Método y sistema para el cálculo de corrección de un ejercicio físico.

Método y sistema para el cálculo de corrección de un ejercicio físico Sector de la técnica La presente invención concierne, en un primer aspecto, a un método para el 5 cálculo de corrección de un ejercicio físico, dicho ejercicio físico realizado por un usuario conectado o cercano a unos dispositivos electrónicos de captación que recogen mediciones de distintas variables relacionadas con la ejecución de dicho ejercicio físico, y más concretamente a un método que comprende supervisar dicho ejercicio remotamente mediante el procesado de al menos parte de dichas variables 10 en un dispositivo de computación al que están conectados dichos dispositivos electrónicos de captación, la obtención de dicho cálculo de corrección en función de la distancia medida entre al menos una de dichas variables y valores de corrección previamente establecidos, y la transmisión de al menos dicho cálculo de corrección a un equipo remoto para su supervisión. 15 Un segundo aspecto de la invención concierne a un sistema dispuesto para la implementación del método del primer aspecto. Estado de la técnica anterior 20 La realización de ejercicios físicos y psíquicos es habitual en terapias de rehabilitación, planes de entrenamiento, mantenimiento de la forma física, wellness, etc… Por ello, el soporte que proporcionan las nuevas tecnologías de la información y comunicaciones está creciendo de forma exponencial en los últimos años. Muchas empresas ya están aplicando los dispositivos móviles y los sensores biométricos 25 electrónicos para realizar y controlar sesiones de ejercicios, hacer seguimiento remoto de pacientes y telecontrol de la actividad física y el deporte. La mayoría de estos sistemas basan sus resultados en la consecución de objetivos, como pueden ser: recorrer una distancia determinada, adelgazar un número de kilos, o realizar un ejercicio en un tiempo determinado. En todos estos casos, dicho 30 objetivo es utilizado para evaluar de una forma no subjetiva el resultado de la sesión, indicando o bien un porcentaje de éxito o una puntuación. Utilizar este valor como único método de valoración puede suponer un grave error, ya que se están obviando otros parámetros que pueden afectar directamente a la correcta realización del ejercicio y por tanto en la salud del paciente. Dichos parámetros tales como la postura, 35 el eje del movimiento, la fuerza, la velocidad, el tiempo, siendo ignorados pueden dar lugar a lesiones graves, realizaciones incorrectas de terapias, falta de mejoría en terapias de rehabilitación, aparición o aumento de dolor y otros problemas derivados de un mal seguimiento del ejercicio durante su ejecución. Esta consideración cobra aún más relevancia cuando se trata de monitorizar a personas que realizan el ejercicio 5 de forma remota y/o no supervisada. Es por todo esto que se necesita un sistema que permita garantizar que la realización del ejercicio o del entrenamiento es correcta, independientemente de la consecución del objetivo fijado. Además dicha corrección debe ser supervisada por un médico o especialista que pueda tomar decisiones, ajustar parámetros o hablar con el 10 usuario para futuras sesiones. Casos de sistemas y aplicaciones con ejercicios de rehabilitación orientados a objetivos: - Nintendo Wii con WiiFit [1]: El sistema es una consola de videojuegos con un sensor inalámbrico, en este caso una báscula con sensores de presión, donde el 15 objetivo es realizar una serie de iteraciones sobre un ejercicio cuyas instrucciones son mostradas en una animación gráfica en una pantalla de televisión o monitor. Se mide el tiempo empleado en realizar los ejercicios, el número de iteraciones y el valor objetivo conseguido, pero no la corrección del ejercicio. - GestureTek [2]: Sistema basado en reconocimiento de movimiento con 20 cámaras para la realización de ejercicios de rehabilitación física y psíquica. Se realizan juegos utilizando movimientos del cuerpo frente a una o más cámaras conectadas a un ordenador. Se analiza la imagen y se pueden obtener datos biométricos de movimiento del usuario. - Nintendo Wii con Stationar y Bike [3]: Sistema de Nintendo que incluye la 25 consola Wii y una bicicleta estática para realizar ejercicios mientras se juega con la consola. Referencias externas que tratan sobre el control de ejercicios de rehabilitación en casa, corrección de los ejercicios y formación específica para la realización de terapias correctamente: 30 - The effects of mode of exercise instruction on correctness of home exercise performance and adherente [4]: Artículo sobre la necesidad de realizar una formación o instrucción previa y durante la realización de ejercicios en casa, y cómo afecta dicha formación en la correcta realización de ejercicios. Se proponen sistemas como cursos, vídeos domésticos, libros, guías, etc… En este artículo se expresa la necesidad de 35 controlar la corrección a la hora de realizar ejercicios, pero una vez en casa, no existe supervisión automática o controlada. - Method of exercise prescription and evaluation [5]: Patente sobre la prescripción automática supervisada de protocolos de ejercicios en función de los datos del sujeto. En esta patente se propone un sistema para, según los datos del 5 sujeto, realizar una prescripción de protocolos de ejercicios acordes a sus necesidades. Se trata por tanto de una prescripción automática de objetivos, que luego son modificables por un supervisor, y presentados al cliente en el dispositivo que va a utilizar. No se aborda la evaluación de corrección de ejercicios. - Identifying Exercise Correctness for Home-Based [6]: Este artículo reconoce 10 la necesidad de controlar la corrección en la realización de ejercicios en casa en pacientes de rehabilitación, entrenamiento, etc… en tiempo real mientras se realiza el ejercicio. Para ello propone un sistema inteligente basado en redes neuronales, que mediante un entrenamiento previo del sistema, indica si se está realizando correctamente el ejercicio durante la ejecución del mismo. 15 Otras patentes que abordan el análisis de ejercicios físicos: - US6210301: Se presenta una patente para comparar las señales de sensores mediante análisis matemático o estadístico de señal (redes neuronales por ejemplo) . En este caso se utiliza la señal original o procesada comparada con una señal precalculada que representa los valores ideales de la señal. 20 - US006007459A: En esta invención se propone un sistema para comunicar a un paciente de ejercicios fisioterapéuticos con su médico o fisioterapeuta mediante audio, video o data, de forma que el médico puede supervisar dichos valores y notificar de las posibles mejoras o cambios al paciente en tiempo real o a posteriori. - US6682351: se propone algo prácticamente igual a US6210301. En esta 25 ocasión se habla de una unidad específica que se encarga de evaluar los datos de entrada de los sensores y como métodos de cálculo se propone nuevamente redes neuronales o lógica difusa. Las redes neuronales tienen la desventaja de necesitar un entrenamiento específico de cada ejercicio, y de obtener resultados no determinísticos en función de los valores de entrada. Además no proporcionan un feedback preciso 30 para el paciente, sino uno o varios valores de aproximación del ejercicio al ideal. - En EP1195139 se propone un método específico para comprobar la postura de la espalda. - En US20030027118 también se propone un sistema/método para control del ejercicio durante la rehabilitación. Se basa en la adquisición de datos de sensores, sin 35 necesidad de supervisión. Se centra fundamentalmente en la adquisición de los datos y en su comparación con unos umbrales predefinidos. - En WO2008010131 se propone un método para calcular la posición 3D del ejercicio a partir de tres sensores localizados en dos partes del cuerpo unidas (codo, rodilla, etc.) . Es una invención orientada a la representación gráfica y cálculo de 5 posiciones y ángulos de partes del cuerpo en tiempo real. Las soluciones actuales que pueden encontrarse implementadas en fabricantes, desarrolladores, proveedores de servicios y teleoperadoras basan sus resultados en la consecución de objetivos que se puedan medir mediante sensores, dispositivos electrónicos, encuestas rellenadas por el usuario o la observación de un 10 especialista. Dichos objetivos, tales como distancia, velocidad, tiempo, número de repeticiones, etc… presentan una forma no subjetiva de evaluar el resultado de un ejercicio, sesión o terapia. Esta forma de evaluación persigue informar al usuario sobre si ha alcanzado el objetivo pero no si ha alcanzado el objetivo de “forma correcta”. En este punto hay acuerdo común entre los terapeutas, en muchos casos la realización 15 del ejercicio de forma incorrecta es más perjudicial que beneficioso...

1. Método para el cálculo de corrección de un ejercicio físico, dicho ejercicio físico realizado por un usuario conectado o cercano a unos dispositivos electrónicos de captación que recogen mediciones de distintas variables relacionadas con la ejecución 5 de dicho ejercicio físico, caracterizado porque comprende supervisar dicho ejercicio remotamente mediante la realización de las siguientes acciones: - procesar al menos parte de dichas variables en un dispositivo de computación al que están conectados dichos dispositivos electrónicos de captación; - obtener dicho cálculo de corrección en función de la distancia medida entre al 10 menos una de dichas variables y valores de corrección previamente establecidos; y - transmitir al menos dicho cálculo de corrección a un equipo remoto para su supervisión.

2. Método según la reivindicación 1, que comprende obtener un valor objetivo de la realización de dicho ejercicio físico, dicho valor objetivo haciendo referencia a un 15 valor cuantitativo que indica si se ha alcanzado un objetivo concreto a cumplir para dicho ejercicio físico, siendo dicho valor objetivo independiente del cálculo de corrección y siendo obtenido mediante dichos dispositivos electrónicos de captación, feedback directo de dicho usuario o supervisión directa de una tercera persona.

3. Método según la reivindicación 2, que comprende transmitir además dicho 20 valor objetivo a dicho equipo remoto para su supervisión.

4. Método según la reivindicación 1, 2 ó 3, que comprende presentar en tiempo real dicho cálculo de corrección a dicho usuario mientras realiza dicho ejercicio físico para que dicho usuario pueda corregir la realización de dicho ejercicio físico en función del cálculo presentado. 2.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende mostrar a dicho usuario mediante un interfaz gráfico al menos algunos de los siguientes elementos: número de repeticiones a realizar para dicho ejercicio físico, número de series a realizar para dicho ejercicio físico, postura correcta para realizar dicho ejercicio físico, estado de dichos dispositivos electrónicos de captación y 30 colocación correcta de dichos dispositivos electrónicos de captación..

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende definir: - un conjunto de valores para cada variable de cada dispositivo electrónico de captación que contiene todos los posibles valores de dicha variable; 35 - un primer subconjunto contenido en dicho conjunto de valores que contiene los valores posibles que se pueden generar durante un ejercicio físico concreto para dicha variable; y - un segundo subconjunto contenido en dicho primer subconjunto que contiene dichos valores de corrección, dichos valores de corrección indicando los valores de 5 dicha variable que son correctos para dicho ejercicio físico concreto..

7. Método según la reivindicación 6, que comprende obtener un rango de valores continuo para dicho conjunto, primer subconjunto y/o segundo subconjunto mediante la interpolación de los valores extremos de dicho conjunto, primer subconjunto y/o segundo subconjunto respectivamente. 1.

8. Método según la reivindicación 6 ó 7, que comprende calcular dicha distancia entre un valor de una de dichas variables medidas mediante dichos dispositivos electrónicos de captación y dicho segundo subconjunto como el valor absoluto de la diferencia, el módulo, la distancia al centro del segundo subconjunto o cualquier otra técnica de medición de distancia entre un valor y un conjunto de valores. 1.

9. Método según la reivindicación 8, que comprende normalizar dicha distancia en un rango de 0 a 1, siendo 0 la menor distancia posible e indicando el valor más alto de corrección y siendo 1 la mayor distancia posible e indicando el valor más bajo de corrección.

10. Método según la reivindicación 9, en el que dicho valor de corrección es 20 dicha distancia normalizada o es un valor agregado de varias distancias normalizas obtenidas para diferentes variables, siendo dichas variables independientes y obtenidas mediante dichos dispositivos electrónicos de captación.

11. Método según la reivindicación 9, que comprende representar dichos conjunto de valores, primer subconjunto y segundo subconjunto con vectores, en los 25 que cada vector está formado por diversas variables dependientes entre ellas, dichas variables dependientes asociadas a dichos dispositivos electrónicos de captación.

12. Método según la reivindicación 11, que comprende considerar el tiempo como una de dichas variables dependientes en dichos vectores.

13. Método según la reivindicación 12, que comprende calcular dicha 30 distancia, interpolar dichos conjunto, primer subconjunto y/o segundo subconjunto y normalizar dicha distancia de forma análoga para espacios vectoriales.

14. Método según la reivindicación 12, que comprende: - definir diferentes estados del vector referido a dicho segundo subconjunto en función de diferentes instantes tiempo, cada estado estableciendo valores concretos de las variables dependientes que conforman dicho vector; - realizar una interpolación entre dichos estados obteniendo una curva de interpolación entre estados.

5. calcular dicha distancia entre el valor de una de las variables recogidas por dichos dispositivos electrónicos de captación y dicha curva de interpolación; - normalizar dicha distancia entre 0 y 1; y - establecer dicho valor de corrección como dicha distancia normalizada.

15. Sistema para el cálculo de corrección de un ejercicio físico, dicho ejercicio 10 físico realizado por un usuario conectado o cercano a unos dispositivos electrónicos de captación que recogen mediciones de distintas variables, caracterizado porque comprende: - un equipo de computación de usuario que recibe y procesa dichas mediciones de dichos dispositivos electrónicos de captación y obtiene dicho cálculo de corrección 15 en función de la distancia medida entre al menos una de dichas mediciones y valores de corrección previamente establecidos; - un aplicativo o un interfaz gráfico entre dicho equipo de computación de usuario y dicho usuario en el que se muestra a dicho usuario indicaciones referentes a dicho ejercicio físico.

20. un equipo de computación remoto que recibe dicho cálculo de corrección de dicho equipo de computación de usuario para la supervisión remota por parte de un supervisor; - un aplicativo o interfaz gráfico entre dicho equipo de computación remoto y dicho supervisor en el que se muestra al menos dicho cálculo de corrección. 2.

16. Sistema según la reivindicación 15, en el que dichos dispositivos electrónicos de captación son sensores biométricos o cámaras y están conectados a dicho equipo de computación de usuario mediante cable, wifi, bluetooth, infrarrojos, usb o cualquier otro interfaz de comunicación, dicho equipo de computación de usuario está conectado a un servidor mediante una tecnología de red y dicho servidor es 30 accesible para dicho supervisor mediante un interfaz web..

17. Sistema según la reivindicación 15 ó 16, en el que dicho cálculo de corrección es presentado a dicho usuario en tiempo real mientras realiza dicho ejercicio físico mediante dicho interfaz gráfico entre dicho equipo de computación de usuario y dicho usuario, una señal acústica o una señal vibratoria. 35 18. Sistema según la reivindicación 16, en el que dicho servidor almacena ejercicios físicos propuestos por dicho supervisor y dicho usuario descarga dichos ejercicios físicos propuestos desde dicho equipo de computación de usuario y dicho servidor almacena dicho cálculo de corrección y otros datos relacionados con la ejecución de un ejercicio físico enviados desde dicho equipo de computación de 5 usuario tras la realización de dicho ejercicio físico..

19. Sistema, según reivindicación 15, caracterizada porque que implementa el método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores de la 1 a la 14. 10