Dispositivo de medición del centro de presiones y procedimiento asociado al mismo.

La presente invención se refiere a una plataforma de medición cuyo diseño permite la utilización de un soporte de una sola pieza, la utilización de medios de transmisión mucho más baratos así como un diseño integrado que no incluye la utilización de las extremadamente caras células de carga. El dispositivo comprende al menos un soporte base

(1) de la carga, un elemento receptor (2) donde el dispositivo de medición comprende un elemento receptor (2) que comprende medios de transducción (3), donde dichos medios de transducción (3) están vinculados al elemento receptor (2) a través de un algoritmo matemático. El dispositivo de medición de fuerza funciona como plataforma estabilométrica o posturográfica, y permite disminuir el coste de manera considerable, gracias a la utilización de un elemento receptor con elasticidad que permite utilizar medios de transducción o galgas extensométricas, las cuales están vinculadas a dicho elemento receptor a través de un algoritmo matemático.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201201006.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE JAEN.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CARAZO ALVAREZ,JUAN DE DIOS, RUIZ CANALES,Jaime, LOMAS VEGA,Rafael, JIMÉNEZ DE CISNEROS Y FONFRÍA,Juan José, CARAZO ÁLVAREZ,Daniel, NEGRILLO VALDIVIA,Ramón.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/103 (Dispositivos de medida para evaluar la forma, la configuración, el tamaño o el movimiento del cuerpo o de sus partes, con fines de diagnóstico (A61B 5/08   tiene prioridad; instrumentos de medida especialmente concebidos para la técnica dental A61C 19/04))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE FUERZAS, TENSIONES, PARES, TRABAJO, POTENCIA... > Medida de fuerzas o tensiones, en general (medida... > G01L1/04 (midiendo la deformación elástica de calibres, p. ej. de resortes)
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Dispositivo de medición del centro de presiones y procedimiento asociado al mismo.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de medición del centro de presiones y procedimiento asociado al mismo Objeto de la invención

La presente invención tiene aplicación en el sector de la medicina, más concretamente en el sector de la Biomecánica de la Postura y se refiere a una plataforma de medición pues su diseño permite la utilización de un soporte de una sola pieza, la utilización de medios de transmisión mucho más baratos así como un diseño integrado que no incluye la utilización de las extremadamente caras células de carga.

Más concretamente, el objeto de la invención es un dispositivo de medición de fuerza que funciona como plataforma estabilométrica ó posturográfica y que permite disminuir el coste de manera considerable, gracias a la utilización de un elemento receptor con elasticidad que permite utilizar medios de transducción o galgas extensométricas, las cuales están vinculadas a dicho elemento receptor a través de un algoritmo matemático.

Antecedentes de la invención

El análisis de la postura y el equilibrio es un procedimiento cada vez más utilizado dentro del contexto del diagnóstico funcional y etiológico relacionado con diversas patologías del aparato locomotor, neurología, biomecánica, ortopedia y rehabilitación. La ingente actividad investigadora de los últimos años ha proporcionado a la medicina datos relevantes sobre la fisiología y la fisiopatología del control postural y su relación con diversas patologías clínicas. Este sector en desarrollo necesita proveerse del mejor instrumental biomédico para el correcto diagnóstico de las disfunciones que afectan al mantenimiento postural y el equilibrio corporal.

Actualmente la mayoría de las plataformas estabilométricas compuestas de soporte base y elemento receptor de la carga constan de una pluralidad de elementos en los que se precisa que la plataforma comprenda de una célula de carga por cada sensor ubicado en el soporte base de la plataforma, siendo una cantidad de al menos tres sensores diferenciados y no relacionados entre sí los necesarios para construir dicho dispositivo. Dichas células de carga son muy específicas y muy caras, y han desplazado este tipo de servicio de posturología hacia un segmento de la población minoritario, debido a los altos costes de instrumental para poder ofrecer los resultados deseables para un paciente, limitando su disponibilidad en consultas y clínicas y restringiendo su uso a centros de investigación y en general cualquier servicio médico con altos presupuestos. De esta forma este producto y las ventajas diagnósticas que la posturología pueden ofrecer a pacientes de diversa índole quedan lejos de poder ser un servicio asequible para el cliente medio e impidiendo además rentabilizar la compra de dichos aparatos.

Las plataformas estabilométricas del estado de la técnica, incluso aquellas con configuración externa triangular, constan de más de un sensor para realizar el cálculo del centro de presiones. La presente invención comprende un solo sensor, compuesto por un único sólido que lleva asociada una formulación matemática específica y que es capaz de determinar peso y posición. Dicha formulación matemática es aplicable a este sensor únicamente debido a su geometría y propiedades físicas, y ha sido programada en exclusiva para este sensor. En conclusión, es la estructura de la propia plataforma la que deformándose de un modo u otro nos proporciona la información requerida.

Las plataformas del estado de la técnica comprenden sensores de fuerza o presión denominados "células de carga" como se comentaba previamente. Su uso es muy amplio, y entre ellos, la única función de una Célula de Carga es la de calcular la fuerza aplicada sobre la misma: la lectura de varias células de carga, permite determinar la posición del centro de presiones constando así que lo hacen las plataformas estabilométricas comerciales. Es decir, combinando la información de varias células de carga trabajando de forma aislada, permite determinar peso y posición, pues cada célula de forma individual da únicamente información de la fuerza que soporta.

En concreto, comparando con las soluciones indicadas por el estado de la técnica actual, las diferencias principales existentes entre los mismos documentos en comparación con el presente dispositivo son las siguientes:

1. El modelo de plataforma denominado BT3 de forma triangular y que destaca a priori por su semejanza debido a que está inscrito en un triángulo no comprende una tecnología novedosa pues usa los tres elementos receptores de carga que únicamente permite utilizar las dos posibilidades de tecnología siguientes: tecnología piezo-eléctrica o extensometría eléctrica. No obstante, y sea cual sea la tecnología usada, sigue habiendo dos características diferenciadoras importantes:

El número de elementos receptores de carga, lo que hace que el planteamiento técnico sea completamente diferente. En la presente invención, existe un único elemento, frente a los tres que tiene este modelo.

El hecho de que en dicha plataforma la estructura se presupone rígida (no se deforma), y se calcula peso y posición del mismo por equilibrio estático a partir de la lectura de los tres elementos receptores de carga, donde el presente elemento receptor es un sólido elástico que se deforma por la acción del peso de la persona, donde el elemento receptor de la presente invención permite

estudiar dicha deformación, y de dicho estudio determinar la posición del centro de presiones (proyección del centro de gravedad sobre el plano del tablero) de la persona y su peso.

2. En cuanto al dispositivo descrito en el documento US-5388591-A, el cual es considerado como el dispositivo existente más cercano a la presente invención. El presente dispositivo no consiste en un sensor de deformación que, recibiendo la información de entrada relativa a la carga aplicada y a las coordenadas de dicha carga, proporciona información de salida relativa a la postura del usuario, sino, que como hemos descrito anteriormente: los medios de transducción diseñados en el dispositivo, permiten calcular la posición del centro de presiones y el peso soportado, en virtud de las deformaciones sufridas por este en determinados puntos, como un único elemento, a través de un modelo teórico que se plasma en una formulación matemática novedosa diseñada para relacionar los resultados obtenidos por el dispositivo y no se emplea una formulación genérica que permita realizar el cálculo propuesto, como consigue la presente invención a través de una geometría particular del elemento receptor, así como el uso específico del mismo.

3. En el resto de propuestas de soluciones del estado de la técnica se emplean cuatro elementos receptores los cuales implican la utilización de una tecnología no óptima para un solo elemento receptor que no está descrita. Esta solución es muy común en el mercado, probablemente la más usada por la simplicidad del montaje y de los cálculos posteriores. Cabe destacar que la gran mayoría de estos dispositivos utilizan células de carga que se pueden adquirir en el mercado de forma independiente a la plataforma, es decir, que los elementos receptores no forman parte de la invención propuesta. Sin embargo, ni en el campo de las plataformas estabilométricas ni en el de las células de carga se ha detectado la existencia de ningún elemento receptor o sensor comercial con las características geométricas tan específicas ni para un uso tan concreto como el que la presente invención propone.

Según lo expuesto anteriormente, las invenciones hasta ahora conocidas por el estado de la técnica realizan la función del objeto de invención, pero de una manera poco fiable y poco versátil debido a que las mediciones dependen de...

 


Reivindicaciones:

1- Dispositivo de medición del centro de presiones que comprende al menos un soporte base (1) de la carga y un único elemento receptor (2) de carga caracterizado por que el elemento receptor (2) comprende unos medios de transducción (3) vinculados al elemento receptor (2) a través de un algoritmo matemático, de manera que las deformaciones sufridas por el elemento receptor (2) son detectadas por los medios de transducción (3) para el cálculo de las coordenadas de la proyección del baricentro de un individuo sobre el soporte base (1) y el cálculo de la fuerza resultante.

2 - Dispositivo de medición del centro de presiones, según la reivindicación anterior, caracterizado por que el elemento receptor (2) es una viga con forma de Y.

3 - Dispositivo de medición del centro de presiones, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que el elemento receptor (2) comprende al menos tres brazos (2a, 2b y 2c).

4 - Dispositivo de medición del centro de presiones, según la reivindicación anterior, caracterizado por que los

brazos (2a, 2b y 2c) se extienden por al menos una superficie (1a, 1b) del soporte base (1).

- Dispositivo de medición del centro de presiones, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que los medios de transducción (3) son una pluralidad de galgas extensométrlcas.

6.- Dispositivo de medición del centro de presiones, según la reivindicación anterior, caracterizado por que la pluralidad de galgas extensométricas están conectadas en formación de Puente de Wheatstone completo.

7.- Dispositivo de medición del centro de presiones, según la reivindicación anterior, caracterizado por que el elemento receptor (2) comprende, al menos, tres puentes de Wheatstone completos, donde cada uno de los puentes contiene, al menos, cuatro galgas extensométricas cada uno.

8.- Dispositivo de medición del centro de presiones, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que el elemento receptor (2) comprende al menos tres medios de apoyo (4).

9 - Procedimiento de medición del centro de presiones para el cálculo de las coordenadas del centro de presiones mediante un algoritmo matemático que vincula los valores de las deformaciones detectadas por los medios de transducción (3) con la fuerza resultante de la presión ejercida por un Individuo sobre el dispositivo de medición y con las coordenadas de la misma con respecto al origen de coordenadas, estando dicho procedimiento caracterizado por que comprende las etapas de:

(i) cálculo de momentos en al menos, tres secciones del elemento receptor (2);

(¡i) resolución de al menos un sistema de tres ecuaciones.

- Procedimiento de medición del centro de presiones de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que el elemento receptor (2) proporciona una única medida de tres parámetros: fuerza soportada y coordenadas X e Y de aplicación de la fuerza.