Dispositivo adaptativo y multimodal de realimentación auditiva alterada para la tartamudez basado en un avatar neurofisiológico.

Sistema para la reducción y tratamiento de la tartamudez del desarrollo basado en un modelo matemático neurofisiológico que pretende resolver el problema de pérdida de efectividad de los dispositivos actuales, por medio de una técnica de control adaptativa basada en el citado modelo matemático, y una realimentación multimodal de señales que permiten cuantificar en tiempo real la severidad de la tartamudez, tanto externa (percibida desde fuera), como interna (percibida solo por el sujeto con tartamudez). En el sistema participa un audífono inteligente (1), un conjunto de sensores inteligentes (2) y un asistente digital personal (3), todos conectados mediante una red personal inalámbrica.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene por objeto un sistema portable adaptativo y multimodal de realimentación auditiva alterada para la reducción de la tartamudez, basado en un modelo matemático neurofisiológico.

El sistema pretende resolver el problema de pérdida de efectividad que presentan los actuales dispositivos electrónicos de reducción de la tartamudez, asociada al carácter acomodativo del sistema sensorial, y en particular del auditivo. Para lograrlo utiliza una técnica de control adaptativa basada en un observador matemático neurofisiológico, que permite modular dos parámetros asociados al grado de tartamudez del sujeto, según un reciente modelo etiológico de la tartamudez. Estos parámetros son la percepción de ser supervisado u observado, y el rol de tartamudo. Por otra parte, el diseño de la invención, basado en algoritmos y modelos matemáticos programables, permite ajustar el sistema a nuevos datos científicos sobre su etiología.

El sistema está constituido por un audífono inteligente llevable de manera discreta por el sujeto, un conjunto de sensores inteligentes multimodales, y un asistente personal portable tipo Smartphone, todos conectados mediante una red personal inalámbrica, y se caracteriza porque el audífono ejecuta un algoritmo de realimentación auditiva alterada (AAF) , definido de manera amplia, cuyos parámetros operativos son calculados en tiempo real mediante un algoritmo de control basado en un modelo matemático neurofisiológico reducido y personalizado, ambos ejecutados en el asistente personal utilizando la realimentación multimodal proporcionada por la captura de voz del audífono y las señales de los sensores inteligentes, entre las que se encuentran datos de electroencefalografía (EEG) , electromiografía (EMG) y acelerometría (AC) .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

R E I V I N D I C A C I O N E S

1ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, que estando constituido por un audífono inteligente (1) portado por el sujeto, un conjunto de sensores inteligentes (2) , y un computador personal portable (tipo Smartphone) (3) , todos conectados mediante una red personal inalámbrica de bajo consumo, se caracteriza porque el audífono inteligente ejecuta un algoritmo de realimentación auditiva alterada (AAF) , cuyos parámetros operativos son definidos en tiempo real mediante un algoritmo de control, que utiliza a su vez un modelo matemático neurofisiológico personalizado de tipo estructural y determinista, siendo el algoritmo de control y el modelo ejecutados en el Smartphone.

2ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, según reivindicación 1ª, caracterizado por el carácter distribuido de sus elementos constituyentes. De tal manera que el algoritmo AAF es ejecutado en el audífono inteligente, situado en el oído del sujeto, el algoritmo de control y el modelo matemático neurofisiológico personalizado son ejecutados por el computador digital portable, y la información necesaria para la personalización en tiempo real (adaptación) del modelo matemático es capturada por los sensores inteligentes, situados en posiciones diferentes.

3ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el computador personal portable (3) dispone de un sistema de comunicación de largo alcance, por medio del cual se puede habilitar el seguimiento de la evolución del sujeto y la adquisición de información.

4ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, según reivindicación 1ª, caracterizado porque las señales capturadas por los sensores incluyen siempre la voz del sujeto (sensor en audífono) , señales de electroencefalografía (EEG) , y señales de electromiografía (EMG) , estas dos últimas mediante sensores discretos y llevables, y puede incluir, de manera no limitativa, señales de acelerometría (AC) , obtenidas por sensores basados en tecnología microelectromecánica (MEMS) . Estas señales alimentan el modelo matemático personalizado mediante la red personal inalámbrica.

5ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los programas que implementan el modelo neurofisiológico y algoritmo de control en el dispositivo (3) , así como los algoritmos que pre-procesan las señales capturadas por los sensores inteligentes (2) , y el propio algoritmo de realimentación auditiva alterada (AAF) en (1) , pueden ser modificados sobre un sistema en operación. Para ello el computador personal portable está programado para recibir los nuevos programas de manera inalámbrica a través del canal de comunicación de largo alcance, y grabar el nuevo modelo y algoritmo de control en su memoria interna (tipo EEPROM) , así como para gestionar el envío del AAF modificado al audífono, y de los algoritmos de pre-procesado a los sensores, los cuales también disponen memoria para su grabación (RAM o flash) .

6ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el índice de severidad de la tartamudez es computado como parte del algoritmo de control, ejecutado en el computador personal inalámbrico, y combina variables asociadas a tartamudez externa (voz) , con señales asociadas a tartamudez interna (EEG, EMG) .

7ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el algoritmo AAF que implementa el audífono está diseñado para actuar de manera controlada sobre dos aspectos de la comunicación expresiva. El primero es el grado de enmascaramiento de la comunicación, tal como la percibe el sujeto, para lo que modula las propiedades de la máscara de sonido MAF (espectro, amplitud, y efectos de sonido) . El segundo es la modificación del rol personal del sujeto, para lo que controla las propiedades del DAF y del FAF.

8ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, según reivindicación 1ª, caracterizado por su capacidad para utilizar señales de acelerometría (AC) de diferentes posiciones corporales para cuantificar la influencia de la comunicación quinésica en el índice de severidad de la tartamudez oral, y por su capacidad para utilizar señales AC de elementos no corporales (arco de un violín, bolígrafo, etc.) para cuantificar la influencia de la actividad cinemática en el índice de severidad de la tartamudez no oral.

9ª. Sistema portable adaptativo basado en avatar neurofisiológico para la reducción de la tartamudez, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el computador personal portable implementa una tecnología de comunicación de datos para la transferencia de información vía red WAN (de amplio alcance) , en tiempo real, con una plataforma de computación de gran capacidad, donde se ejecuta un modelo matemático neurofisiológico estructural complejo que puede sustituir al del computador portable, aumentando la precisión y ampliando la diversidad de variables tratadas en la determinación del índice de severidad de tartamudez, con fines terapéuticos y de investigación.