ADICIÓN A LA PATENTE P200201710 POR "SISTEMA PORTABLE PARA LA MONITORIZACIÓN DEL MOVIMIENTO, ESTADO POSTURAL Y ACTIVIDAD FÍSICA DE HUMANOS DURANTE LAS 24 HORAS DEL DIA".
El objeto de la presente invención consiste en la mejora de la arquitectura base descrita en la patente de invención P200201710 "Sistema portable para la monitorización del movimiento,
estado postural y actividad física de humanos durante las 24 horas del día", mediante la inclusión de un novedoso diseño genérico para sensores inteligentes aplicado de forma particular en las unidades inteligentes de acelerometría para la monitorización del movimiento y estado postural del usuario. La presente adición también introduce mejoras funcionales y estructurales en el dispositivo servidor personal y en el router de acceso a través de nuevos módulos para el posicionamiento mediante sistemas de navegación por satélite, la actualización online del firm/software, el añadido de servicios domóticos o la estandarización de la información médica para facilitar la interoperatividad del sistema y su integración. Por otro lado, un nuevo diseño del servidor personal agrega nuevas funcionalidades en una arquitectura multi-núcleo capaz de albergar un sistema operativo embebido que permita la dotación de servicios al sistema portable.
Tiene su aplicación en el área de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TICs) en el contexto de la ingeniería biomédica y la tecnología médica, para el desarrollo de dispositivos electrónicos porta bies de monitorización continua de variables fisiológicas de las personas y de su estado de salud.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201000469.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE SEVILLA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: ROA ROMERO,LAURA MARIA, REINA TOSINA,Luis Javier, NARANJO HERNÁNDEZ,David, ESTUDILLO VALDERRAMA,Miguel Ángel.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61B5/11 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 5/00 Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico (diagnóstico por medio de radiaciones A61B 6/00; diagnóstico por ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/00 ); Identificación de individuos. › Medida del movimiento del cuerpo entero o de partes del mismo, p. ej. temblor de la cabeza o de las manos, movilidad de un miembro (para medida del pulso A61B 5/02).
Fragmento de la descripción:
Adición a la patente nº P 200201710 por: "Sistema portable para la monitorización del movimiento, estado postural y actividad física de humanos durante las 24 horas del día".
Objeto de la invención
El objeto de la presente invención consiste en la mejora de la arquitectura base descrita en la patente de invención P200201710 "Sistema portable para la monitorización del movimiento, estado postural y actividad física de humanos durante las 24 horas del día", mediante la inclusión de un novedoso diseño genérico para sensores inteligentes aplicado de forma particular en las unidades inteligentes de acelerometría para la monitorización del movimiento y estado postural del usuario. La presente adición también introduce mejoras funcionales y estructurales en el dispositivo servidor personal y en el router de acceso a través de nuevos módulos para el posicionamiento mediante sistemas de navegación por satélite, la actualización on-line del firm/software, el añadido de servicios domóticos o la estandarización de la información médica para facilitar la interoperatividad del sistema y su integración. Por otro lado, un nuevo diseño del servidor personal agrega nuevas funcionalidades en una arquitectura multinúcleo capaz de albergar un sistema operativo embebido que permita la dotación de servicios al sistema portable.
Tiene su aplicación en el área de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TICs) en el contexto de la ingeniería biomédica y la tecnología médica, para el desarrollo de dispositivos electrónicos portables de monitorización continua de variables fisiológicas de las personas y de su estado de salud.
Estado de la técnica
La monitorización remota del movimiento resulta de gran utilidad a la hora de mejorar la atención sanitaria de la población en general, y en especial, de dos grupos poblacionales especialmente importantes: las personas mayores y los pacientes con patologías crónicas. La medición del movimiento durante las actividades diarias en pacientes con patologías crónicas permite el cálculo de índices de actividad metabólica que pueden utilizarse para la prescripción personalizada de insulina, en el caso de pacientes diabéticos, o para estimar la generación de nitrógeno ureico, creatinina, y otros productos del metabolismo causantes del síndrome urémico, en el caso de pacientes con insuficiencia renal crónica. La estimación del gasto energético y de la actividad diaria también es de utilidad en el seguimiento de pacientes con problemas cardiacos, asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica y en el seguimiento del post-operatorio [Ermes, J. Parkka, J. Mantyjarvi and I. Korhonen, "Detection of Daily Activities and Sports With Wearable Sensors in Controlled and Uncontrolled Conditions", IEEE Trans. Infor. Tech. Biomed., vol. 12, no. 1, pp. 20-26, 2008]. Es interesante hacer notar que un porcentaje significativo de pacientes con patologías crónicas como las nombradas son personas con más de 65 años.
Las personas mayores además se enfrentan a otro importante problema, las caídas, las cuales tienen una demostrada relación con la morbilidad y la mortalidad en este grupo poblacional [Y. Zigel, D. Litvak and I. Gannot, "A Method for Automatic Fall Detection of Elderly People Using Floor Vibrations and Sound-Proof of Concept on Human Mimicking Doll Falls", IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 56, no. 12, pp. 2858-2867, 2009]. Además, representan una carga importante dentro del gasto público sanitario, que se va a ver incrementado notablemente en los próximos años debido a la inversión de la pirámide poblacional. Una detección temprana de la caída aumenta la tasa de supervivencia, reduce el gasto médico derivado y disminuye el tiempo medio de retorno a una vida independiente.
Las nuevas tecnologías de comunicación inalámbricas y los avances en sistemas microelectromecánicos (MEMS) han permitido el desarrollo de numerosos dispositivos portátiles para la monitorización autónoma del movimiento humano en el ámbito de la teleasistencia domiciliaria. La mayoría de estos dispositivos portables se basan en un diseño constituido por un acelerómetro, un procesador, una memoria y un módulo de comunicaciones, como en US 6.433.690, US 7.479.890 o WO 2009/138900. Otros diseños añaden al esquema anterior acelerómetros en la misma unidad sensora (US 7.248.172) o en dispositivos distribuidos por el cuerpo (WO 2008/091227). Existen también propuestas que agregan otros sensores como giróscopos (US 2009/076419), magnetómetros (US 7.423.537), barómetros (WO 2009/138941), sensores de presión en los pies (US 2009/076419) o detectores RFID distribuidos por el entorno de seguimiento (WO 2007/057692). Incluso podemos encontrar diseños que complementan la monitorización con sensores de variables fisiológicas como el ritmo respiratorio, la presión parcial de CO2, la temperatura (US 6.997.882) o sensores de ECG (US 2009/048540).
El marco de uso de estos dispositivos cubre aplicaciones de diversa índole, como la detección o clasificación de la actividad del sujeto portador (US 6.433.690), la clasificación de movimientos (US 6.864.796), la estimación del gasto energético o del consumo calórico (US 2009/048540), la evaluación del nivel de actividad física (ES 2.309.455) o el cómputo del número de pasos al caminar (US 2009/048540). También se aplican a la detección de eventos de alarma o atención, como pueden ser las caídas (US 2008/129518, EP 1.779.772, US 7.502.498), del inicio de una caída (US 7.150.048), de períodos de inmovilidad del sujeto portador (US 7.145.461) o estadios de muerte súbita (WO 2008/050252). La monitorización del movimiento resulta además de interés en numerosas aplicaciones aparte del contexto médico de aplicación mencionado, como puede ser el control de robots o aparatos de ayuda al movimiento bípedo (US 7.017.395) o la detección inicial de caída en dispositivos como discos duros (EP 1.742.071).
La monitorización remota del movimiento o de los eventos cinéticos normalmente se realiza a través de un centro de telemonitorización o teleasistencia. El enlace con dicho centro se realiza en muchos casos de forma inalámbrica a través de una estación base fija con acceso a una red fija de comunicación (WO 2008/129451), a través de un enlace WiFi (US 7.394.385) o mediante conexión directa (US 2009/292227). También es posible realizar la monitorización en la propia estación base, como se plantea en (ES 2.309.455). La portabilidad del sistema aumenta si se hace móvil la estación base utilizando un dispositivo electrónico portable con conexión móvil (US 7.248.172), aunque también se considera la tecnología GSM/GPRS/UMTS en la unidad sensora para la comunicación con el centro de telemonitorización (EP 1.779.772). Esta propiedad se complementa si se añade un módulo de localización terrestre al dispositivo sensor (EP 1.870.037) o a la estación base móvil (US 2008/129518).
La información capturada por los sensores debe ser tratada y procesada para extraer las características o eventos cinéticos de interés. Este procesado se realiza en algunos casos en la misma unidad sensora (US 2009/174565, WO 2009/138941), en otros en la estación base (US 6.810.349), en el centro de monitorización (ES 2.309.455) e incluso de forma off-line en un ordenador personal (US 7.141.026). En otros diseños se efectúa en primer lugar un procesado sencillo en la unidad sensora para extraer parámetros o filtrar señales, y un procesado más complejo en la estación base (US 7.423.537) o en un servidor remoto (US 7.198.607). Estas soluciones que prevén una importante carga de procesamiento fuera de la unidad sensora no resultan eficientes desde el punto de vista energético, ya que se produce un mayor consumo en las transmisiones de los dispositivos para soportar un flujo de datos más denso.
No existe una localización común en los sistemas de monitorización de movimiento mencionados, siendo frecuente su ubicación en la cintura (WO 2009/138900), aunque también en el pecho (ES 2.264.645), en la cadera (US 7.423.537), en la muñeca (WO 2004/100092), en el tobillo (US 7.107.180), en los pies y muslos (US 2009076419), en un colgante del cuello (US2009174565) o incluso implantados en el pecho (US2009292227). Numerosos estudios han mostrado que la calidad de la información relativa a las transiciones entre estados posturales y parámetros metabólicos o cinéticos puede ser optimizada si el sensor se coloca cerca del centro de gravedad del sujeto, es decir en la espalda, en el plano mediano, a la altura del sacro [C. V. C. Bouten, M. Koekkoek, M. Verduin, R. Kodde, and J....
Reivindicaciones:
1. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día", caracterizada porque comprende:
2. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 1, donde la unidad inteligente de acelerometría (5) comprende:
3. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2 anteriores, donde el servidor personal (6) comprende:
4. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 3, donde los medios de comunicación comprenden:
5. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-4, donde el servidor personal (6) además comprende un módulo de localización (24) del usuario.
6. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 5, donde el módulo de localización (24) del usuario emplea el sistema GPS, GLONASS, Galileo o una combinación de los mismos.
7. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 5, donde el módulo de localización (24) del usuario emplea un sistema de posicionamiento indirecto basado en balizas emplazadas en el entorno del usuario.
8. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7 anteriores, donde la comunicación entre la unidad inteligente de acelerometría (5) y el servidor personal (6) se lleva a cabo por medio de uno de los siguientes sistemas: Ultra Low Power (ULP), Ultra WideBand (UWB) o IntraBody Communications (IBC).
9. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8 anteriores, donde la unidad de acceso (4) comprende:
10. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9 anteriores, caracterizado porque el procedimiento de funcionamiento comprende los pasos de:
11. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 10, que además comprende los pasos de:
12. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 11, donde los eventos de alarma se corresponden con situaciones en que la carga energética estimada en un corto período de tiempo supera determinados umbrales.
13. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 11, donde los eventos de alarma se corresponden situaciones en que la realización o ausencia de actividad en determinadas franjas horarias en la vida diaria del usuario supera determinados umbrales.
14. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 11, donde los eventos de alarma se corresponden con situaciones en que una estimación del gasto energético o consumo calórico en determinadas franjas horarias en la vida diaria del usuario supera determinados umbrales.
15. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-14, que además comprende el paso de monitorizar el nivel de energía restante en la batería (12) de la unidad inteligente de acelerometría (5).
16. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-15 anteriores, donde el paso de comunicación entre la unidad inteligente de acelerometría (5) y el servidor personal (6) está basada en la técnica de acceso al medio por división en el tiempo (TDMA) a partir de una estructura de supertrama.
17. Adición a la patente 200201710 "Sistema Portable para la Monitorización del Movimiento, Estado Postural y Actividad Física de Humanos durante las 24 Horas del día" de acuerdo con la reivindicación 16, donde el servidor personal (6) define un número N de intervalos temporales de la supertrama en función de las necesidades de comunicación en cada instante de tiempo.
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