Dispositivo sensor de presiones.

Dispositivo sensor de presión para la medición de presión en la interficie entre dos cuerpos del tipo que comprende una disposición de elementos conductores en disposición regular entre dos capas no conductoras flexibles conectadas a un sistema de medición de la resistencia eléctrica presentada por los conductores

, caracterizado porque la de elementos conductores es una disposición lineal y el espesor del conjunto formado por los elementos conductores y las dos capas conductoras flexibles es igual o inferior a 1,5 mm.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330181.

Solicitante: VERDE SÁNCHEZ, David.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: VERDE SANCHEZ,DAVID, LAW,YIN CHERN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE FUERZAS, TENSIONES, PARES, TRABAJO, POTENCIA... > Medida de fuerzas o tensiones, en general (medida... > G01L1/20 (midiendo las variaciones de la resistencia óhmica de materiales sólidos o fluidos conductores de electricidad (de materiales piezorresistentes G01L 1/18 ); haciendo uso de células electrocinéticas, es decir, células que contienen un líquido en las que un potencial eléctrico es producido o modificado por la aplicación de una incitación)
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Dispositivo sensor de presiones.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo sensor de presiones

La presente invención hace referencia a un dispositivo sensor de la presión que se produce entre dos cuerpos.

Más en concreto, la presente invención se refiere a un sensor de presión constituido por una serie de puntos de gran sensibilidad a presiones progresivas, dispuestos en un soporte longitudinal flexible de tal manera que pueda adaptarse a superficies cóncavas, no planas, tal como la cabecita de un bebé y determinar la distribución de presiones cuando la cabeza descansa en una almohada, si bien la invención no se limita necesariamente a esta aplicación concreta.

Existen en el mercado multitud de productos para medir la presión entre dos objetos. Resultan conocidos sensores de presión bidimensionales para cojines de sillas de ruedas como el modelo UT1010 de la empresa Vista Medical Ltd. en Winnipeg, Canadá, el modelo BE1 de la empresa Tekscan Inc en South Boston, MA, USA o el modelo de la empresa Xsensor Technology Co. en Calgary, Canadá. Todos estos modelos comprenden una matriz bidimensional de sensores de presión El espesor de los mismos es superior a 2 mm, generalmente 4 mm.

El documento de Patente norteamericana US-6 032 542 de Tekscan (US), describe un elemento sensible a la presión formado por dos sustratos no conductivos adyacentes con un conductor adherido a cada sustrato y con un material sensible a la presión entre ambos conductores.

El documento de Patente norteamericana US-2009-216 466 de Xsensor Technology Co. (CA), da a conocer un método de medir la distribución de fuerzas de presión en un área determinada mediante una distribución bidimensional de sensores con una pluralidad de columnas y de líneas conductoras lineales.

El documento de Patente norteamericana US-2011-120 228 de Xsensor Technology Co. (CA), se refiere a un sensor de presión con una capa conductora, rodeada de dos capas de tejido aislante tal como un elastómero, formada por una pluralidad de conductores alargados.

Estos dispositivos están diseñados para mediciones de presión en superficies planas. Ninguno de ellos está específicamente diseñado para medir la presión en superficies convexas con radios de curvatura pequeños, tal como la cabeza de un recién nacido como es nuestro objetivo, no siendo adecuadas para tal objetivo.

La Academia Americana de Pediatría adoptó en Junio de 1992 una recomendación para todos los bebés de dormir en posición decúbito supino, es decir, boca arriba para evitar el llamado "Síndrome de muerte súbita del bebé" ("Sudden Infant Death Syndrome" o SIDS) ("Pediatrics", 1992, 89, 1120-6). Gracias a la campaña "Back to sleep" de la AAP, el mencionado síndrome ha decrecido un 40% en USA desde su implantación en 1992 ("Pediatrics", 2000, 105, 650-6).

Sin embargo, desde esta fecha se ha detectado un aumento dramático en el mundo occidental de las deformidades craneales posturales en el bebé, conocidas comúnmente como plagiocefalia, de más de 6 veces entre 1992 y 1994 en USA ("Pediatrics", 2003, 112 (1), 199); estas deformidades son causadas por presiones externas sobre el cráneo del bebé, muy frecuentemente producidas en aplicación continuada por defectos de estructura del lecho del bebé.

En consecuencia, se hace necesario el disponer de algún dispositivo que redistribuya la presión a la que está sometido el cráneo en una zona mayor, eliminando zonas de alta presión que son las que producen los aplanamientos del cráneo.

No es fácil crear un soporte para la cabeza (o cojín) que se adapte a bebés de cualquier edad (desde bebés prematuros a bebés de 18 meses), y a cualquier forma que el cráneo pueda presentar sin una medida objetiva y que cuantifique las presiones entre la cabeza y el soporte pudiendo obtener un perfil lineal de presiones permitiendo describir apropiadamente el soporte que recibe la cabeza en cada momento y en tiempo real. Gracias a estos perfiles de presión se pueden optimizar las formas de los cojines asegurando una mayor adaptación, independientemente de la edad y de la forma de la cabeza del recién nacido.

Para el diseño de un soporte/almohada para la cabeza se hace necesario, pues, un sistema de medidas de presiones extremadamente bajas, del rango de 0 a 20 gramos por centímetro cuadrado y que pueda medir dichas presiones en un contorno curvo como es el cráneo de un bebé. Gracias a un dispositivo de este tipo se podrá diseñar un soporte para la

cabeza que redistribuya las presiones adecuadamente según la edad del bebé y su perímetro craneal, así como el tipo de deformidad que presenta de entre los tipos de deformidades presentadas por los bebés afectados por una deformidad postural. El objetivo final es el de poder diseñar una almohada o soporte craneal que elimine los focos de presión elevada en el cráneo, redistribuyéndolos a zonas de menor presión, equilibrando así las presiones en toda la zona de contacto entre la cabeza y la almohada, y además aumentando dicha zona de contacto en la medida de lo posible, teniendo en cuenta que el bebé debe poder rotar libremente la cabeza a derecha e izquierda y mantener dicha distribución óptima de presiones.

Los dispositivos sensores de tipo conocido han sido probados y no han resultado adecuados para la citada utilización porque presentan los siguientes inconvenientes:

- Falta de flexibilidad: Están diseñados para medir superficies aproximadamente planas. Estos sensores se basan en una matriz bidimensional y tienen aproximadamente un grosor superior a 2 mm, habitualmente 4 mm, incluyendo un recubrimiento de 2 capas de neopreno que le confiere una cierta rigidez por un total de 4 mm de grosor de un material semirrígido o flexible. Al colocarlos alrededor de la cabeza de un recién nacido que podemos asimilar a una esfera de 11 cm de diámetro, en el caso de material semirrígido, éste no puede seguir la curvatura de la cabeza. El material no es flexible y se arruga al aplicarle cuerpos con superficies curvas, apareciendo zonas que presionan contra la cabeza y zonas que se alejan de la misma hasta 3 cm de distancia, creando zonas vacías de entre 2 y 4 cm2 de superficie. Evidentemente el uso de dichos dispositivos falsearía las medidas de presión que se efectúan en superficies de pequeña dimensión.

- Falta de sensibilidad: Dado que los dispositivos conocidos han sido diseñados para medir, por ejemplo, las presiones que genera el cuerpo de un adulto sentado en una silla de ruedas, los sensores miden correctamente las zonas cuya presión es de entre 50 g/cm2 hasta 500 g/cm2, pero la precisión es muy baja para presiones inferiores a los 30 g/cm2, que es el rango que pretendemos medir, pues la cabeza de un bebé pesa alrededor de 1 Kg.

- Falta de resolución espacial: Debido a que los dispositivos conocidos están diseñados para medir presiones en superficies de aproximadamente 2.500 a 3.000 cm2, los sensores individuales de los sensores matriz descritos, usualmente tienen una superficie activa de 16x16 mm, y una zona no activa alrededor de cada sensor que conforma una superficie total por sensor de aproximadamente 32x32 mm. La superficie lineal de contacto de la

cabeza de un recién nacido oscila entre 20 y 60 mm. Claramente los sensores usados en los dispositivos conocidos no pueden ofrecer una buena resolución espacial, perdiendo valiosísima información sobre la presión que la superficie de apoyo sobre la almohada ejerce sobre el cráneo.

Por otra parte, son conocidos diferentes diseños de cojines-almohadas para bebés, fabricados con distintos materiales, que procuran un descanso de la cabeza del bebé, aunque ninguno de ellos utiliza un sistema de sensor para la medición de las presiones entre el cojín y la cabeza del bebé. Son almohadas homogéneas que no evitan que existan puntos de mayor o...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo sensor de presión para la medición de presión en la zona de contacto entre dos cuerpos del tipo que comprende una disposición de elementos conductores a intervalos regulares dispuestos entre dos capas no conductoras flexibles, estando los elementos conductores conectados a un sistema de medición de la resistencia eléctrica presentada por los conductores, caracterizado porque los elementos conductores forman una disposición lineal y el espesor del conjunto formado por los elementos conductores y las dos capas no conductoras flexibles es igual o inferior a 1,5 mm.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos conductores son de un tejido metalizado.

3. Dispositivo, según la reivindicación 2, caracterizado porque el tejido metalizado es un tejido con partículas metálicas.

4. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado porque el tejido es elástico.

5. Dispositivo, según la reivindicación 4, caracterizado porque el tejido presenta la capacidad de estiramiento del 100%.

6. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado porque el metal es plata.

7. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el elemento conductor comprende dos capas de elementos conductores de tejido metalizado entre las que se encuentra una capa de polímero impregnado con partículas de carbono.

8. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los elementos conductores quedan cubiertos por dos capas de vinilo con adhesivo.

9. Dispositivo, según la reivindicación 8, caracterizado porque las citadas capas de vinilo son discontinuas dejando espacios vacíos que permiten una mayor flexibilidad del dispositivo.

10. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los elementos conductores están separados entre sí entre 0,5 y 3 mm y presentan una anchura en la dirección de su separación de entre 2 y 5 mm.