ES2252228T3 - Dispositivo y procedimiento de deteccion de situaciones anormales. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de detección de situaciones anormales, particularmente de caídas, en un sujeto vivo, que comprende al menos un detector de presión (36; 76), que suministra una señal representativa de una presión, así como medios (68) de tratamiento de al menos una información de actividad y de al menos una información fisiológica, caracterizado por que comprende medios (68) de separación de las informaciones que se presentan en dicha señal representativa de una presión, que suministran a dichos medios de tratamiento (68), por una parte, al menos una información de actividad, representativa de la actividad de dicho sujeto, y, por otra parte, al menos una información fisiológica.

Description

Dispositivo y procedimiento de detección de situaciones anormales.

El dominio de la invención es el de la detección de ciertas situaciones anormales, principalmente patológicas y, en particular, de caídas, ocurridas en un sujeto humano. Tal detección tiene fundamentalmente por objeto la transmisión de una alarma hacia una tercera persona (persona física o servicios,...) que realiza una función de vigilancia a distancia.

La invención puede encontrar aplicaciones en numerosas situaciones, y puede constituir el equipo sobre todo de personas mayores y/o de movilidad limitada, de trabajadores aislados, de niños, de animales,...

Los sistemas de alarma a distancia conocidos están constituidos generalmente de un conjunto portado por el sujeto y comunicados con una base fija, por ejemplo, por medio de un enlace de HF. En el caso de una situación anormal, la base fija emite un mensaje codificado, conducido por ejemplo a través de la red telefónica, hacia un centro especializado. En ciertas instituciones, el mensaje puede ser conducido por una red interna.

En todos los casos, estos sistemas prevén un desencadenamiento a posteriori y voluntario del procedimiento, seguido de una caída o de una indisposición. Esto supone, por tanto, que el sujeto tenga la capacidad y la voluntad de hacerlo.

Se conocen ya diferentes sistemas de alarma a distancia. En particular, existen dispositivos que se llevan en forma de un medallón en torno al cuello, que necesitan una acción de presión o de tracción para emitir una alarma. Además del hecho de que se trata de sistemas pasivos (que necesitan una acción voluntaria del portador), estos dispositivos producen a menudo falsas alarmas, por ejemplo, por la noche, cuando se llevan y chocan intempestivamente contra la cama. Es más, no se sabe cuándo no se están llevando.

Se conocen igualmente los captadores o detectores de movimiento, que informan sobre la actividad nocturna anormal, o los sistemas detectores de la posición que equipan las camas de ciertos servicios médicos.

De hecho, para describir una caída a partir del centro de gravedad de una persona, es necesario establecer la cinemática, es decir, conocer las condiciones iniciales (masa, estatura, posición), las tres aceleraciones y las tres rotaciones. Una tal solución se propone en el documento de Patente francesa FR-2.760.116, que se sirve de dos girómetros. Se calcula la trayectoria y un inclinómetro informa del final del movimiento.

Ésta puede llevarse en un bolsillo, si bien presenta un consumo importante, lo que constituye un factor de limitación de su uso para una persona situada en un lugar aislado. Además, no permite detectar más que caídas importantes, y no una "micro-caída" sobre la cama del paciente o una caída lenta, por ejemplo, a lo largo de una pared. Ahora bien, se sabe que una persona dependiente, físicamente limitada en sus desplazamientos, busca apoyos a lo largo de su recorrido. Lo mismo en posición sentada que tendida, una indisposición no se verá seguida de una alarma.

Más aún, se conocen los sistemas que asocian la detección de la deceleración en el momento de una caída y un canal vocal bidireccional, o en ambos sentidos, los sistemas que asocian la protección con respecto a la vertical y la evaluación de la energía cinética del cuerpo humano, así como los sistemas que asocian un análisis de la medición de la actividad y un captador o detector de la posición.

De forma general, estas diversas técnicas no son eficaces al 100%, sino que únicamente son capaces de detectar caídas importantes, con grados de precisión variables. Esto presenta dos inconvenientes fundamentales:

- no se detectan sistemáticamente todas las caídas o indisposiciones, en particular cuando el sujeto se encuentra sentado o echado;

- producen un número importante de falsas alarmas.

Se conocen, por otra parte, conjuntos de vigilancia médica no ambulatorios, capaces de transmitir las mediciones de ciertos parámetros fisiológicos. Los más sofisticados utilizan la telemedicina o medicina a distancia. Se trata de sistemas complejos y costosos, reservados a ciertos tipos de pacientes, pero que no están adaptados a las personas de edad y/o de movilidad reducida en un lugar aislado.

Se conocen aún diferentes tipos de detectores fisiológicos (pulso, respiración, temperatura,...), pero éstos no están nunca asociados a procedimientos de decisión, y no permiten detectar una situación anormal, tal como una caída.

De acuerdo con el documento US-5.515.858, se conoce igualmente un sistema capaz de tener en cuenta, por una parte, informaciones sobre la medición de la actividad, y, por otra parte, informaciones fisiológicas. El documento FR-2.785.073 presenta también un sistema semejante que sugiere tener en cuenta los dos tipos de información simultáneamente. En los dos casos, es necesario poner en práctica medios de medición específicos para cada tipo de información.

La invención tiene particularmente como propósito paliar estos distintos inconvenientes de las técnicas anteriores.

Más precisamente, es un propósito de la invención aportar un dispositivo y un procedimiento de detección de situaciones anormales, sobre todo de caídas, que presenten una fiabilidad óptima (es decir, cercana al 100%). En particular, la invención tiene por objetivo hacer posible la detección de todos los tipos de caídas, incluso cuando el sujeto portador está echado o sentado, o bien tiene el cuerpo apoyado contra una pared.

Otro objetivo de la invención consiste en suministrar un tal dispositivo y un tal procedimiento que supriman, o al menos limiten en gran medida, la generación de falsas alarmas (debidas, por ejemplo, a un movimiento brusco, a un choque intempestivo,...).

En otros términos, la invención tiene como propósito permitir una detección de las situaciones anormales que sea a la vez más segura y más eficaz que las técnicas conocidas.

Es, además, un objetivo de la invención procurar un tal dispositivo que sea:

- relativamente sencillo y poco costoso de fabricar;

- que presente un consumo pequeño y, por tanto, una buena autonomía;

- poco embarazoso, así como ergonómico (es decir, que no presente molestias para el que lo porta).

Estos objetivos, así como otros que se pondrán de manifiesto en lo que sigue, se alcanzan, de acuerdo con la invención, con la ayuda de un dispositivo de detección de situaciones anormales de acuerdo con la reivindicación 1.

Así, con arreglo a la invención, se obtiene una determinación eficaz y precisa de las situaciones anormales, teniendo en cuenta dos tipos de información.

Por supuesto, es posible que, en ciertas situaciones, las informaciones relativas a la actividad sean suficientes (caída brutal, por ejemplo). En este caso, no es obligatorio tener en cuenta las informaciones fisiológicas. Y a la inversa, puede preverse que se aporten y analicen periódicamente informaciones fisiológicas, incluso en ausencia de una información de actividad alarmante.

Más precisamente, el dispositivo de la invención comprende:

- medios de detección de una posible situación anormal, alimentados por un sistema de medición de la actividad que suministra dicha o dichas informaciones de actividad; y

- medios de confirmación de dicha posible situación anormal, alimentados por al menos un detector fisiológico que suministra dicha o dichas informaciones fisiológicas.

Tal y como se ha indicado en lo anterior, puede no tratarse más que de un modo, entre otros, de utilización de las informaciones de actividad y fisiológicas.

De forma preferida, en régimen continuo, sólo se encuentra activa la toma en consideración de una información relativa a la actividad, y se tiene en cuenta una información fisiológica a intervalos regulares y/o en presencia de una posible situación anormal.

Esta solución permite realizar sistemas de bajo consumo, al no obtenerse y analizarse las informaciones fisiológicas más que cuando ello es necesario para despejar una duda. En régimen permanente únicamente se efectúa el seguimiento de las informaciones de actividad.

La técnica de la invención es, por tanto, diferente de los sistemas de medición de la actividad que comprenden un acelerómetro o, ventajosamente, dos o tres acelerómetros, cuyas salidas se suman con el fin de formar una señal única de actividad que alimenta dichos medios de detección de una posible situación anormal. Tales sistemas se presentan particularmente en los documentos FR-2.785.073 y US 5.515.858, ya mencionados.

De acuerdo con otro modo de realización ventajoso, dicho sistema de medición de la actividad comprende al menos un detector de presión, que asegura igualmente la detección de los parámetros fisiológicos. La señal suministrada por el detector de presión es, por tanto, rica en información, y se realiza, de preferencia, una primera separación de variables entre la medición de la actividad y los parámetros fisiológicos. Puede así tratarse una parte de la información de movimiento por una interfaz no lineal y servir para activar el microprocesador de resultas de una actividad motriz discontinua.

El detector de presión forma entonces, simultáneamente, al menos una parte del sistema de medición de la actividad y al menos una parte de los detectores fisiológicos.

Preferiblemente, dicho o dichos detectores fisiológicos suministran al menos una de las informaciones pertenecientes al grupo que comprende:

- el pulso;

- una cierta magnitud, función de la presión arterial (por ejemplo, una presión externa que es función de la presión arterial, modulada por la respiración, de manera que el análisis permita desmodular esta amplitud y calcular el pulso);

- el ritmo y/o el caudal respiratorio;

- la temperatura (en particular, la temperatura cutánea local),

así como las variaciones y/o combinaciones de estas magnitudes.

La mayor parte de estos datos pueden ser deducidos de la señal suministrada por un único detector de presión. Así pues, de forma ventajosa, el dispositivo de la invención pone en práctica al menos un detector dinámico de presión, sensible a la impulsión cardiaca de dicho sujeto. Puede preverse, en particular, la disposición de un tal detector con un brazalete o pulsera elástica, lo que permite transmitir la impulsión cardiaca que nace del interior de la muñeca.

De forma ventajosa, el dispositivo de la invención comprende medios de medición de una información representativa de la fuerza de aplicación de dicho dispositivo sobre la piel de dicho sujeto. Esta información permite de manera ventajosa, por otra parte, verificar si el dispositivo se está llevando (y se sujeta lo suficientemente bien).

De acuerdo con un modo de realización preferido, éste se realiza con la forma de un reloj de pulsera. Se dispone entonces de un dispositivo práctico y discreto.

Ventajosamente, el dispositivo de la invención comprende un dispositivo de palpación o pistón, que forma la interfaz entre la piel de dicho sujeto y al menos un detector fisiológico. Esto permite librarse de los problemas debidos a un desplazamiento o a una desviación de la zona de apoyo sobre la piel del portador.

De acuerdo con un aspecto ventajoso de la invención, el dispositivo comprende medios de generación de una alarma local y medios de transmisión de dicha alarma hacia un lugar distante, tras un retardo predeterminado, cuando dicha alarma no ha sido invalidada manualmente por dicho sujeto.

Se evita de esta forma la transmisión de falsas alarmas hacia un lugar de gestión distante. Es el portador quien garantiza por sí mismo la gestión de las falsas alarmas.

De manera ventajosa, el dispositivo comprende además medios de desencadenamiento o disparo manual, que emiten una alarma hacia un lugar distante. El portador puede así, incluso en ausencia de la detección automática, advertir al lugar de vigilancia, por ejemplo, en caso de enfermedad o de signos premonitorios de ésta última.

De acuerdo con un modo preferente de realización, dicho disparo manual se obtiene apretando fuertemente dicho dispositivo, con el fin de actuar sobre dichos medios de medición de una información representativa de la fuerza de aplicación.

La puesta en práctica resulta entonces muy sencilla y no precisa ningún medio suplementario.

De forma ventajosa, el dispositivo de la invención comprende medios de memorización de al menos un modelo de caída y/o de una serie de dichas mediciones fisiológicas.

Preferiblemente, se prevén medios de presentación visual de al menos una de las informaciones pertenecientes al grupo que comprende:

- hora y fecha;

- informaciones fisiológicas;

- alertas;

- mensajes personalizados, en un instante dado;

- informaciones de localización.

El dispositivo puede igualmente comprender al menos un fotodiodo para la transmisión de información a medios de tratamiento de dicho dispositivo y/o para suministrar una información de iluminación.

El dispositivo de detección de situaciones anormales puede asimismo servirse de un micrófono, estar asociado a un sistema anti-fuga, y comprender medios de localización y/o medios de supervisión fisiológica.

La invención se refiere igualmente al procedimiento que se lleva a cabo para el dispositivo que se ha descrito en lo anterior. Este procedimiento comprende, en particular, una etapa de generación de una señal de alarma representativa de una situación anormal, en función de un análisis de al menos una información de actividad y, al menos en ciertos casos, de al menos una información fisiológica.

De manera preferida, el procedimiento comprende las siguientes etapas:

- detectar una posible situación anormal en función de dicha o dichas informaciones de actividad; y

- confirmar o invalidar dicha posible situación anormal, en función de dicha o dichas informaciones fisiológicas.

Ventajosamente, comprende asimismo las siguientes etapas:

- generar una alarma local;

- esperar una orden de anulación por parte de dicho sujeto durante un retardo predeterminado;

- transmitir hacia un lugar distante dicha alarma cuando dicha alarma no ha sido anulada en el curso de dicho retardo.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto más claramente con la lectura de la siguiente descripción de un modo preferido de realización de la invención, proporcionado a título de mero ejemplo ilustrativo y no limitativo, y con las figuras que se acompañan, entre las cuales:

- la Figura 1 es un diagrama sinóptico general que ilustra el principio de la invención en el caso de una caída;

- la Figura 2 es un ejemplo de las señales suministradas por los acelerómetros en caso de caída, y de su suma;

- la Figura 3 presenta el principio de transferencia del pulso cardiaco al dispositivo de la invención, realizado en forma de un reloj de pulsera;

- las Figuras 4a y 4b muestran un ejemplo de ondas cardiacas moduladas por la respiración, respectivamente en el dominio temporal y en el dominio de la frecuencia;

- la Figura 5 es un diagrama sinóptico que presenta las capacidades funcionales del dispositivo de la invención;

- las Figuras 6A y 6B presentan los diferentes detectores y su entorno, al servirse de ellos dependiendo del dispositivo de la invención, según dos modos de realización:

- Figura 6A: utilización de tres detectores piezoeléctricos;

- Figura 6B: utilización de un detector de presión;

- la Figura 7 muestra, en corte, un modo de realización del dispositivo de la invención;

- la Figura 8 es un diagrama de flujo detallado del procedimiento de vigilancia de la invención.

La invención tiene, por tanto, por objeto un dispositivo de detección de situaciones anormales en un sujeto y, particularmente, de caídas. Este dispositivo y el procedimiento correspondiente son más fiables y más precisos que los sistemas conocidos, en particular debido a que combinan, al menos cuando es necesario, informaciones de medición de la actividad y fisiológicas, tal como se ilustra esto por medio del diagrama sinóptico general de la Figura 1.

El análisis de la situación de medida de la actividad del paciente, en función de la información 12 relativa a la actividad, puede ser de tres tipos:

- normales, 111: únicamente están en funcionamiento entonces los captadores o detectores de medición de la actividad;

- claramente anormales, 112: en este caso se pasa directamente a la etapa 13 de generación de una alarma;

- potencialmente anormales, 113: se trata del caso habitual en que se ha detectado una agitación o sacudida importante sin que se tenga la seguridad de que se trata de una caída (este caso es más frecuente cuanto más pequeños son los umbrales de detección de la agitación, de manera que se detecten las "micro-caídas").

En esta última situación 113, se hace uso de una etapa suplementaria 14 de confirmación o de invalidación de la normalidad de la situación, en función de informaciones 12 de medición de la actividad. Si el portador es capaz de moverse, puede disparar manualmente una alarma. En caso contrario, se tienen en cuenta las informaciones fisiológicas 15. En caso de invalidación, se recupera la situación normal 111. En caso contrario, se pasa a la etapa de generación de una alarma. Por supuesto, los datos fisiológicos pueden constituir el objeto de mediciones regulares independientemente de una detección de movimiento, y, llegado el caso, provocar la emisión de una alarma, por ejemplo, en el caso de un problema cardiaco (incluso si no ha habido ninguna caída...).

Las informaciones de medición de la actividad y fisiológicas pueden utilizarse igualmente en paralelo, o bien de cualquier otra forma adecuada.

De acuerdo con otro aspecto ventajoso de la invención, la generación de alarmas 13 se hace en dos tiempos, de tal modo que se evita la generación de falsas alarmas y, por tanto, las intervenciones inútiles de las personas a cargo de la vigilancia a distancia. De esta forma, se genera en un principio una alarma local 131, bajo la forma, por ejemplo, de una señal sonora.

El sujeto portador dispone entonces de un lapso de tiempo predeterminado, por ejemplo, de algunas decenas de segundos, para intervenir y anular la alarma si no se encuentra realmente en una situación que precise una intervención. En caso de anulación de la alarma (132), se retorna al modo normal. En caso contrario, se transmite una alarma (133) hacia el lugar de la vigilancia a distancia.

Llevado ventajosamente bajo la forma de una caja de reloj, el dispositivo de la invención comprende por tanto un conjunto de detectores de motricidad que permite conocer las aceleraciones de la muñeca. Estas magnitudes, de las que se proporciona un ejemplo en la Figura 2 (21, 22 y 23: aceleraciones respectivas según los ejes X, Z e Y) sirven, por tanto, en primer lugar para discriminar o diferenciar un nivel de energía crítico. En efecto, la banda pasante de aceleraciones en el momento de una caída está comprendida entre 0,5 Hz y 6 Hz, que se considera como una banda estrecha.

Con el fin de optimizar el consumo, se asimilan las señales remitidas 21, 22 y 23, sumadas y filtradas en paso bajo, a la energía en juego, al objeto de obtener la señal 24, que sirve para poner en marcha los medios de cálculo del dispositivo.

De acuerdo con una variante ventajosa, los detectores de motricidad pueden ser reemplazados por un único detector de presión, que garantiza igualmente la detección de los parámetros fisiológicos.

En los segundos siguientes, se realizan mediciones de energía y se comparan con un modelo de caída, de acuerdo con el algoritmo que se describe en lo que sigue. Después de la activación, las mediciones emitidas por los acelerómetros (o del detector de presión, tras el análisis de una parte de la información de medición de la actividad, tratada por una interfaz no lineal) se convierten en energía. La comparación o la referencia al umbral tiene lugar con respecto a un modelo, es decir, un conjunto de valores sucesivos que representan una evolución en el tiempo (por ejemplo, la forma de la onda tras un choque), y no con respecto a un único valor de umbral.

Esta caída puede ser relativa, es decir, que el centro de gravedad del cuerpo humano permanezca prácticamente sin cambios. En este caso, la comparación puede revelarse delicada. Es por esta razón por la que se observará entonces la evolución de ciertos parámetros fisiológicos (pulso, respiración,...) como indicador de una situación anormal.

Tal y como se ilustra en la Figura 3, el dispositivo de caja de reloj 31 se mantiene en la muñeca con la ayuda de una pulsera elástica 32, similar a la de un reloj convencional. La impulsión cardiaca 33 atraviesa los vasos 34, el músculo, los tejidos 35 y la piel, y se propaga entonces a través de la pulsera 32, lo que genera un apriete del detector 36, que se describe de manera más detallada más adelante.

De esta forma, los parámetros fisiológicos accesibles en el nivel de la muñeca son la imagen de la impulsión cardiaca, de la que las Figuras 4a y 4b proporcionan un ejemplo, respectivamente, de la traza temporal y del análisis espectral correspondiente de una onda cardiaca modulada por la respiración, en el caso de una arritmia inusual de un sujeto varón de 35 años. De estas señales se deduce el pulso y la frecuencia respiratoria, y, llegado el caso, la tensión arterial.

Al situar una sonda de temperatura muy próxima a la piel, se obtiene igualmente la temperatura local (desviada con respecto a la temperatura del cuerpo humano), de la que se deduce la variación de la temperatura. Aunque no haya caída, estos parámetros son memorizados, de manera que el sistema realiza su autoaprendizaje.

Tras una caída o una indisposición, el sujeto puede quedar físicamente inmovilizado. En ese caso, la temperatura de su cuerpo baja. Este parámetro puede ser discriminante si la variación de la temperatura del cuerpo es significativa durante un tiempo suficientemente importante.

Se vuelve a trazar el histórico de los parámetros fisiológicos después de la caída, en la hipótesis de que no se haya detectado ésta inmediatamente (posible situación anormal). De hecho, éste es función de la patología que haya llevado a la caída. Sin embargo, si la persona se encuentra paralizada, pueden encontrarse las siguientes variaciones:

- pulso: bradicardia o taquicardia;

- respiración: frecuencia en aumento como consecuencia del estado de estrés, seguida de su normalización, a lo que sigue la observación de pausas respiratorias;

- tensión arterial: que puede variar tanto en un sentido como el otro (aumento o disminución en función de la causa);

- variación de la temperatura: al extrapolar la reacción del cuerpo de una persona en situación de sueño con respecto a la de una persona inmovilizada, sabiendo que el hombre es un ser endotérmico puesto que sólo su temperatura interna es constante, es posible anticipar que el mecanismo de termorregulación garantiza el mantenimiento de esta endotermia a pesar de que las condiciones ambientales pueden ser muy variables. Sin embargo, las temperaturas de la piel no son uniformes: las temperaturas más bajas son a menudo las de las manos y después las de los pies (de 28º a 31º), en tanto que la temperatura más alta de la cabeza es del orden de 34º a 35º.

La Figura 5 ilustra las capacidades funcionales principales del dispositivo de la invención.

En régimen continuo, únicamente los medios 51 de medición de la actividad están activos. El microcontrolador se encuentra inactivo, así como el emisor de HF. De forma intermitente se realizan mediciones de la frecuencia cardiaca (Fc), además de la frecuencia respiratoria (Fr) y de la temperatura, así como de las amplitudes respectivas, que son memorizadas (53) para seguir la evolución de estas magnitudes y para poder afirmar, eventualmente, que el sujeto ya no se encuentra en situación normal.

En caso de sobrepaso del nivel de la motricidad (deducción de una sacudida 54), el microcontrolador es activado (55) y comienza una captación que tiene por objeto captar las señales de motricidad y detectar si ha habido caída (56) a partir de un algoritmo memorizado (53).

Además se captan (58) los parámetros fisiológicos precedentes durante, por ejemplo, 30 segundos, se realizan cálculos y se lleva a cabo una prueba de sobrepaso.

A continuación, se pone en práctica una prueba de movimiento 55 con el fin de verificar que el portador es capaz de moverse. En este caso es posible un disparo manual 59 de la alarma, así como una transmisión de una alarma en el momento en que el dispositivo no se está llevado o está mal ceñido.

La alarma 510 es transmitida a través de los medios de transmisión de HF 52. De manera ventajosa, la transmisión precisa el tipo de alarma:

- reloj que no se está llevando;

- ceñimiento o apriete deficiente;

- parámetros fisiológicos fuera del umbral;

- caída;

- disparo manual.

Las Figuras 6A y 6B presentan el entorno de los detectores de los que se hace uso, respectivamente en el caso:

- Figura 6A: de utilización de tres detectores piezoeléctricos;

- Figura 6B: utilización de un detector de presión.

En el caso de la Figura 6A, las tres aceleraciones son detectadas, por ejemplo, por un acelerómetro tridimensional 61 integrado o modular, por ejemplo, del tipo ACH 04-08-05, fabricado por la sociedad AMP (marca registrada), o de cualquier tipo equivalente que tenga una sensibilidad de 2 mV/g dentro de la banda pasante de 0,5 Hz – 10 Hz. Éstos son seguidos de un sumador 62 (véase la Figura 2), de una aplicación de ganancia 50 y de una comparación 63 con un umbral dentro de la banda pasante correspondiente.

La detección de la presión cardiaca se realiza con la ayuda de un detector piezoeléctrico 64 que tiene la forma de un disco (de diámetro \diameter = 16 mm, e = 0,5 mm) que se sirve del efecto piezoeléctrico directo (material PZT PIC 155, confeccionado por la PI CERAMIC (marca registrada)). El valor de la capacidad para 1 Hz es de 8,65 nF. Cargado con una capacidad igual en paralelo, con una carga resistiva de 33 M\Omega, la frecuencia de corte es 0,6 Hz y la sensibilidad es 54 mV/N. Una etapa de transimpedancia garantiza la conexión con un amplificador de ganancia 500 y de banda pasante de entre 0,5 y 3 Hz, de manera que para una impulsión cardiaca que suministra 1/100 de N en el detector, puede obtenerse a la salida una señal de amplitud de 400 mV de cresta a cresta.

Este detector puede proporcionar igualmente la imagen de la aceleración según el eje Z.

En el caso de que se ponga en práctica un detector de presión 600 (Figura 6B), puede tratarse ventajosamente de un detector piezoeléctrico tal como el que se ha descrito aquí anteriormente. El entorno del detector de presión comprende una resina no elástica pero deformable que forma un volumen entre el propio detector y una membrana flexible unida al pistón.

Bajo la acción de un movimiento longitudinal se tiene el mismo efecto que el causado por una impulsión cardiaca. Bajo una acción transversal, el desplazamiento de la masa del reloj lleva consigo una variación de la longitud de la pulsera y, por tanto, una variación del apriete detectado por el detector de presión. La señal emitida por el detector de presión es, por tanto, muy rica en informaciones (información sobre la medición de la actividad y parámetros fisiológicos). Los amplificadores operacionales que se utilizan son del tipo de muy bajo consumo y, por ejemplo, son amplificadores MAX 418 de la sociedad MAXIM (marca registrada).

El ceñimiento de la pulsera de detecta por un detector resistivo 65 del tipo FSR 152-NS, detector semiconductor plano recubierto de un polímero. Integrado en una etapa de amplificador operacional, es posible discriminar o diferenciar en la salida 4 niveles, que son:

- superior a 1V: reloj que no se está llevando;

- entre 0,15 V y 0,9 V: reloj que se está llevando;

- inferior a 0,09 V: ceñimiento muy fuerte, realizado voluntariamente y que sirve de botón para la alarma manual.

Se apreciará que cada uno de los intervalos o tramos está separado del vecino por una zona virgen, lo que permite garantizar el análisis.

Con el fin de mejorar la detección de la presencia de la alarma manual, se realiza una prueba de estabilidad de nivel.

Puede utilizarse igualmente un detector Motorola (marca registrada) MX 2300, que mejora la discriminación de las situaciones.

El detector de temperatura 66 es, posiblemente, un detector semiconductor LM 62 fabricado por la National Semiconductor (marca registrada). Su resolución es de 0,2º. Éste se encuentra, ventajosamente, en el dispositivo de palpación o pistón, separado de la piel por aproximadamente 1 mm.

El detector de fotodiodo 67, por ejemplo, del tipo BPW 34 de la SIEMENS (marca registrada), sirve para transmitir informaciones por medio de cálculos 681 (inicialización, pruebas,...) y puede informar igualmente acerca de la iluminación ambiental.

El microcontrolador 68 puede ser descompuesto funcionalmente en:

- medios 682 de gestión de las interrupciones, alimentados con la información de medición de la actividad y la información del ceñimiento de la pulsera;

- medios 681 de mediciones y cálculos, alimentados con las informaciones de medición de la actividad, de ceñimiento, de impulsión de la presión arterial, de temperatura y del fotodiodo;

- medios de memorización 683;

- medios 684 de gestión de las alarmas.

En el caso de la Figura 6B, los medios 681 y 682 son alimentados directamente por el detector 610 de la presión arterial, a través de los amplificadores 62, 63 y 611 (que suministran una diferencia de presiones arteriales).

Los medios 684 de gestión de las alarmas actúan sobre el emisor de HF 69 para emitir la alarma 691, por ejemplo, hacia una base fija.

La Figura 7 ilustra, en corte, el ensamblaje de los diferentes detectores y de la electrónica integrada en la caja del reloj.

Se ha dispuesto un pistón 71 de manera que entre en contacto con la piel del sujeto portador. Éste contiene la sonda de temperatura 72. Una membrana 73, adherida o pegada al pistón 71, garantiza la transferencia de la impulsión cardiaca (o de un movimiento longitudinal, en el caso del modo de realización de detector de presión), que permite una variación de la perpendicularidad entre el pistón 71 y los detectores. La unión entre los detectores y el pistón se hace por medio de gel de silicona 75, de manera que se desacopla mecánicamente el montaje.

El captador piezoeléctrico 76 de detección de la impulsión cardiaca está pegado sobre el detector de ceñimiento de la pulsera 74. De esta forma, existe un constreñimiento previo sobre el material piezoeléctrico, que permite la detección de pequeños impulsos.

La electrónica está constituida por los circuitos impresos 77 y 78. Por supuesto, ésta puede quedar reducida a un único circuito impreso. La presentación visual de la hora y de cualquier otra información es procurada por el dispositivo de presentación visual 79, por ejemplo, del tipo de cristales líquidos. Las alarmas son transmitidas a través del emisor 710 y de la antena 711. La fuente de energía incorporada es una pila o batería 712 que garantiza una autonomía de más de un año para el dispositivo. Este último se sujeta en la muñeca por medio de una pulsera elástica que no se ha representado.

Los medios de estanqueidad ya no se han representado, pero se escogen de tal modo que garanticen una estanqueidad ante la mojadura. Los materiales utilizados y que se encuentran en contacto con la piel no son dañinos y, más generalmente, no son peligrosos por lo que respecta a un acarreo permanente del reloj.

La electrónica comprende dos funciones principales, que son el entorno de los detectores (ya descritos en relación con la Figura 6) y los medios de cálculo y de emisión. Los medios de cálculo incorporados pueden realizarse en la práctica por medio de microcontroladores de consumo muy bajo, de la familia de los MPS de la Texas Instruments (marca registrada) o de la familia de los XE 88xx de la XEMICS (marca registrada). Estos microcontroladores poseen medios de medición analógica de una buena precisión (superior a los 12 bits), bases de tiempos, "drivers" o dispositivos de excitación de presentación visual para cristales líquidos (presentación visual de la hora y de ciertas alarmas), una memoria de programa suficiente, así como enlaces numéricos con un emisor de HF del tipo de FM cuyo alcance es de 60 m en campo abierto.

Antes de describir con más detalle el algoritmo de vigilancia, se recuerdan los tres puntos siguientes:

- el disparo intempestivo de falsas alarmas es un problema fundamental para todo sistema de detección automática. Un sistema que genera una proporción importante de falsas alarmas será un sistema que se abandone rápidamente. Con el fin de evitar este inconveniente, una alarma de disparo automático será validada sistemáticamente, con un cierto retardo, por parte del portador, antes de ser difundida. La expiración de este retardo conducirá obligatoriamente a la difusión de la alarma, puesto que ello hace suponer que el portador se encuentra incapacitado para reaccionar y está, por tanto, en dificultades. Es, por consiguiente, el portador del sistema quien se ha de encargar de las falsas alarmas, y no el servicio de socorro;

- una caída seguida de una inactividad es una situación alarmante. Este aspecto se ha integrado de cara a la toma de la decisión final (alerta o no alerta);

- la autonomía es un parámetro esencial para un sistema ambulatorio. Se ha tenido en cuenta, por tanto, desde el inicio de la concepción del dispositivo. La vigilancia de las señales emitidas desde los acelerómetros o de la información de medición de la actividad se garantiza gracias a un dispositivo analógico de pequeño consumo. El cometido de este dispositivo consiste en activar, en el caso de un sobrepaso de umbral (actividad juzgada posiblemente anormal), el microcontrolador gestionado en modo de alerta / activación, evitando de este modo todo consumo innecesario. Se efectúa entonces un análisis de los parámetros con el fin de determinar si la situación es crítica o no. La vigilancia de los parámetros fisiológicos se realiza periódicamente de manera que se decelere cualquier anomalía.

La Figura 8 ilustra el organigrama de vigilancia que se pone en práctica.

En situación normal y continua, se está en el modo de vigilancia pasiva 81 por parte del dispositivo analógico. El microcontrolador está en alerta, 811. Se vigila la motricidad, 812, y se permanece en este modo en tanto no se detecte, 813, un movimiento importante.

Se pone en práctica, a intervalos regulares, la vigilancia cíclica 82 de los parámetros fisiológicos. Mientras estos parámetros son normales (821) no se emprende ninguna acción.

Cuando se detecta un movimiento importante (813), se pasa al modo de vigilancia activa 84 por parte del dispositivo analógico. Se activa el microcontrolador (841) y se aprecia a continuación la actividad (842). Si la actividad es considerada normal (843), se regresa al modo de vigilancia pasiva. En caso contrario, se pasa al seguimiento de la actividad (844), teniendo en cuenta los parámetros fisiológicos (822). Si hay una constatación de inactividad, se pasa al modo de sistema en alarma 85. En caso contrario, se verifica (846) si la actividad es normal. Si la respuesta es negativa, se retorna a la etapa (844) de seguimiento de la actividad. En caso contrario, el microcontrolador regresa a la alerta (811).

El modo de alarma comprende en principio una alarma local (851) que comprende el armado de una temporización. Si, dentro de la duración de esta temporización, la alarma es desactivada (852), se retorna a la situación normal y el microcontrolador vuelve a pasar a alerta (811). En caso contrario se transmite (853) una alarma tras la expiración de la temporización. Tras el acuse de recibo (854) de la alarma, el microcontrolador regresa a la alerta (811).

Por supuesto, es posible prever numerosas variantes como complemento y/o alternativa al dispositivo de la invención.

En particular, puede utilizarse la presentación visual, por ejemplo, por medio de cristales líquidos, con el fin de presentar visualmente informaciones tales como la hora, o bien mensajes personalizados (toma de medicamentos, citas, actividades,...).

Por otra parte, en la medida en que sea suficiente para ello la banda pasante del emisor de HF, puede disponerse un micrófono integrado en el reloj para transmitir la voz. Pueden preverse igualmente medios de recepción de informaciones vocales o de otras.

Puede realizarse un sistema anti-fuga, por ejemplo, por la transmisión de una señal de HF cada quince minutos. Puede igualmente disponerse una función de detección de paso integrada por medio del fotodiodo, en la medida en que el paso que se ha de detectar esté equipado con un emisor luminoso. La emisión cíclica de la señal de HF puede asimismo permitir vigilar la calidad de la transmisión y, por tanto, garantizar la seguridad del sistema.

El conocimiento continuo del pulso, de la temperatura y del ceñimiento de la pulsera, en caso de que se utilice un detector de presión lineal, de los parámetros respiratorios,... permite realizar un sistema de supervisión a domicilio, materializado en forma de un sistema ambulatorio cómodo.

Por fin, es posible concebir la asociación de medios de localización (GPS) y/o las funciones de base de un teléfono portátil para aumentar la autonomía en distancia y/o constituir un sistema anti-fuga absoluto o estricto.

Claims (24)

1. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, particularmente de caídas, en un sujeto vivo, que comprende al menos un detector de presión (36; 76), que suministra una señal representativa de una presión, así como medios (68) de tratamiento de al menos una información de actividad y de al menos una información fisiológica, caracterizado porque comprende medios (68) de separación de las informaciones que se presentan en dicha señal representativa de una presión, que suministran a dichos medios de tratamiento (68), por una parte, al menos una información de actividad, representativa de la actividad de dicho sujeto, y, por otra parte, al menos una información fisiológica.

2. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (68) de tratamiento de dicha o dichas informaciones de actividad y de dicha o dichas informaciones fisiológicas comprenden:

- medios de detección (11) de una posible situación anormal, alimentados con al menos una de dichas informaciones de actividad y, respectivamente, al menos una de dichas informaciones fisiológicas; y

- medios de confirmación (14) de dicha posible situación anormal, alimentados por al menos una de dichas informaciones fisiológicas y, respectivamente, al menos una de dichas informaciones de actividad, y que producen una información de situación anormal confirmada que gobierna unos medios de generación (13) de una señal de alarma,

de tal modo que se optimiza la detección de las situaciones anormales.

3. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque, en régimen continuo, sólo está activa la detección de al menos una información de actividad (81), y por que se determina (82) al menos una información fisiológica a intervalos regulares y/o en presencia de una posible situación anormal.

4. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha o dichas informaciones fisiológicas pertenecen al grupo que comprende:

- el pulso;

- una magnitud que es función de la presión arterial;

- el ritmo y/o el caudal respiratorio;

y las variaciones y/o combinaciones de estas magnitudes.

5. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dicho o dichos detectores de presión comprenden al menos un detector (36) dinámico de presión, sensible a la impulsión cardiaca de dicho sujeto.

6. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende medios de medición de una información representativa de la fuerza de aplicación (65) de dicho dispositivo sobre la piel de dicho sujeto.

7. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dicha información representativa de la fuerza de aplicación se utiliza para verificar que dicho dispositivo se está llevando correctamente.

8. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque está realizado con la forma de un reloj de pulsera.

9. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende un dispositivo de palpación (71) que forma una interfaz entre la piel de dicho sujeto y al menos un detector de presión.

10. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende medios de generación de una alarma local y medios de transmisión de dicha alarma hacia un lugar distante tras un retardo predeterminado, cuando dicha alarma no ha sido invalidada manualmente por dicho sujeto.

11. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende medios de disparo manual (59) que emiten (52) una alarma hacia un lugar distante.

12. Un dispositivo de detección situaciones anormales, de acuerdo con las reivindicaciones 6 y 11, caracterizado porque dicho disparo manual de se obtiene apretando fuertemente sobre dicho dispositivo, con el fin de actuar sobre dichos medios (36; 76) de medición de una información representativa de la fuerza de aplicación.

13. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque comprende medios de memorización (683) de al menos un modelo de caída y/o de una serie de dichas mediciones fisiológicas.

14. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque comprende medios de presentación visual (79) de al menos una de las informaciones pertenecientes al grupo que comprende:

- hora y fecha;

- informaciones fisiológicas;

- alertas;

- mensajes personalizados, en un instante dado;

- informaciones de localización.

15. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque comprende al menos un fotodiodo (67) para la transmisión de informaciones a medios de tratamiento de dicho dispositivo y/o para suministrar una información de iluminación.

16. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque comprende un micrófono.

17. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque está asociado a un sistema anti-fuga.

18. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende medios de localización.

19. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque comprende medios de supervisión fisiológica.

20. Un dispositivo de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque comprende un captador de temperatura (72).

21. Un procedimiento de detección de situaciones anormales, en particular de caídas, en un sujeto vivo, con la ayuda de al menos una información de actividad y de al menos una información fisiológica, que comprende una etapa de medición (36; 76) de al menos una presión en dicho sujeto, con la ayuda de al menos un detector de presión que suministra una señal representativa de una presión,

caracterizado porque comprende una etapa de separación (68) de las informaciones presentes en dicha señal representativa de una presión, que suministra, por una parte, al menos una información de actividad, representativa de la actividad de dicho sujeto, y, por otra parte, al menos una información fisiológica.

22. Un procedimiento de detección de situaciones anormales, de acuerdo con la reivindicación 21,

caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- detección (11) de una posible situación anormal (113) en función de al menos una información de actividad; y

- confirmación o invalidación (14) de dicha posible situación anormal, en función de al menos una información fisiológica;

- generación (13) de una señal de alarma, representativa de la situación anormal confirmada.

23. Un procedimiento de detección de situaciones anormales, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 21 y 22,

caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- generar (131) una alarma local;

- esperar una orden de anulación (132) por parte de dicho sujeto durante un retardo predeterminado;

- transmitir (133) hacia un lugar distante dicha alarma cuando dicha alarma no ha sido anulada en el curso de dicho retardo.

24. Un procedimiento de detección de situaciones anormales de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado porque al menos una de dichas informaciones es analizada con respecto a un modelo formado de un conjunto de valores sucesivos representativos de una evolución en el tiempo.