ES2318769T3 - Sistema para la monitorizacion remota de parametros fisiologicos de un individuo, procedimiento y producto de programa de ordenador del mismo. - Google Patents
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Abstract
Sistema para la monitorización remota de parámetros fisiológicos de un individuo, que comprende: - por lo menos un módulo móvil (11) para detectar parámetros fisiológicos, que puede estar asociado a por lo menos un individuo, que comprende uno o más sensores (24, 25, 32, 33, 34) para detectar dichos parámetros fisiológicos y un módulo transceptor inalámbrico (26) configurado por lo menos para transmitir datos referentes a dichos parámetros fisiológicos a través de un enlace inalámbrico (14); - por lo menos una estación base (12) configurada para intercambiar datos y controles a través de dicho enlace inalámbrico (14) con dicho módulo móvil (11) para detectar parámetros fisiológicos; - un centro de monitorización (13) ubicado de forma remota y configurado para intercambiar datos a través de por lo menos una red de comunicaciones (15) con dicha estación base (12); caracterizado porque dicho módulo móvil (11) para detectar parámetros fisiológicos comprende un módulo de control microprocesador (30) configurado para procesar los parámetros fisiológicos y, en función de los resultados de dicho procesado de los parámetros fisiológicos, ordenar a dicho módulo de transmisión (26) que funcione entre por lo menos dos condiciones de funcionamiento que comprenden: - una primera condición de funcionamiento normal que comprende el funcionamiento de la transmisión de dichos datos referentes a parámetros fisiológicos a intervalos constantes; - una segunda condición de funcionamiento de emergencia, ordenada por dicho módulo de control microprocesador (30) cuando los resultados de dicho procesado de los parámetros fisiológicos identifican una condición de alarma, que comprende una fase de comunicación continua con dicha estación base (12).
Description
Sistema para la monitorización remota de
parámetros fisiológicos de un individuo, procedimiento y producto de
programa de ordenador del mismo.
La presente invención se refiere a técnicas para
la monitorización remota de parámetros fisiológicos de individuos,
en particular para la monitorización remota de las personas de edad
avanzada.
La invención se desarrolló prestando atención
particularmente a sus posibles aplicaciones en la monitorización de
personas de edad avanzada dentro de residencias de ancianos o
entornos hospitalarios. Por simplicidad ilustrativa, en el resto de
la presente descripción se hará referencia prácticamente constante a
este posible campo de aplicación. No obstante, se entenderá que el
alcance de la invención es de hecho general y que por lo tanto no
se limita a este contexto específico de aplicación, sino que también
se extiende para incluir la monitorización de individuos en su
hogar, así como categorías de personas tales como los enfermos
crónicos o los discapacitados.
Como premisa general para la descripción de la
tecnología conocida, de los problemas que subyacen tras la
invención y de las soluciones propuestas en la presente memoria,
parece que resultará útil resumir algunas características
esenciales del ámbito técnico dentro del cual se sitúa la
invención.
En el entorno hospitalario, o en el de
estructuras similares para las personas de edad avanzada tales como
residencias de ancianos o viviendas tuteladas, se tiene la necesidad
de mantener a los individuos bajo control con el fin de detectar
cualquier situación de emergencia en la que la persona mayor no
pueda pedir ayuda de forma autónoma. En este ámbito, se conocen
soluciones que conllevan el uso de dispositivos de control remoto
configurados de tal manera que su activación sea sencilla por parte
de la persona mayor con una simple presión, con el fin de poder
señalizar una condición de peligro rápidamente.
No obstante, estas soluciones tienen desventajas
evidentes en el caso de la aparición de una incapacidad completa y
repentina para moverse.
Del mismo modo, se conocen soluciones que
conllevan la monitorización de los parámetros fisiológicos del
individuo y dan la alarma si se detectan valores asociados a una
condición de deterioro del organismo del indi-
viduo.
viduo.
No obstante, la eficacia de estas soluciones es
limitada ya que la monitorización requiere un consumo excesivo de
potencia, en particular debido a las operaciones de recepción y
transmisión por parte del módulo asociado al individuo con el fin
de detectar los parámetros fisiológicos. Además, el sistema de
comunicaciones usado para transmitir datos y alarmas hacia el
centro de control no es muy flexible o adaptable, en particular
cuando el sistema se usa para controlar áreas de gran extensión y
en presencia de varios individuos a monitorizar.
El documento US nº 6.348.867 da a conocer un
dispositivo móvil de monitorización fisiológica llevado por un
paciente que envía mensajes regulares a una estación base la cual a
continuación traslada los mismos hacia una unidad central.
La presente invención tiene como objetivo propio
proporcionar una solución para monitorizar los parámetros
fisiológicos de un individuo de forma remota de modo que se superen
los inconvenientes inherentes a soluciones según la tecnología
conocida a la que se hizo referencia anteriormente.
Según la presente invención, este objetivo se
logra gracias a los aspectos que se indican detalladamente en las
reivindicaciones adjuntas.
En particular, se apreciará que la presente
invención se puede formular en términos de proceso, en términos de
sistema, y también en términos de un producto de programa de
ordenador cargable directamente en la memoria de un ordenador
digital y que es capaz de realizar las etapas de un proceso según la
invención cuando el programa de ordenador se ejecuta en un
ordenador digital.
Al mismo tiempo que la consecución de un bajo
consumo del módulo para detectar los parámetros fisiológicos, la
solución propuesta posibilita la instalación, de una manera
sencilla, de un sistema que garantiza comunicaciones eficaces,
comprendiendo los momentos en los que funciona en presencia de
movimientos de varios individuos sobre un área extensa.
\global\parskip0.900000\baselineskip
A continuación se describirá la invención, en
forma de un ejemplo sencillo sin intención limitativa, haciendo
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 representa una arquitectura de un
sistema según la invención;
- las figuras 2a, 2b y 2c representan tres
vistas diferentes de un módulo que funciona en el sistema según la
invención;
- las figuras 3a y 3b representan, en forma de
diagrama, las señales intercambiadas en el sistema según la
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento y el sistema propuestos se
basan sustancialmente en el uso de un módulo móvil para la detección
de parámetros fisiológicos, preferentemente en forma de un reloj de
pulsera de modo que resulte poco intrusivo, capaz de detectar
ciertos parámetros fisiológicos tales como temperatura,
movimiento/inmovilidad, actividad cardíaca, y de transmitirlos a
través de radiocomunicaciones hacia una estación base conectada a
medio alcance (entre 12 y 20 metros), que interconecta con la red
pública o la red interna y transmite la información hacia un centro
de control remoto. El módulo de detección móvil está configurado
para ser activado únicamente en una condición de funcionamiento de
emergencia, anulando una condición de funcionamiento convencional
que conlleva una transmisión a intervalos constantes. Según un
aspecto adicional de la invención, el sistema está dotado de una
arquitectura de telecomunicaciones que conlleva una forma de gestión
de desplazamiento itinerante, es decir la posibilidad de transferir
la comunicación con el módulo móvil desde una estación base asociada
a un área hacia una estación base que controla otra área dentro de
entornos tales como hospitales o residencias de ancianos en los que
funciona el sistema. Esta función de desplazamiento itinerante, tal
como se describirá más detalladamente, está activa tanto en
condiciones de funcionamiento normal como en condiciones de
emergencia, de manera que es posible buscar otras estaciones base
para que reciban la alarma en caso de que la estación base asociada
no estuviera disponible.
La figura 1 muestra de forma esquemática un
sistema para la monitorización remota de parámetros fisiológicos de
un individuo según la invención, indicado en conjunto con la
referencia 10.
La referencia 11 indica una pluralidad de
módulos para detectar los parámetros fisiológicos en forma de un
reloj de pulsera ponible que se comunican a través de un enlace
inalámbrico o de radiocomunicaciones, 14, con una estación base 12
para la recopilación de datos. Esta estación base 12 se comunica por
medio de una red de telecomunicaciones 15, que puede ser una red
telefónica o una red de tipo IP (Protocolo de Internet), con un
centro de control remoto 13 que es capaz de llevar a cabo una rutina
de aplicación de monitorización para procesar los datos y, si es
necesario, enviar alarmas a teléfonos móviles 16 o a teléfonos fijos
17 ó activar señales de avisos sonoras o luminosas.
El módulo para detectar parámetros fisiológicos
11 se muestra en la figura 2a en planta en donde la referencia 21
indica una correa, que es portadora de una caja 22 en la que están
ubicados un reloj analógico 23 ó alternativamente una
fotografía/imagen, un fotodiodo 24, o también un
foto-resistor, para verificar condiciones del
entorno externo, un sensor 25 de temperatura externa, una antena 26
de cinta, un diodo LED 27, así como un botón de llamada 28.
La figura 2b muestra una vista frontal del
módulo móvil 11, en la que se puede ver claramente que el fotodiodo
24 está situado en un cristal 35 para proteger al reloj analógico
23, debajo del cual se sitúa un circuito impreso que contiene el
módulo de procesado 30 asociado a una batería de alimentación 31. En
la parte inferior del módulo móvil 11 está situado también un
sensor 32 de temperatura corporal. El módulo móvil 11 comprende
también un botón de reinicialización 36.
La disposición de los componentes del módulo
móvil 11 se puede observar también en la figura 2c, que muestra el
módulo móvil 11 de forma esquemática en una vista lateral.
Además, como muestra la Figura 2b, el módulo
móvil 11 comprende también:
- -
- un acelerómetro 34, que actúa como sensor de movimiento, posicionado en el circuito impreso;
- -
- un sensor piezoeléctrico 33 para detectar la actividad cardíaca, ubicado en la correa 21.
\vskip1.000000\baselineskip
El módulo móvil 11 procesa características de
microprograma alojadas en el módulo de procesado 30 que
proporcionan:
- -
- una rutina de gestión del consumo que mantiene al sistema completamente activo desde el punto de vista de recibir y transmitir únicamente en situaciones de emergencia, para optimizar la vida útil de la batería;
- -
- una transmisión inalámbrica de datos a través del enlace inalámbrico 14, usando la banda ISM de 2,4 GHz, y con posibilidad de comunicación bidireccional;
\global\parskip1.000000\baselineskip
- -
- preprocesado de los datos adquiridos (gestión de máscaras, umbrales, correlaciones);
- -
- gestión remota de la configuración (microprograma de descarga, parámetros, etcétera).
\vskip1.000000\baselineskip
El módulo móvil 11 está configurado como un
reloj de pulsera ponible según criterios ergonómicos funcionales
para el campo de aplicación del sistema.
Las dimensiones y forma del reloj están de
acuerdo con las correspondientes a los relojes normales del mercado,
no excesivamente ostensibles, con vistas a una mejor aceptabilidad
por parte de las personas de edad avanzada.
La correa 21 es muy sencilla de abrochar y
desabrochar y se puede ajustar fácilmente: con este fin, una versión
preferida presenta un abrochamiento que utiliza
"Velcro"^{TM}.
Los materiales seleccionados son blandos para
que se peguen a la muñeca de la persona, teniendo también en cuenta
la frágil piel de las personas de edad avanzada, que se puede
rasguñar fácilmente. Los materiales seleccionados son también
resistentes a golpes y al agua, mientras que los mensajes y las
etiquetas están en italiano evitando términos en lenguajes
extranjeros tales como ON/OFF, ALARM, ... para ayudar a su
comprensión por parte de las personas de edad avanzada.
Se prefiere el reloj analógico 23 con respecto a
relojes con indicaciones digitales nuevamente para ayudar a su
comprensión por parte de las personas de edad avanzada, ya que la
observación ha demostrado que las personas de edad avanzada usan
relojes con esfera analógica. De la misma manera, se proporciona un
mando para ajustar la hora, a través de una rueda de corona o
botón, siguiendo las convenciones en uso en los relojes, en el lado
derecho del reloj analógico 23.
El botón de llamada 28 se realiza con una forma
y tamaño diferentes a los del mando para ajustar la hora. Este
botón de llamada 28, activado por necesidad del individuo, está
ubicado en el cristal 29 cerca de la periferia de una cara superior
del módulo móvil 11, por debajo de la esfera del reloj 23, en una
posición que lo protege con respecto a una activación involuntaria
y al mismo tiempo resulta sencillo de encontrar y cómodo de
presionar.
Volviendo a la estación base 12 para la
recopilación de datos, la misma representa la unidad de control
insertada en el espacio habitable/vital (conocido también como RSA)
del usuario. Esta estación base 12 recopila datos enviados por el
módulo móvil 11 y los transmite directamente al centro de servicio
remoto 13 a través de la red de Internet, que forma así la red de
telecomunicaciones 15.
La estación base 12 gestiona la diversa
información proveniente de diferentes módulos móviles 11 que
funcionan como estaciones de recopilación y proporciona un
"diagnóstico"/interpretación inicial en tiempo real para el
operador que, dependiendo del protocolo de servicio activado y la
gravedad de la alarma, activará los procedimientos apropiados de
asistencia remota.
De forma detallada, la estación base 12 para
recopilación de datos presenta las siguientes características:
- -
- conexión a la red de telecomunicaciones 15, la línea telefónica y, en general la red IP;
- -
- unidad integrada de recepción de radiofrecuencia en la banda ISM de 2,4 GHz;
- -
- posibilidad de procesado local para un procesado inicial de datos transmitidos/recibidos desde el módulo móvil 11 ó desde otros periféricos presentes en la vivienda.
\vskip1.000000\baselineskip
Desde el punto de vista arquitectónico, la
estación base 12 comprende un módulo procesador ColdFire 5272
uCdimm^{TM}, gestionado por un sistema operativo Linux para
sistemas empotrados (uCLinux). La estación base 12 comprende un
nodo de concentración que permite que los módulos móviles 11 envíen
información al centro de servicio 13. El software necesario para
gestionar la estación base 12 está configurado para realizar las
siguientes operaciones:
- -
- gestión de un transceptor Transceiver CC2400;
- -
- gestión del protocolo de comunicaciones;
- -
- gestión de la sincronización de información con otras estaciones base con las que está conectada la estación 12;
- -
- gestión de la comunicación con el centro de servicio;
- -
- procesado de información;
- -
- integración con posibles dispositivos de alarma si se detectan alarmas.
A continuación se describirá el protocolo de
comunicaciones implementado por la estación base 12.
El objetivo principal de este protocolo es
permitir la comunicación entre la estación base 12 y los módulos
móviles 11.
La arquitectura debe permitir la creación de una
red de estaciones base capaz de garantizar una cobertura
inalámbrica de un edificio completo. Los módulos móviles 11 deben
poder comunicarse con la estación base 12 más cercana. Las
características principales del protocolo son que el mismo gestiona
una serie de módulos móviles 11 conectados a una única estación
base 12, trata la interferencia de radiocomunicaciones, gestiona un
plan de señalización y transmite información.
Con este fin, tal como se ha mencionado, la
estación base 12 comprende preferentemente un módulo procesador
ColdFire 5272 uCdimm^{TM} (con microcontrolador ColdFire MCF 5272
Motorola, interfaz serie, Ethernet y módem), gestionado por un
sistema operativo Linux para sistemas empotrados (uCLinux), así como
un transceptor RF CC2400.
De modo similar, el módulo móvil 11 comprende en
el módulo de procesado 30 un transceptor RF CC2400, así como un
microcontrolador C8051F311 de Silicon Laboratories que implementa un
sistema operativo privativo.
Las características técnicas principales del
transceptor CC2400 usado para la transmisión de radiocomunicaciones
son: banda de transmisión: 2,4 a 2,4835 GHz (banda ISM sin
licencia); velocidades de datos: 10 kbps, 250 kbps y 1 Mbps, con
potencia de salida programable, módem programable de banda base,
hardware de gestión de paquetes, características de almacenamiento
temporal de datos y salida RSSI digital.
El protocolo de comunicaciones está diseñado,
tanto para las características antes descritas, como para optimizar
el consumo de potencia y el uso de memoria en el lado del módulo
móvil 11.
En relación con esto, puesto que el transceptor
consume una cantidad significativa de potencia en relación con las
baterías que se pueden usar (baterías de tamaño reducido), el
protocolo de comunicaciones en el lado del módulo móvil 11 está
organizado para mantener al transceptor encendido durante el menor
tiempo posible y activarlo en caso de emergencia.
Resumiendo, las características principales que
debe llevar a cabo el protocolo son:
- en el lado del módulo móvil 11:
- -
- búsqueda de la estación base 12 más cercana (si es posible, usando una técnica de acceso a un canal de señalización en el enlace 14 del tipo combinado: FDMA y TDMA);
- -
- abrir la conexión;
- -
- transmitir paquetes de datos (subdividiendo paquetes largos);
- -
- gestionar señales confirmando la recepción y volver a transmitir paquetes no recibidos;
- -
- gestionar una transmisión con velocidad binaria elevada para enviar información en caso de emergencia;
- -
- cerrar la comunicación;
- -
- en el lado de la estación base 12:
- -
- gestionar el canal de señalización (TDMA-FDMA);
- -
- asignar un canal de comunicaciones en el enlace inalámbrico 14 (el plan de señalización debe asignar una frecuencia libre para la comunicación entre el módulo móvil 11 y la estación base 12, en caso del uso de una técnica de acceso a canales del tipo FDMA);
- -
- transmisión/recepción de datos desde varios módulos móviles 11 (se deben adquirir datos de todos los módulos móviles 11 conectados a la estación base 12), gestión de memorias intermedias de recepción, reensamblaje de paquetes;
- -
- liberación de canal de comunicaciones (se debe hacer que la frecuencia esté disponible para comunicaciones nuevas);
- -
- gestión de una transmisión con velocidad binaria elevada para enviar información en caso de emergencia;
- -
- gestión de los mecanismos acumulativos de CONFIRMACIÓN.
\newpage
Los requisitos vinculados a la transmisión de
datos referentes a los parámetros fisiológicos adquiridos por los
sensores, como se ha mencionado anteriormente, conllevan la
definición de dos condiciones de funcionamiento del módulo móvil
11:
- -
- una condición de funcionamiento convencional asociada a una fase de monitorización de datos;
- -
- una condición de funcionamiento de emergencia asociada a una fase de alarma, iniciada por el módulo de procesado 30 que realiza un análisis previo de los datos adquiridos por los sensores basándose en los valores detectados y correlacionados apropiadamente; la detección de una situación de posible anomalía activa el "despertar" del aparato de transmisión permitiendo el envío de los datos hacia el centro de control remoto 14.
\vskip1.000000\baselineskip
El módulo de procesado 30 comprende un módulo
sensor de muestreo. En la condición de funcionamiento convencional,
cuando dicho módulo de muestreo ha acumulado suficientes datos
activa al transceptor, para situar al módulo móvil 11 en modo de
escucha sobre un canal de señalización o común a la espera de una
señal de identificación de la estación base, BS_ID, proporcionada
por una estación base 12 de la red asociada al área en la que se
encuentra el módulo móvil 11. A continuación comienza una fase de
contienda regulada por un sistema con desistimientos
(back-offs) aleatorios y de prioridad (para
garantizar una mayor probabilidad de éxito a los módulos móviles 11
que ya han perdido contiendas previas). Dentro del campo de espera
mínima y máxima para un nivel de prioridad, se determinan
intervalos discretos regulados basándose en el tiempo máximo de
propagación de ida y vuelta que puede producirse en el sistema. Una
señal de solicitud REQ únicamente se puede enviar en el comienzo de
uno de estos intervalos, de manera que se producen únicamente
colisiones entre señales de solicitud REQ de módulos móviles 11
diferentes, pero no entre señales de solicitud REQ y señales de
confirmación ACK de la estación base 12, para reaccionar
rápidamente a una colisión. El módulo móvil 11 que recibe la señal
de confirmación ACK de la estación base 12 se posiciona en una
frecuencia que está en comunicación con la misma y de la cual
tendrá uso exclusivo en ese momento, y puede enviar los datos en un
intervalo de tiempo que está garantizado para ello. Al final, el
módulo móvil 11 vuelve a una condición de reposo, conocida también
como modo suspendido, y la estación base 12 lanzará una señal nueva
que identifica a la estación base, BS_ID.
En la condición de funcionamiento de emergencia,
en cuanto el módulo móvil 11, que procesa los datos recibidos de
los sensores, detecta una situación de alarma, se activa la parte de
radiocomunicaciones; al producirse la recepción de una señal de
identificación BD_ID desde la estación base, se envía una trama, o
paquete, de solicitud que especifica la situación de alarma. Esta
trama de solicitud se envía en un instante de tiempo situado antes
que el mínimo tiempo posible para enviar cualquier otro tipo de
solicitud, garantizando que la trama de solicitud ganará con
certeza la fase de contienda antes mencionada. En este momento, la
estación base 12 asocia a sí misma el módulo móvil 11 en alarma e
inicia una fase de sondeo, o invitación a transmitir, en la que la
comunicación es continua y los sensores del módulo móvil 11
muestrean los parámetros fisiológicos del individuo a una
frecuencia mayor para hacer funcionar la monitorización de tiempo
real. El sondeo se suspende periódicamente para permitir que la
estación base 12 envíe sobre el canal de señalización una señal
BS_ID que identifica la estación base con el fin de detectar la
posible presencia de otros dispositivos en alarma. En la trama
asociada a esta otra señal de identificación, se especifica que hay
una emergencia de modo que las solicitudes de otros módulos móviles
11 que no están en alarma se hacen menos frecuentes para que el
módulo de radiocomunicaciones permanezca en el modo suspendido el
mayor tiempo posible, evitando que se derroche la potencia.
Durante la fase de sondeo, los sistemas están
implementados para mantener la movilidad del módulo móvil 11 en
alarma, y por lo tanto la asociación a otras estaciones base 12, en
otras palabras para gestionar el desplazamiento itinerante. Si el
módulo móvil 11 no recibe solicitudes de la estación base 12 dentro
de un tiempo limitado, o tiempo de espera, el mismo se considera
desvinculado de esta última, y lanza la alarma hacia la primera
estación base que se muestre como disponible a través de la señal de
identificación de estación base BS_ID. De forma similar, si la
estación base 12 no puede entrar en contacto con el módulo móvil 11
en alarma durante un número fijado de veces, la misma considera que
el módulo móvil 11 se ha desvinculado e interrumpe el sondeo en
relación con el mismo. No obstante, al nivel de aplicación que
funciona en el centro de control remoto 14 se le informa sobre esta
situación para evitar que una alarma que en realidad todavía está en
proceso se considere finalizada.
El formato del paquete de datos se puede
configurar dependiendo de las necesidades específicas y comprende
los siguientes campos:
- -
- preámbulo;
- -
- palabra sincronizadora;
- -
- datos;
- -
- código de corrección de errores.
\newpage
Para construir el paquete de datos, se puede
usar en la transmisión un modo denominado de almacenamiento temporal
que conlleva:
- -
- añadir un número programable de bytes de preámbulo, por ejemplo, 32 bits;
- -
- añadir la palabra sincronizadora, por ejemplo, 16 ó 32 bits;
- -
- calcular y añadir el código de corrección de errores relacionado con el campo de datos.
\vskip1.000000\baselineskip
El campo de datos puede ser de 8 x n bits,
mientras que el código de corrección de errores es de 16 bits.
En la recepción se usa un procedimiento de
tratamiento de paquetes para analizar el paquete recibido y
verificar su validez:
- -
- detectando la palabra de sincronización:
- -
- calculando y comprobando el código de corrección de errores recibido.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento de tratamiento de paquetes se
puede usar, opcionalmente, en combinación con la codificación
8B/10B, que se aplicará exclusivamente al campo de datos y al código
de corrección de errores.
El centro de control remoto 14, que procesa los
datos, permite la generación de alarmas o mensajes en uno o más de
los siguientes casos:
- -
- si el módulo móvil 11 detecta un cambio repentino en el valor de la aceleración, seguido por un periodo de inactividad que supera un cierto tiempo umbral, en correlación con una disminución lenta de la temperatura de la piel y el ritmo cardíaco;
- -
- si el módulo móvil 11 detecta un aumento de la temperatura de la piel y el ritmo cardíaco durante periodos prolongados;
- -
- si detecta un aumento de la temperatura del entorno y una disminución de la actividad física del usuario;
- -
- si detecta una parada en los latidos del corazón y una disminución en la temperatura de la piel.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento de procesado de la señal de
actividad cardíaca se determina basándose en un estudio llevado a
cabo bajo el perfil dual del rendimiento en términos clínicos y la
compatibilidad con los requisitos técnicos del sistema, en relación
tanto con las características del sistema de adquisición como con
los recursos de cálculo y transmisión disponibles en el reloj.
El objetivo principal de este procedimiento de
procesado de la señal de actividad cardíaca es determinar los
latidos del corazón mediante el procesado de las señales adquiridas
por el sensor piezoeléctrico. El procesado local en el módulo móvil
11, considerando las restricciones fijadas por el sistema en
términos de capacidad de procesado, consiste principalmente en
procedimientos basados en detección de umbrales o técnicas de
determinación de umbrales, que conllevan situar como cero señales
por debajo de un cierto umbral y técnicas de estimación espectral
(técnicas basadas en el análisis de Fourier y transformada
tiempo-frecuencia), para detectar los picos
correspondientes a los latidos.
Se pueden programar alarmas en función de los
requisitos, los ámbitos y las necesidades del usuario y de los
correspondientes al alojamiento tutelado.
De este modo, el sistema y el procedimiento
descritos en la presente memoria permiten detectar de forma
ventajosa parámetros fisiológicos a través de un módulo móvil
asociado de una manera ergonómica a la muñeca del individuo a
monitorizar. Este módulo móvil funciona de forma ventajosa por lo
menos en dos configuraciones, comprendiendo una configuración
convencional y otra de emergencia, basándose la transición de una a
otra en un análisis previo de los datos detectados por los sensores
del módulo. Esto permite reducir el consumo y consigue que el uso
del módulo resulte práctico.
Además, de forma ventajosa, el módulo se
comunica por interfaz con una o más estaciones base inalámbricas a
través de un protocolo que permite tanto la gestión eficaz de
prioridades entre varios dispositivos y por lo tanto de situaciones
multiusuario, como la adopción de una función de desplazamiento
itinerante, de manera que resulta sencillo seguir a un individuo en
sus movimientos a través de áreas extensas, por ejemplo, edificios
de hospitales, permitiendo que el módulo móvil destinado a detectar
parámetros fisiológicos se asocie a estaciones base ubicadas en
sitios diferentes en instantes de tiempo diferentes. Debe observarse
que esto también posibilita, dentro de ciertos límites, el
seguimiento de los movimientos del individuo que lleva el módulo
móvil.
Según otro aspecto de la invención, de forma
ventajosa, se adoptan técnicas de determinación de umbrales y
análisis espectral en relación con la señal cardíaca detectada por
los sensores.
Evidentemente, sin perjuicio de los principios
de la invención, los detalles y formas de realización de la
construcción se pueden variar ampliamente con respecto a lo descrito
e ilustrado en la presente memoria sin apartarse por lo tanto con
respecto al alcance de la invención. En relación con esto, se
destaca nuevamente que, aunque en aras de la simplicidad
ilustrativa en la presente descripción se ha hecho referencia
prácticamente constante a la posible aplicación de la invención a
un contexto, el alcance de la invención es de hecho general y por
lo tanto no se limita a ese contexto de aplicación específico.
Claims (22)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Sistema para la monitorización remota de parámetros fisiológicos de un individuo, que comprende:- -
- por lo menos un módulo móvil (11) para detectar parámetros fisiológicos, que puede estar asociado a por lo menos un individuo, que comprende uno o más sensores (24, 25, 32, 33, 34) para detectar dichos parámetros fisiológicos y un módulo transceptor inalámbrico (26) configurado por lo menos para transmitir datos referentes a dichos parámetros fisiológicos a través de un enlace inalámbrico (14);
- -
- por lo menos una estación base (12) configurada para intercambiar datos y controles a través de dicho enlace inalámbrico (14) con dicho módulo móvil (11) para detectar parámetros fisiológicos;
- -
- un centro de monitorización (13) ubicado de forma remota y configurado para intercambiar datos a través de por lo menos una red de comunicaciones (15) con dicha estación base (12);
caracterizado porque dicho módulo móvil (11) para detectar parámetros fisiológicos comprende un módulo de control microprocesador (30) configurado para procesar los parámetros fisiológicos y, en función de los resultados de dicho procesado de los parámetros fisiológicos, ordenar a dicho módulo de transmisión (26) que funcione entre por lo menos dos condiciones de funcionamiento que comprenden:- -
- una primera condición de funcionamiento normal que comprende el funcionamiento de la transmisión de dichos datos referentes a parámetros fisiológicos a intervalos constantes;
- -
- una segunda condición de funcionamiento de emergencia, ordenada por dicho módulo de control microprocesador (30) cuando los resultados de dicho procesado de los parámetros fisiológicos identifican una condición de alarma, que comprende una fase de comunicación continua con dicha estación base (12).
- 2. Sistema según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho por lo menos un módulo móvil (11) y dicha por lo menos una estación base (12) están configurados para cooperar según un protocolo para redes de telecomunicaciones móviles que comprende una rutina de gestión de desplazamientos itinerantes y una rutina de gestión multiusuario.
- 3. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho módulo móvil (11) está configurado para realizar funciones de transceptor del tipo móvil, comprendiendo dichas funciones de transceptor del tipo móvil una o más de las siguientes operaciones:
- -
- buscar la estación base (12) más cercana, en particular a través de técnicas de acceso a canales del tipo combinado FDMA y TDMA;
- -
- abrir una conexión a través del enlace inalámbrico (14);
- -
- transmitir paquetes de datos, subdividiendo paquetes largos;
- -
- gestionar señales que confirman la recepción (ACK) y volver a transmitir paquetes no recibidos;
- -
- gestionar una transmisión a una velocidad binaria mayor que una velocidad binaria en condiciones normales para enviar información en condiciones de emergencia;
- -
- cerrar la conexión sobre el enlace inalámbrico (14).
- 4. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha estación base (12) está configurada para realizar una o más de las siguientes operaciones:
- -
- gestionar un canal de señalización, en particular en el modo TDMA ó FDMA;
- -
- asignar un canal de comunicaciones sobre el enlace inalámbrico;
- -
- intercambiar datos con uno o más módulos móviles (11) asociados a dicha estación base (12);
- -
- liberar dicho canal de comunicaciones;
- -
- gestionar una transmisión a una velocidad binaria alta para enviar información en condiciones de emergencia.
- 5. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque, en dicha primera condición de funcionamiento normal, dicha transmisión a intervalos constantes conlleva la fijación de dicho módulo (26) en un modo de escucha sobre un canal de señalización común perteneciente a dicho enlace inalámbrico (14) para esperar una señal de identificación (BS_ID) distintiva de la estación base (12).
- 6. Sistema según las reivindicaciones 1 ó 5, caracterizado porque dicha estación base (12) está configurada para gestionar una fase de contienda entre una serie de módulos móviles (11).
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- 7. Sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha fase de contienda comprende una operación para discretizar intervalos con el fin de enviar una señal de solicitud (REQ), estando regulados en particular dichos intervalos discretos sobre el tiempo máximo de propagación de ida y vuelta del sistema que se puede producir en el sistema.
- 8. Sistema según las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque dicho módulo móvil (11) está configurado también de manera que, al producirse la recepción de una señal de confirmación (ACK) desde la estación base (12), ordena a dicho módulo transceptor (26) que funcione en un uso exclusivo sobre una frecuencia en dicho enlace inalámbrico (14) comunicada por dicha estación base (12) y que envíe datos dentro de un intervalo de tiempo garantizado.
- 9. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo (11) está configurado, en dicha condición de funcionamiento de emergencia, para activar dicho módulo transceptor (26) y enviar, al producirse la recepción de una señal de identificación desde la estación base (BS_ID), un paquete de solicitud que indica la alarma, en un momento en el tiempo que precede a un tiempo mínimo posible para enviar la solicitud (REQ) en la condición normal con el fin de garantizar que la trama de solicitud ganará con certeza la fase de contienda.
- 10. Sistema según la reivindicación 9, caracterizado porque, en dicha condición de funcionamiento de emergencia, dicha estación base (12) está configurada para asociarse a sí misma el módulo móvil (11) en alarma y para iniciar una fase de sondeo en comunicación continua de los datos transmitidos por dicho módulo móvil (11), de modo que, en dicha fase de sondeo, dicho o dichos sensores (24, 25, 32, 33, 34) del módulo móvil (11) muestrean los parámetros fisiológicos a una frecuencia mayor en comparación con una frecuencia usada en dicha condición de funcionamiento normal.
- 11. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque dicha fase de sondeo en comunicación continua se suspende periódicamente para permitir que la estación base (12) envíe sobre un canal común del enlace inalámbrico (14) una señal adicional que identifica a la estación base (BS_ID) con el fin de detectar la posible presencia de otros módulos móviles (11) en condición de emergencia.
- 12. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque prevé la asociación de información referente a la presencia de un módulo móvil (11) en condición de emergencia a dicha señal adicional que identifica a la estación base (BS_ID) y porque dichos módulos móviles (11) están configurados para aumentar el intervalo de tiempo para situar dicho módulo móvil (11) en modo de escucha sobre el canal común del enlace inalámbrico (14) a la espera de una señal de identificación (BS_ID) distintiva de la estación base (12) con el fin de limitar el consumo de potencia.
- 13. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores 10 a 12, caracterizado porque, durante la fase de sondeo, para mantener la movilidad de los módulos móviles (11) en alarma, dicha rutina de desplazamientos itinerantes implementa una o más de las siguientes operaciones:
- -
- desvincular el módulo móvil (11) con respecto a la estación base (12) si dicho módulo móvil (11) no recibe solicitudes de dicha estación base (12) dentro de un límite de tiempo y enviar dicho paquete de solicitud que indica la alarma a una estación base (12) que se muestra ella misma como disponible a través de la señal que identifica a la estación base (BS_ID);
- -
- desvincular la estación base (12) con respecto al módulo móvil (11) si dicha estación base (12) es incapaz de entrar en contacto con el módulo móvil (11) en alarma durante un número fijado de intentos, detener la fase de sondeo y enviar una señal de mantenimiento de alarma al centro de control remoto (13).
- 14. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho o dichos sensores (24, 25, 32, 33, 34) comprenden uno o más de entre los siguientes sensores:
- -
- un sensor (25) de temperatura externa;
- -
- un fotodiodo (24) para comprobar la condición del entorno externo;
- -
- un sensor (32) de temperatura corporal;
- -
- un sensor de movimiento (34), en particular un acelerómetro de dos ejes;
- -
- un sensor para detectar actividad cardíaca (33), en particular un sensor piezoeléctrico.
- 15. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho módulo de control microprocesador (30) comprende un módulo para realizar un análisis previo de los datos adquiridos por dicho o dichos sensores (24, 25, 32, 33, 34) y un módulo de muestreo de dicho o dichos sensores (24, 25, 32, 33, 34).
\newpage
- 16. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho módulo (11) está configurado en forma de un reloj de pulsera ponible.
- 17. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho centro de control (14) está configurado para procesar datos transmitidos por una o más estaciones base (12) y generar alarmas o mensajes en uno o más de los siguientes casos:
- -
- si el módulo móvil (11) detecta un cambio repentino en el valor de la aceleración, seguido por un periodo de inactividad que supera un cierto tiempo umbral, en correlación con una disminución lenta de la temperatura de la piel y el ritmo cardíaco;
- -
- si el módulo (11) detecta un aumento de la temperatura de la piel y el ritmo cardíaco durante periodos prolongados;
- -
- si el módulo (11) detecta un aumento de la temperatura del entorno y una disminución de la actividad física del usuario;
- -
- si el módulo móvil (11) detecta una parada en los latidos del corazón y una disminución en la temperatura de la piel.
- 18. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende el procesado de la señal de actividad cardíaca mediante la aplicación, a una señal cardíaca detectada por el sensor (34), de técnicas de detección de umbrales que conllevan la fijación a cero de valores de señal detectados por el sensor (34) por debajo de un umbral previamente fijado y/o de técnicas de estimación espectral, con el fin de detectar picos correspondientes a latidos del corazón.
- 19. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho módulo (11) comprende un botón de llamada (28) que se puede activar en caso de necesidad por parte de la persona para enviar una alarma adicional.
- 20. Sistema según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha red de telecomunicaciones (15) es una red de telecomunicaciones de telefonía y/o del tipo de Protocolo de Internet.
- 21. Proceso para la monitorización remota de parámetros fisiológicos de individuos que comprende las operaciones realizadas por el sistema de monitorización según una o más de las reivindicaciones 1 a 20.
- 22. Producto de programa de ordenador cargable directamente en la memoria de un ordenador digital electrónico y que comprende partes de código de software para realizar las etapas del proceso según la reivindicación 21 ó las operaciones del sistema de monitorización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20 cuando el producto de programa de ordenador se ejecuta en un ordenador.
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