Método de determinación de al menos un parámetro fisiológico de un individuo conductor,

piloto u operador de un vehículo o sistema de transporte o de defensa, que comprende: a) inyectar o inducir corriente en dicho individuo; b) medir en dicho individuo un parámetro eléctrico indicativo de su impedancia, comprendiendo: b1) medir el parámetro eléctrico con al menos dos pares de electrodos inyector-detector; b2) determinar la señal de impedancia a partir del parámetro eléctrico medido; b3) de entre las señales de impedancia determinadas, identificar aquéllas que tienen un origen fisiológico; y b4) seleccionar el par de electrodos que dan lugar a la señal de impedancia de mayor calidad; y c) derivar a partir de la señal de impedancia de mayor calidad dicho parámetro fisiológico.

Método y sistema de medida de parámetros fisiológicos.

Campo técnico de la invención

La presente invención se engloba en el campo de los sistemas de vigilancia del estado de atención de un individuo y detección de un estado indeseado. Más concretamente, presenta un método y un sistema para la medida no invasiva de parámetros fisiológicos de un usuario, especialmente de un conductor, piloto u operador de un vehículo o sistema de transporte o de defensa, a partir de medidas de impedancia.

Antecedentes de la invención

La medida de la impedancia eléctrica en el cuerpo humano es una técnica de diagnóstico no invasiva ampliamente utilizada, que permite monitorizar diversos procesos fisiológicos, desde acumulación de grasa corporal, hasta el rechazo de órganos trasplantados. Aplicada a la detección de señales biológicas en un vehículo permite detectar por ejemplo la respiración, el latido cardíaco, la postura o el estado fisiológico del usuario, ya que todos estos procesos llevan asociados un cambio de la impedancia eléctrica del cuerpo.

Se conocen diversos métodos y dispositivos dirigidos sobre todo a la detección de somnolencia en conductores de vehículos. La mayoría de estos métodos y dispositivos se basan en el modo de conducir del sujeto, extrayendo información relativa al uso del volante, salidas de carril o conducción en eses. Tales sistemas presentan la desventaja de que no son capaces de distinguir si un determinado modo de conducción corresponde a un estado anómalo del sujeto o, por el contrario, se debe a unas características de la vía, a unas condiciones de circulación o incluso es el modo de conducción normal de ese sujeto.

En otros documentos se combinan los sistemas de análisis de la conducción con la captación de señales biomédicas, generalmente relacionadas con la frecuencia cardiaca o la presión sanguínea. US 6,575,902 B1 describe un sistema para evaluar el estado de vigilancia en un conductor por medio de sensores que miden variables fisiológicas del conductor y derivan de las mismas los estados fisiológicos relevantes para decidir si su estado de vigilancia es satisfactorio.

El problema de los métodos y sistemas conocidos es que no consiguen garantizar la detección de una señal fisiológica deseada, independientemente del estado del individuo o de su modo de conducción.

Existe, por tanto, la necesidad de un método que permita determinar el estado de atención de un individuo de forma fiable y robusta, sin las limitaciones de los métodos conocidos y evitando el efecto que la variabilidad entre personas tiene sobre los métodos comunes basados en análisis de datos biomédicos.

El método y sistema propuestos obtienen información de variables fisiológicas del individuo relacionadas con el grado de fatiga o somnolencia a partir de la medida de impedancia eléctrica del individuo. Estas variables están regidas por el Sistema Nervioso Central y por lo tanto representan una información objetiva y precisa del estado de alerta del individuo. La principal ventaja sobre los sistemas conocidos es la redundancia en la adquisición de la señal y la gestión inteligente de dichos registros adquiridos para seleccionar el óptimo para el análisis.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona una solución a la problemática anteriormente expuesta, mediante un método de determinación de al menos un parámetro fisiológico de un individuo según la reivindicación 1 y un sistema de medida de al menos un parámetro fisiológico según la reivindicación 14. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de la invención.

En un primer aspecto inventivo se define un método de determinación de al menos un parámetro fisiológico de un individuo que comprende a) inyectar o inducir corriente en dicho individuo; b) medir en dicho individuo un parámetro eléctrico indicativo de su impedancia, y c) derivar a partir de la señal de impedancia de mayor calidad dicho parámetro fisiológico, donde la etapa b) incluye: b1) medir el parámetro eléctrico con al menos dos pares de electrodos; b2) determinar la señal de impedancia a partir del parámetro eléctrico medido; b3) de entre las señales de impedancia determinadas, identificar aquéllas que tienen un origen fisiológico; y b4) seleccionar el par de electrodos que dan lugar a la señal de impedancia de mayor calidad.

El parámetro fisiológico a determinar del individuo es preferentemente al menos uno de los siguientes: respiración, latido cardíaco, postura, estado de alerta (somnolencia, vigilia, fatiga, etc).

En una realización el parámetro eléctrico medido es la variación de tensión entre un par de electrodos y la señal de impedancia se calcula como el cociente entre la tensión medida y la corriente inyectada.

En una realización la selección del par de electrodos que dan lugar a la señal de impedancia de mayor calidad comprende calcular, para cada par de electrodos asociado a una señal de impedancia de origen fisiológico, un parámetro indicativo de la calidad de la medida, preferentemente la relación señal/ruido.

En una realización el método de la invención comprende determinar la señal respiratoria del individuo y procesar dicha señal respiratoria para la detección del estado de atención del individuo.

En una realización el método de la invención comprende autoescalar la señal de impedancia medida con cada par de electrodos. La ventaja principal el autoescalado es la corrección de factores poco controlables como la impedancia de los electrodos y derivas del sistema de adquisición entre otros.

En un segundo aspecto inventivo se define un sistema de determinación de al menos un parámetro fisiológico de un conductor, piloto u operador de un vehículo, sistema de transporte o de defensa que comprende:

medios inyectores de corriente para inyectar o inducir una corriente en dicho individuo;

medios detectores para medir un parámetro eléctrico indicativo de la impedancia en dicho individuo; y

medios de procesamiento de señal configurados para determinar y procesar una señal de impedancia a partir del parámetro eléctrico medido por los medios sensores; y

medios de procesamiento de datos configurados para

identificar las señales de impedancia que tienen un origen fisiológico,

seleccionar el par inyector-detector que dan lugar a la medida de mayor calidad, y

derivar a partir de la señal de impedancia un parámetro fisiológico.

Los medios de procesamiento de datos están configurados para buscar entre todos los canales de impedancia, aquellos en los que se manifiesta una causa de variación de la impedancia asociada a un sistema fisiológico, tal como respiratorio, cardíaco, etc.

El sistema de la invención decide cuál es el par de electrodos más favorable, esto es, aquéllos que ofrecen una medida de mayor calidad para la obtención de la señal fisiológica. El sistema electrónico está configurado para obtener la impedancia eléctrica del individuo a partir de la corriente inyectada y del parámetro eléctrico medido, generalmente la tensión, en el par de electrodos óptimo, de manera que se garantice la calidad de la señal empleada para el análisis.

Preferentemente, los medios inyectores de corriente y los medios detectores son electrodos dispuestos en el volante o mando del vehículo o sistema de transporte o de defensa y/o en el asiento del conductor, piloto u operador del mismo. Ventajosamente, de este modo no se requiere la colaboración del individuo objeto de la medida en el sentido de colocarse electrodos u otro tipo de sensores sobre el cuerpo.

En una realización el sistema de la invención comprende uno o varios sensores de respiración y/o movimientos, preferentemente uno o varios sensores integrados en diferentes partes del asiento para la detección e identificación del tipo de movimiento del individuo y/o al menos un radar Doppler.

En una realización los medios inyectores de corriente y los medios detectores están dispuestos de manera que la cavidad torácica queda en el camino de conducción de la corriente a través del individuo. Con ello se permite maximizar las variaciones de impedancia con la respiración.

El método y sistema de la invención permiten la obtención de información de variables fisiológicas del individuo relacionadas con el grado de... [Seguir leyendo]

1. Método de determinación de al menos un parámetro fisiológico de un individuo conductor, piloto u operador de un vehículo o sistema de transporte o de defensa, que comprende los siguientes pasos:

2. Método de determinación de al menos un parámetro fisiológico según la reivindicación 1, en el que el parámetro eléctrico medido es la variación de tensión entre un par de electrodos y la señal de impedancia se calcula como el cociente entre la tensión medida y la corriente inyectada.

3. Método de determinación de al menos un parámetro fisiológico según una de las reivindicaciones anteriores que comprende: