он не протер палец или емкостной сенсор. В состоянии физической активности у человека усиленно работают потовые железы. Но капельки пота, выделяемые при физической активности, появляются медленнее чем, капельки пота, зависящие от состояния стресса. Поэтому после протирки пальца у пользователя в состоянии физической активности остаются только те капельки пота, которые выделяются из-за стрессового состояния. На этом принципе и основано отличие физической активности от стресса.
Пик в левой части графика (фиг. 3 и 4) показывает наличие промежутков между папиллярными линиями (светлые области), а в правой части графика папиллярных линий (темные области с высокой интенсивностью). Блок сравнения и анализа изображения определяет и анализирует соотношение папиллярных линий - связанных областей пикселей и промежутков между ними, что для наглядности отражено на графиках. Пик только в левой части графика быть не может, а только в правой может, это объясняется тем, что изображение залито потом (на изображении черный цвет) и устройство не может посчитать отношение площадей для определения уровня стресса.
Обычно папиллярные линии имеют значение интенсивности от максимального (полученного в п. 1 при калибровке устройства) минус 15%. А промежутки между ними от 13 у.ед до 30-35 у.ед. На графиках это можно рассмотреть. Исходя из этих цифр устройство строит матрицу и анализирует количество пикселей с указанной интенсивностью (яркостью).
Если изображение отпечатка пальца получено правильно (фиг. 3 и 4) - оправляется уровень стресса по следующим критериям:
а) выделяются связанные области - области, в которых соседние пиксели имеют интенсивность (яркость), отличающуюся от интенсивности пикселей, имеющих максимальную интенсивность, определенную при калибровке, не более чем на заданную величину (15%). Далее вычисляется общая площадь всех связанных областей Sc.o. в отношении к площади анализируемого участка S с точностью до второго знака и выбирается значение из таблицы 1.
б) обрабатывается информация с тензодатчика (скалярная величина, по которой рассчитывается, насколько сильно проявляется тремор в момент измерения). Продолжительность измерения составляет 1 секунду с дискретом 1 мсек. Тем самым строится график из 1000 значений. Высчитывается среднее величина отклонение от 0,3 кгс±10% и скорость дрожания пальца, и по линейной шкале (0,3 кгс - минус 10% это 0 баллов, 0,3 гкс плюс 10% это 10 баллов) вычисляется насколько сильно проявляется тремор в момент измерения.
в) выбирается среднее значение величин, полученное из пунктов а) и б) и отображается на шкале индикатора.
Figure 00000001
Figure 00000002
4. После обработки осуществляют выдачу результатов на экран для отображения результатов. Экран для отображения результатов имеет 10 делений, если на экране не отображаются ни одно деление, это значит, что никаких измерений не проводилось или к емкостному сенсору был приложен другой объект. Шкала оценки интенсивности стресса относительно количеству индицируемых делений представлена в таблице 2.
Figure 00000003
Приведем пример расчета полученных при измерении данных по указанному выше способу. На первом этапе при калибровке устройства было получено максимальное значение интенсивности (яркости) пикселей 230 у.ед. Диапазон значений после устранения шумов составил 13 у.ед. до 230 у.ед. Если изображение получено правильно, происходит расчет площади связанных областей - областей, в которых соседние пиксели имеют интенсивность, отличающуюся от интенсивности пикселей, имеющих максимальную интенсивность, определенную при калибровке, не более чем на 15%. Интенсивность пикселей, входящих в связанные зоны, в данном случае от 230 у.ед. до 195 у.ед. (230-230*15%).
Далее изобретения поясняются с помощью примеров.
Пример 1. Проводили измерения уровня психологического возбуждения, стресса пользователя. Пользователь находился в спокойном состоянии. Устройство показало 3 деления. Аналогичные измерения проводились в течении 10 дней у одного и того-же пользователя в спокойном состоянии. Параллельно пользователь проходил ЭКГ, измерял пульс, кровяное давление, частоту и глубину дыхания. Все полученные данные соответствовали нормальным показателям здорового человека. Эти данные показали правильность определения устройством состояния покоя человека. Также тот же самый пользователь прошел измерение по способу наиболее близкого аналога, которое также подтвердило состояние покоя.
Пример 2. Проводили измерения уровня психологического возбуждения, стресса того же самого пользователя, что и в примере 1, только после выполнения им ряда физических упражнений в течении 20-40 минут. Аналогичные измерения проводились в течении 10 дней у одного и того-же пользователя. Когда пользователь забывал протереть палец или емкостной сенсор, устройство издавало звуковой сигнал, означающий что измерения нужно снять повторно, предварительно протерев палец и емкостной сенсор. После протирки пальца и емкостного сенсора устройство показало 3 деления, которые соответствует нормальному состоянию человека (см. табл. 2). Параллельно пользователь проходил ЭКГ, измерял пульс, кровяное давление, частоту и глубину дыхания. Эти данные имели повышенное значение, характерное для человека после физической активности. Дело в том, что после физических упражнений все физические показатели сильно выше показателей в состоянии покоя. Также тот же самый пользователь прошел измерение по способу наиболее близкого аналога, которое показало значение, соответствующее увеличенному уровню стресса. Таким образом, заявленный способ максимально точно определил уровень стресса пользователя, позволил в отличие от аналога отличить пользователя в состоянии физической активности от пользователя в состоянии покоя, поскольку потоотделение на подушечки пальца при физической активности проявляется не так, как в состоянии стресса и заявленный способ это учитывает.
Пример 3. Проводили измерения уровня психологического возбуждения, стресса пользователя. Пользователь находился в состоянии сильного психологического возбуждения, стресса. Устройство показало 9 делений. Аналогичные измерения проводились в течении 10 дней у одного и того-же пользователя в аналогичном состоянии психологического возбуждения. Параллельно пользователь проходил ЭКГ, измерял пульс, кровяное давление, частоту и глубину дыхания. Все полученные данные были сильно выше относительно нормальных показателей здорового человека. Эти данные показали правильность определения устройством сильного психологического возбуждения, стресса пользователя. Также тот же самый пользователь прошел измерение по способу наиболее близкого аналога, которое также показало значение, соответствующее увеличенному уровню стресса.
Пример 4. Проводили измерения уровня психологического возбуждения, стресса пользователя. Пользователь находился в состоянии психологического возбуждения, стресса. Устройство показало 7 делений, что соответствует среднему уровню стресса. Аналогичные измерения проводились в течении 10 дней у одного и того-же пользователя в аналогичном состоянии психологического возбуждения. Параллельно пользователь проходил ЭКГ, измерял пульс, кровяное давление, частоту и глубину дыхания. Все полученные данные были завышены относительно нормальных показателей здорового человека, но ниже данных из предыдущего примера. Эти данные показали правильность определения устройством среднего психологического возбуждения. Также тот же самый пользователь прошел измерение по способу наиболее близкого аналога, в результате получил значение, соответствующее увеличенному уровню стресса. Таким образом, заявленный способ позволяет точнее определить ранжировать уровень стресса у человека, для того чтобы он мог принять соответствующие меры.
Пример 5. Проводили измерения уровня психологического возбуждения, стресса того же самого пользователя, что и в примере 4, только после выполнения им ряда физических упражнений в течении 20-40 минут. Аналогичные измерения проводились в течении 10 дней у одного и того-же пользователя. Когда пользователь забывал протереть палец или емкостной сенсор, устройство издавало звуковой сигнал, означающий что измерения нужно снять повторно, предварительно протерев палец и емкостной сенсор. После протирки пальца и емкостного сенсора устройство показало 7 делений, что соответствует среднему уровню стресса (см. табл. 2). Параллельно пользователь проходил ЭКГ, измерял пульс, кровяное давление, частоту и глубину дыхания. Эти данные имели повышенное значение, характерное для человека после физической активности. Также тот же самый пользователь прошел измерение по способу наиболее близкого аналога, которое показало значение, соответствующее высокому уровню стресса. Таким образом, заявленный способ максимально точно определил уровень стресса пользователя, даже после выполнения пользователем физических упражнений.
Таким образом, заявленный способ позволяет отличить состояние психологического возбуждения, стресса у пользователя от состояния покоя или состояния физической активности, в отличии от наиболее близкого аналога. Кроме того, заявленный способ позволяет быстро, легко и удобно получить точные результаты уровня (интенсивности) стресса у пользователя, в отличие от традиционных исследований и наиболее близкого аналога.
Данные исследования проводились на группе лиц, указанные выше результаты были подтверждены.
Для более точного получение результатов, выявления длительного стресса депрессии, измерения можно проводить несколько раз в день, каждый день в течение недели, месяца, нескольких месяцев.
Таким образом, заявленный способ для измерения уровня психологического возбуждения, стресса обеспечивает простоту и оперативность получения результата с повышением точности показаний, благодаря ранжированию результатов по степени увеличения (усиления, интенсивности).

Claims (15)

1. Способ измерения уровня стресса, включающий
калибровку устройства для измерения уровня стресса путем прижатия смоченной подушечки пальца к емкостному сенсору с тензодатчиком упомянутого устройства для определения максимальной интенсивности пикселей,
протирку подушечки пальца и емкостного сенсора,
прижатие подушечки пальца к емкостному сенсору с тензодатчиком,
измерение силы прижатия с помощью тензодатчика,
снятие изображения отпечатка пальца с емкостного сенсора при достижении заданного значения силы прижатия подушечки пальца,
передачу изображения на блок управления для его обработки, при которой
выделяют участок изображения для анализа;
выделяют пиксели, интенсивность которых не превышает заданный уровень - 5% от максимального значения интенсивности участка изображения для анализа, и исключают их из дальнейшего анализа;
выделяют связанные области - области, в которых соседние пиксели имеют интенсивность, отличающуюся от интенсивности пикселей, имеющих максимальную интенсивность, не более чем на 15%, и вычисляют общую площадь связанных областей Sc.o. в отношении к площади анализируемого участка S;
обрабатывают данные с тензодатчика, показывающие тремор в момент измерения;
на основе рассчитанных значений определяют уровень стресса.
2. Способ измерения уровня стресса по п. 1, отличающийся тем, что участок изображения для анализа выделяют с центром в центре матрицы емкостного сенсора.
3. Способ измерения уровня стресса по п. 1, отличающийся тем, что участок изображения для анализа выделяют в виде круга, квадрата или овала.
4. Способ измерения уровня стресса по п. 1, отличающийся тем, что сила прижатия подушечки пальца составляет 0,25-0,35 кгс, при котором осуществляют снятие изображения отпечатка пальца.
RU2018144920A 2018-12-18 2018-12-18 Способ измерения уровня стресса RU2699929C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018144920A RU2699929C1 (ru) 2018-12-18 2018-12-18 Способ измерения уровня стресса

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018144920A RU2699929C1 (ru) 2018-12-18 2018-12-18 Способ измерения уровня стресса

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699929C1 true RU2699929C1 (ru) 2019-09-11

Family

ID=67989488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018144920A RU2699929C1 (ru) 2018-12-18 2018-12-18 Способ измерения уровня стресса

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699929C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU80104U1 (ru) * 2008-10-06 2009-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЦЕНТР МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ" Диагностический медицинский аппаратно-программный комплекс
RU99947U1 (ru) * 2010-03-17 2010-12-10 Николай Константинович Игнатьев Устройство для определения состояния биологического объекта в импульсном электрическом поле высокой напряженности
US20140294262A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Clarkson University Fingerprint pore analysis for liveness detection
RU2013150592A (ru) * 2011-04-14 2015-05-20 Конинклейке Филипс Н.В. Способ и устройство измерения стресса

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU80104U1 (ru) * 2008-10-06 2009-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЦЕНТР МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ" Диагностический медицинский аппаратно-программный комплекс
RU99947U1 (ru) * 2010-03-17 2010-12-10 Николай Константинович Игнатьев Устройство для определения состояния биологического объекта в импульсном электрическом поле высокой напряженности
RU2013150592A (ru) * 2011-04-14 2015-05-20 Конинклейке Филипс Н.В. Способ и устройство измерения стресса
US20140294262A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-02 Clarkson University Fingerprint pore analysis for liveness detection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7329549B2 (ja) ユーザのストレスレベルを決定するための装置、システムおよび方法
EP2203114B1 (de) Medizinische messvorrichtung zur bioelektrischen impedanzmessung
AU750315B2 (en) Apparatus and methods for assessment of neuromuscular function
CN109077725B (zh) 一种肌肉疲劳度检测装置
Mueller et al. “Pressure gradient” as an indicator of plantar skin injury
JPH0951885A (ja) 部分インピーダンス及び複数の周波数インピーダンスを使用する身体インピーダンスデータの獲得のための改良された装置
DE102005057757A1 (de) Integrale Vorrichtung zur Bestimmung physiologischer Signale
JP7262006B2 (ja) ストレス評価装置、ストレス評価方法及びプログラム
Tiwari et al. A comparative study of stress and anxiety estimation in ecological settings using a smart-shirt and a smart-bracelet
RU2442531C2 (ru) Способ дистанционного мониторинга состояния человека
Lundstrom et al. Practices and applications of heart rate variability monitoring in endurance athletes
KR100745972B1 (ko) 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법
RU2699929C1 (ru) Способ измерения уровня стресса
KR102162054B1 (ko) 통증 분석 장치
Kong et al. Differentiating between stress-and EPT-induced electrodermal activity during dental examination
TWI516247B (zh) 居家式憂鬱傾向生理訊號之情緒分析方法
Torres et al. Instrument to measure temperature and electrical impedance in the foot sole to assess the health of the diabetic foot
CN107595264A (zh) 一种具有混合感测器的手套
CN109846480B (zh) 一种检测肌肉综合性疲劳度的方法、装置及存储介质
WO2019006631A1 (zh) 质量评估方法及装置、模型建立方法及模块、穿戴设备
CN112773343A (zh) 一种多生命体征快速测量装置及方法
Toledo et al. Non-invasive imaging techniques to assess diabetic foot ulcers: A state of the art review
KR20210091559A (ko) 심전도 웨어러블 디바이스를 활용한 혈압과 혈당 측정 방법 및 장치
JP7402495B2 (ja) 健康情報検出装置の作動方法及び健康情報検出装置
Sangam et al. Early Detection of Diabetic Foot Ulcer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201219