PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE DETECCIÓN DE CAÍDA.

Procedimiento de detección de caída de un usuario, llevando dicho usuario un dispositivo de detección (10) que comprende una caja (12) que contiene unos medios de alimentación (16),

unos medios de transmisión (18) de una señal de alerta, un acelerómetro (20) y unos medios de tratamiento (22) de las mediciones proporcionadas por el acelerómetro, que comprende unos medios de cálculo (24) y unos medios de memorización (26), previendo dicho procedimiento la realización, mediante los medios de tratamiento (22), de una cadena de tratamiento de las mediciones adquiridas por el acelerómetro (20) compuesta por las etapas siguientes:

- normalizar las mediciones de aceleración en datos de aceleración,

- extraer la componente de gravedad de dichos datos,

- transformar y agregar dichos datos en indicadores, tanto cualitativos como cuantitativos, de la actividad del usuario,

- clasificar el comportamiento del usuario con ayuda de dichos indicadores,

- activar una señal de alerta en caso de observación de un comportamiento supuesto anormal del usuario, estando dicho procedimiento caracterizado porque la extracción de la componente de gravedad consiste en estimar el vector gravedad g utilizando una esfera de radio unitario discretizada en varios vértices para modelizar el conjunto de las direcciones posibles del vector g unitario, y un cálculo estocástico para determinar la probabilidad contenida por cada vértice de que el vector g se encuentre en la dirección indicada por este vértice.

Procedimiento y dispositivo de detección de caída.

La presente invención se refiere a un procedimiento de detección de caída de una persona y al dispositivo asociado a este procedimiento.

Se sabe que, en las personas de edad, una de cada tres personas presenta riesgos de caída, siendo susceptible cada caída de generar riesgos para la persona y una pérdida suplementaria de autonomía; las secuelas psicológicas de un largo periodo de inmovilidad a consecuencia de una caída y sin asistencia son un factor importante de esta pérdida de autonomía y conducen generalmente a la decisión de permanecer dentro del propio domicilio.

Se sabe también que, en ciertas profesiones, una persona puede verse obligada a trabajar sola y, a veces, incluso sola en condiciones peligrosas.

Asimismo, se trate de una persona de edad, discapacitada, o de un paciente que se encuentra en un establecimiento sanitario, en un medio medicalizado o en su domicilio, o se trate de una persona que trabaja en un medio con riesgo o de manera aislada, es necesario que dicha persona pueda pos sí misma alertar fácilmente a los servicios de emergencia durante una enfermedad o cualquier incidente.

Así, se conocen dispositivos de la técnica anterior en forma de medallón, pulseras o cinturones que permiten que su usuario envíe una llamada a los servicios de emergencia por medio de una decisión voluntaria, tal como el acompañamiento de un botón pulsador, en caso de peligro o de malestar.

Estos dispositivos de la técnica anterior permiten transmitir una señal de alerta a un centro de teleasistencia o a cualquier otra persona designada, directamente o por medio de una base unidad a una red de telecomunicaciones, tal como internet, GSM u otra.

Un inconveniente principal de estos dispositivos de la técnica anterior es que necesitan una acción voluntaria del usuario para activar el envío de la señal de alerta.

Ahora bien, en caso de caída a consecuencia de un accidente o de una enfermedad, el usuario está generalmente aturdido y no dispone del tiempo necesario para reaccionar y activar la alerta antes o durante la caída. Y después de la caída, la persona pueda estar inconsciente o bien en un estado o una posición que le impide accionar el dispositivo de alerta.

Es para responder a las necesidades de estas personas susceptibles de caerse y encontrarse en apuros en ciertas situaciones por lo que se han desarrollado dispositivos llevados por el usuario, capaces de vigilar el comportamiento de un usuario e identificar un movimiento sospechoso correspondiente a una caída para activar automáticamente el envío de una señal de alerta.

No obstante, se plantean varias dificultades en la elaboración de estos dispositivos de detección de caída.

En primer lugar, estos dispositivos son difícilmente aceptados por el usuario y, además, en el caso de la detección de caída de personas de edad que interesa particularmente a la invención, teniendo lugar cerca de la mitad de las caídas por la noche y en el baño, dicho dispositivo debe llevarse casi permanentemente.

Por tanto, un dispositivo de detección de caída debe ser el menos molesto en las costumbres o las actividades del usuario y también dicho dispositivo debe ser discreto con el fin de que el usuario no se niegue a llevarlo delante de su círculo de conocidos.

Asimismo, dicho dispositivo debe poder fijarse fácilmente a un lugar simple.

Una posición interesante mantenida por varios dispositivos de la técnica anterior es la muñeca del usuario, presentándose dichos dispositivos en forma de pulseras.

En efecto, este emplazamiento permite responder de manera óptima a las limitaciones enunciadas anteriormente, llevándose a la manera de un reloj o de otra joya.

No obstante, a diferencia de un dispositivo situado, por ejemplo, sobre el tórax del usuario, la detección al nivel de la muñeca es más difícil, ya que no se conoce la posición del tronco del usuario.

Más en detalle, el sensor adoptado por la mayoría de los dispositivos de la técnica anterior para la detección de caídas es el acelerómetro que permite medir los choques y los movimientos.

Los dispositivos de la técnica anterior se tropiezan con dificultades mayores posicionando un acelerómetro al nivel

de la muñeca del usuario. En primer lugar, los numerosos movimientos posibles del brazo pueden ser interpretados como una caída y, en segundo lugar, no existe una referencia evidente y fiable en el espacio y con respecto al suelo para la posición del cuerpo.

Debido a estas dificultades, numerosos dispositivos de la técnica anterior cometen errores de detección y activan falsas alertas.

Por ejemplo, el documento US 2007/0146145 propone un procedimiento y un dispositivo de detección de caída que utilizan medidas acelerométricas sobre 3 ejes y que tratan dichos datos acelerométricos con el fin de observar la actividad o la inactividad del portador, deducir de ella unos índices relativos a su estado y activar eventualmente la transmisión de una señal de alarma.

Según este documento de la técnica anterior, los medios de tratamiento consiguen por doble integración de las mediciones de aceleración unas coordenadas polares que representan la posición del usuario.

A continuación, las evoluciones de estas coordenadas se comparan con varias series prerregistradas correspondientes a movimientos o comportamientos particulares del portador, y esto con el fin de transmitir una señal de alarma en caso de identificación de un comportamiento anormal.

Más en detalle, en este documento de la técnica anterior está previsto extraer la componente de gravedad de la aceleración total con el fin de conocer la aceleración dinámica, denominada propia, experimentada por el portador, y diferir el envío de una señal de alarma, por ejemplo hasta que las aceleraciones sobrepasan un determinado umbral o hasta que un periodo de inactividad supera una duración límite.

No obstante, a pesar de estas etapas de tratamiento de los datos acelerométricos, el procedimiento de detección de caída descrito en este documento US 2007/0146145 no consigue una estimación fiable de la componente de gravedad y de la dirección probable del vector gravedad, lo cual puede conducir a errores de detección y a la activación de falsas alertas.

Ahora bien, un dispositivo de detección de caída debe evitar absolutamente la activación de alertas de manera intempestiva y la acumulación de falsas alertas hacia los centros de teleasistencia u otras personas, lo cual desacredita la detección y puede conllevar intervenciones inútiles.

Para precaverse de estos errores y asegurarse de la detección de una caída, otros dispositivos anteriores, tales como el descrito en la patente francesa FR 2 874 727 de la misma solicitante, comprenden además unos medios de medición de otras magnitudes físicas, tales como sensores de caídas, centrales inerciales, sensores de temperatura u otros, con el objeto de tratar de correlacionar las mediciones de aceleraciones con otros índices tales como la frecuencia cardiaca y la tensión arterial, la temperatura corporal o incluso el nivel sonoro ambiente.

Esta multiplicación de los medios de medición aumenta el volumen del dispositivo de detección, lo cual va en contra de los criterios de discreción del dispositivo en la vida del usuario, y, sobre todo, el coste del dispositivo.

Además, la multiplicación de los sensores disminuye también la autonomía eléctrica de estos dispositivos, lo cual se considera particularmente molesto en el caso, como por ejemplo para las personas de edad, en el que el dispositivo debe llevarse casi permanentemente.

Por último, otro obstáculo encontrado por los dispositivos de la técnica anterior, en el marco de la vigilancia de una persona de edad, se refiere a la gran proporción de caídas que se producen en el cuarto de baño, por lo que dichos dispositivos deben por lo menos ser resistentes al agua.

Asimismo, un objetivo de la presente invención es evitar los inconvenientes encontrados con los dispositivos de la técnica anterior proponiendo un procedimiento de detección de caída de un usuario que limite los errores de detección y el consumo eléctrico de los medios de medición y de cálculo utilizados para la realización de un dispositivo de detección... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de detección de caída de un usuario, llevando dicho usuario un dispositivo de detección (10) que comprende una caja (12) que contiene unos medios de alimentación (16) , unos medios de transmisión (18) de una señal de alerta, un acelerómetro (20) y unos medios de tratamiento (22) de las mediciones proporcionadas por el acelerómetro, que comprende unos medios de cálculo (24) y unos medios de memorización (26) , previendo dicho procedimiento la realización, mediante los medios de tratamiento (22) , de una cadena de tratamiento de las mediciones adquiridas por el acelerómetro (20) compuesta por las etapas siguientes:

- normalizar las mediciones de aceleración en datos de aceleración,

- extraer la componente de gravedad de dichos datos,

- transformar y agregar dichos datos en indicadores, tanto cualitativos como cuantitativos, de la actividad del usuario,

- clasificar el comportamiento del usuario con ayuda de dichos indicadores,

- activar una señal de alerta en caso de observación de un comportamiento supuesto anormal del usuario,

estando dicho procedimiento caracterizado porque la extracción de la componente de gravedad consiste en estimar el vector gravedad g utilizando una esfera de radio unitario discretizada en varios vértices para modelizar el conjunto de las direcciones posibles del vector g unitario, y un cálculo estocástico para determinar la probabilidad contenida por cada vértice de que el vector g se encuentre en la dirección indicada por este vértice.

2. Procedimiento de detección de caída de un usuario según la reivindicación 1, caracterizado porque la esfera de radio unitario se discretiza con ayuda de un mallaje uniforme que recurre a los sólidos platónicos.

3. Procedimiento de detección de caída de un usuario según la reivindicación 2, caracterizado porque el sólido platónico utilizado es un cubo.

4. Procedimiento de detección de caída de un usuario según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el conjunto de los vértices de la esfera discretizada, o del sólido platónico utilizado, representa los estados de una cadena de Markov utilizada en el seno de un modelo de Markov oculto, y porque los coeficientes de la matriz de transición Tr dependen de la distancia entre dos vértice, s y la función de emisión Em depende del vector de aceleración propia v deducido restando el vector g designado por cada vértice al vector acelerométrico observado w.

5. Procedimiento de detección de caída de un usuario según la reivindicación 4, caracterizado porque la utilización de la cadena de Markov proporciona una estimación del vector gravedad g, un indicador de tasa de confianza en la dirección de este vector y una estimación del vector de aceleración propia v.

6. Procedimiento de detección de caída de un usuario según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la etapa de normalización consiste en aplicar a las mediciones de aceleración brutas unas desviaciones y unos coeficientes de puesta a escala con el fin de obtener una representación de dichas mediciones en forma de un vector normalizado en tres dimensiones, y porque un criterio utilizado para determinar los parámetros de esta normalización consiste en considerar que, en ausencia de aceleración propia o cuando está muy próxima a cero, y cualquiera que sea la posición del dispositivo de detección (10) , la norma del vector medido w, que es entonces sustancialmente igual a g, debe ser lo más próxima posible a uno.

7. Procedimiento de detección de caída de un usuario según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque la etapa de transformación y agregación de los datos de aceleración sobre un intervalo de tiempo dado resulta por lo menos en los tres indicadores siguientes:

- la confusión: este indicador se calcula como inversamente proporcional al mínimo de las tasas de confianza en la dirección del vector g,

- la dispersión: este indicador se calcula como el medio de la norma de las diferencias de los vectores de aceleración propia v consecutivos,

- la actividad: este indicador se calcula como la media de la norma de los vectores de aceleración propia v.

8. Procedimiento de detección de caída de un usuario según la reivindicación 7, caracterizado porque la etapa de clasificación del comportamiento del usuario se implementa en los medios de tratamiento (22) en forma de un autómata de Markov de estados ocultos, cuya parte oculta representa el estado del portador y cuya parte observable es proporcionada por dichos indicadores, y porque una versión simplificada de los estados, o clases de equivalencia, posibles del comportamiento del usuario son: un estado de reposo (56) , un estado activo (58) , un estado de caída (60) y un estado de inconsciencia (62) , conteniendo cada uno la probabilidad de que el usuario se encuentre en este estado.

9. Procedimiento de detección de caída de un usuario según la reivindicación 8, caracterizado porque está previsto activar el envío de una alerta con ayuda de los medios de transmisión (18) en cuanto la probabilidad del estado de inconsciencia (62) franquea un umbral predeterminado correspondiente a un comportamiento supuesto anormal del usuario.

10. Dispositivo de detección (10) de una caída de un usuario, que comprende una caja (12) que contiene unos medios de alimentación (16) , unos medios de transmisión (18) de una señal de alerta, un acelerómetro (20) y unos medios de tratamiento (22) de las mediciones proporcionadas por el acelerómetro, que comprende unos medios de cálculo (24) y unos medios de memorización (26) , implementándose el procedimiento de detección de caída según una de las reivindicaciones anteriores en dichos medios de tratamiento (22) .