IT202000010813A1 - Device with two contact surfaces for the acquisition of biometric data, diagnostic system and method using the device, in particular for the diagnosis of viral infection - Google Patents
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Description
Dispositivo a due superfici di contatto per l?acquisizione di dati biometrici, sistema e metodo di diagnosi facenti uso del dispositivo, in particolare per la diagnosi di infezione virale Device with two contact surfaces for the acquisition of biometric data, diagnostic system and method using the device, in particular for the diagnosis of viral infection
La presente invenzione riguarda un dispositivo monouso per l?acquisizione di dati biometrici, e sistema di diagnosi che fa uso del dispositivo monouso, in particolare per la diagnosi di infezione virale come l?infezione da COVID-19. The present invention relates to a disposable device for acquiring biometric data, and a diagnosis system which makes use of the disposable device, in particular for the diagnosis of viral infection such as COVID-19 infection.
Stato della tecnica State of the art
? molto attuale e sentito il problema del riconoscimento di persone infette da virus quali il COVID-19. ? the problem of recognizing people infected with viruses such as COVID-19 is very current and felt.
Come noto, il COVID-19 (nonch? altri virus) provoca, anche negli asintomatici, il fatto che le cellule del soggetto moltiplichino il virus. Quindi, anche se il soggetto non avverte sintomi o ne sente alcuni soggettivamente trascurabili, a livello fisiologico l?alterazione esiste. Alcuni studi evidenziano come tali alterazioni possano essere correlate ad esempio ad aritmie di modesta entit? (un determinato aumento rispetto a quelle fisiologiche). As known, COVID-19 (as well as other viruses) causes, even in asymptomatics, the subject's cells to multiply the virus. Therefore, even if the subject does not experience symptoms or feels some subjectively negligible ones, the alteration exists on a physiological level. Some studies show how these alterations can be related, for example, to modest arrhythmias. (a certain increase compared to physiological ones).
Sono noti ed usati oggi gli scanner termografici per identificare i possibili soggetti infetti tramite rilevamento della temperatura corporea. Tuttavia, ? noto che l?affidabilit? della misura della temperatura assoluta in un punto del volto ? bassa. Thermographic scanners are known and used today to identify possible infected subjects by detecting body temperature. However, ? known that the? reliability? of the measurement of the absolute temperature in a point of the face? low.
? noto che la temperatura superficiale della pelle ? correlata con la temperatura corporea da una complessa equazione che prende in considerazione altri parametri (i.e. temperatura ambientale, umidit? relativa, velocit? dell?aria, spessore della pelle). Quindi una stima della temperatura corporea sulla base di una misura della temperatura superficiale assoluta in un punto ? valida e comparabile con altre solo se condotta nelle stesse condizioni ambientali. ? known that the surface temperature of the skin ? correlated with body temperature by a complex equation that takes into consideration other parameters (i.e. environmental temperature, relative humidity, air speed, skin thickness). So an estimate of body temperature based on a measurement of the absolute surface temperature at a point? valid and comparable with others only if conducted in the same environmental conditions.
Inoltre, la temperatura ha una bassa correlazione con una possibile patologia, perch? anzitutto gli infetti potrebbero non manifestare alterazioni di temperatura, ed in secondo luogo si possono avere soggetti che intendono nascondere il proprio stato patologico mediante medicinali antipiretici di uso comune. Il problema quindi ? profondo, e la scansione termografica non rappresenta una soluzione affidabile, anche senza considerare i falsi positivi dovuti a soggetti semplicemente affannati in seguito ad una corsa, oppure provenienti da un ambiente molto freddo, oppure ancora tutte le situazioni in cui la misura della temperatura non ? fatta in condizioni standard di umidit? e velocit? dell?aria. Furthermore, temperature has a low correlation with a possible pathology, why? first of all, the infected may not show temperature alterations, and secondly, there may be subjects who intend to hide their pathological state using commonly used antipyretic medicines. The problem then? deep, and thermographic scanning does not represent a reliable solution, even without considering false positives due to subjects simply out of breath after a run, or coming from a very cold environment, or still all situations in which the temperature measurement is not? made in standard conditions of humidity? and speed? of the air.
? altres? nota la possibilit? di aumentare l?accuratezza della valutazione di un rischio di infezione combinando misure termografiche con misure di primo livello di altri parametri vitali (e.g. pulsazione cardiaca, saturazione di ossigeno nel sangue, elettrocardiogramma). Tuttavia la misura di detti parametri vitali richiederebbe necessariamente il contatto fra il soggetto in esame ed il sistema di misura. Questa eventualit? non ? auspicabile in quanto toccare o avvicinarsi molto alle medesime superfici da parte di molti soggetti diversi, come previsto in alcune soluzioni oggi disponibili, costituisce di per s? un rischio di contagio. ? otherwise? note the possibility to increase the accuracy of the assessment of an infection risk by combining thermographic measurements with first-level measurements of other vital parameters (e.g. heart rate, blood oxygen saturation, electrocardiogram). However, the measurement of said vital parameters would necessarily require contact between the subject under examination and the measurement system. This eventuality? Not ? desirable as touching or getting very close to the same surfaces by many different subjects, as foreseen in some solutions available today, constitutes in itself a risk of contagion.
Scopo e oggetto dell?invenzione Purpose and object of the invention
Scopo della presente invenzione ? quello di fornire un dispositivo, un sistema ed un metodo che risolvano in tutto o in parte i problemi della tecnica nota. Purpose of the present invention? that of providing a device, a system and a method which solve all or part of the problems of the prior art.
? oggetto della presente invenzione un dispositivo, un sistema ed un metodo secondo le allegate rivendicazioni. ? object of the present invention is a device, a system and a method according to the attached claims.
Descrizione dettagliata di esempi di realizzazione dell?invenzione Detailed description of embodiments of the invention
Lista delle figure List of figures
L?invenzione verr? ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, con particolare riferimento ai disegni delle figure allegate, in cui: The invention will come now described for illustrative but non-limiting purposes, with particular reference to the drawings of the attached figures, in which:
- la figura 1 mostra una prima forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione, con uscita dati tramite contatti elettrici; - figure 1 shows a first embodiment of the device according to the present invention, with data output via electrical contacts;
- la figura 2 mostra una seconda forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione con uscita dati tramite tag RFID; - la figura 3 mostra una terza forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione, con la presenza di uno schermo ad inchiostro elettronico; - figure 2 shows a second embodiment of the device according to the present invention with data output via RFID tag; - figure 3 shows a third embodiment of the device according to the present invention, with the presence of an electronic ink screen;
- la figura 4 mostra una quarta forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione, con il pulsossimetro posto all?interno di uno (o pi?) degli elettrodi per l?ECG, dallo stesso lato della card; - figure 4 shows a fourth embodiment of the device according to the present invention, with the pulse oximeter placed inside one (or more) of the electrodes for the ECG, on the same side of the card;
- la figura 5 mostra una figura che illustra l?uso pratico del dispositivo della figura 1 e per estensione anche di quelli delle figure 2, 3 e 4; - la figura 6 mostra un esempio di (a) dispenser di dispositivi secondo l?invenzione e (b) di sistema di lettura dei dispositivi utilizzati e di ulteriore acquisizione dati; - figure 5 shows a figure illustrating the practical use of the device of figure 1 and by extension also of those of figures 2, 3 and 4; - figure 6 shows an example of (a) dispenser of devices according to the invention and (b) of a system for reading the devices used and for further data acquisition;
- la figura 7 mostra un diagramma a blocchi di una forma realizzativa di un sistema di acquisizione che fa uso del dispositivo secondo la presente invenzione; e figure 7 shows a block diagram of an embodiment of an acquisition system which makes use of the device according to the present invention; And
- la figura 8 mostra un secondo diagramma a blocchi di una forma realizzativa del metodo di diagnosi che fa uso del dispositivo e del sistema di acquisizione secondo la presente invenzione. - figure 8 shows a second block diagram of an embodiment of the diagnosis method which makes use of the device and of the acquisition system according to the present invention.
Si specifica qui che elementi di forme di realizzazione differenti possono essere combinati insieme per fornire ulteriori forme di realizzazione senza limiti rispettando il concetto tecnico dell?invenzione, come il tecnico medio del ramo intende senza problemi da quanto descritto. It is specified here that elements of different embodiments can be combined together to provide further embodiments without limits respecting the technical concept of the invention, as the average person skilled in the art understands without problems from what has been described.
La presente descrizione inoltre fa riferimento alla tecnica nota per la sua implementazione, riguardo alle caratteristiche di dettaglio non descritte, come ad esempio elementi di minore importanza usualmente utilizzati nella tecnica nota in soluzioni dello stesso tipo. The present description also refers to the prior art for its implementation, with regard to the detailed characteristics not described, such as for example minor elements usually used in the prior art in solutions of the same type.
Quando si introduce un elemento si intende sempre che pu? essere ?almeno uno? o ?uno o pi??. When an element is introduced, it is always meant that it can? be ?at least one? or ?one or more?.
Quando si elenca una lista di elementi o di caratteristiche in questa descrizione si intende che il trovato secondo l?invenzione ?comprende? oppure alternativamente ?? composto di? tali elementi. When listing a list of elements or features in this description it is meant that the invention according to the invention ?comprises? or alternatively ?? composed of? such elements.
Forme di realizzazione Embodiments
Facendo riferimento alle figure 1-4, si descrivono alcune forme realizzative del dispositivo della presente invenzione. With reference to figures 1-4, some embodiments of the device of the present invention are described.
Con specifico riferimento alla Fig. 1, il dispositivo 10 per l?acquisizione di dati biometrici da una persona ? nella forma di una card e comprende: With specific reference to Fig. 1, the device 10 for acquiring biometric data from a person ? in the form of a card and includes:
- un supporto 11,12 avente una prima superficie 11 ed una seconda superficie 12 opposta a detta prima superficie (le due facce della card); - a support 11, 12 having a first surface 11 and a second surface 12 opposite to said first surface (the two faces of the card);
- due primi sensori (elettrodi) 14 su detta prima superficie configurati per il rilevamento di un ECG di detta persona; - two first sensors (electrodes) 14 on said first surface configured for detecting an ECG of said person;
- almeno un secondo sensore 15 su detta seconda superficie configurato per il rilevamento della quantit? di SpO2 (saturazione di ossigeno) nel sangue di detta persona (tipicamente costituito da due LED ed un foto-transistor per l?acquisizione della luce di ritorno); - at least one second sensor 15 on said second surface configured for detecting the quantity? of SpO2 (oxygen saturation) in the blood of said person (typically consisting of two LEDs and a photo-transistor for acquiring the return light);
- mezzi di uscita 13 (trasferimento dati verso altri dispositivi), nella forma di contatti elettrici, dei dati pre-elaborati o dei segnali da detti primi elettrodi e da detto almeno un secondo sensore; - cablaggi 16, 17 tra i vari elettrodi e i mezzi di uscita 13. - output means 13 (data transfer to other devices), in the form of electric contacts, of the pre-processed data or of the signals from said first electrodes and from said at least one second sensor; - wiring 16, 17 between the various electrodes and the output means 13.
Nel dispositivo 10 i due primi elettrodi 14 sono posti su detta prima superficie 11 in due corrispondenti posizioni atte ad essere toccate dai pollici 60 di detta persona quando, in uso, tiene il supporto 11,12 con due mani, come in Fig. 4 (? chiaro che il contatto si realizzer? con una porzione dei pollici ovvero dei relativi polpastrelli). Come esempio non limitativo, la larghezza, lungo il lato minore della card, degli elettrodi 11 pu? essere circa 1/3 del lato minore, cos? da garantire sufficiente spazio tra i sensori alle estremit? del lato minore. Sono possibili tuttavia altre configurazioni, l?importante ? che i primi elettrodi ed il secondo sensore siano su facce opposte della card. In the device 10 the two first electrodes 14 are placed on said first surface 11 in two corresponding positions suitable for being touched by the thumbs 60 of said person when, in use, he holds the support 11,12 with two hands, as in Fig. 4 ( It is clear that the contact will be made with a portion of the thumbs or the relative fingertips). As a non-limiting example, the width, along the shorter side of the card, of the electrodes 11 can be about 1/3 of the smaller side, cos? to ensure sufficient space between the sensors at the ends? of the smaller side. However, other configurations are possible, the important thing ? that the first electrodes and the second sensor are on opposite sides of the card.
Nel dispositivo 10 detto almeno secondo sensore 15 ? posto su detta seconda superficie 12 in una posizione tale da essere contattata da almeno uno degli indici 50 di detta persona quando (cfr. Fig. 4), in uso, tiene il supporto 11,12 con due mani e con i pollici 60 sui due primi elettrodi 14 (? chiaro che il contatto si realizzer? con una porzione di detto indice ovvero del relativo polpastrello). Preferibilmente, la posizione del secondo sensore 15 ? tale da sovrapporsi all?area coperta dai primi elettrodi (per realizzare una sostanziale opposizione di pollice e indice). Uno o pi? elettrodi 14 possono integrare un sensore di temperatura per rilevare la temperatura superficiale della pelle in posizione periferica (perch? viene rilevata la temperatura delle dita). Gli elementi 16 e 17 sono dei cablaggi tra i vari elettrodi 14,15 e l?elemento di uscita 13. L?elemento 18 ? un chip con un numero univoco per l?identificazione con ID elettronico che pu? ugualmente essere inviato in output. In the device 10 said at least second sensor 15 ? placed on said second surface 12 in a position such as to be contacted by at least one of the forefingers 50 of said person when (cf. Fig. 4), in use, he holds the support 11,12 with two hands and with the thumbs 60 on the two first electrodes 14 (it is clear that the contact will be made with a portion of said forefinger or of the relative fingertip). Preferably, the position of the second sensor 15 ? such as to overlap the area covered by the first electrodes (to create a substantial opposition of thumb and forefinger). One or more? electrodes 14 can integrate a temperature sensor to detect the surface temperature of the skin in a peripheral position (because the temperature of the fingers is detected). The elements 16 and 17 are wiring between the various electrodes 14,15 and the output element 13. The element 18 ? a chip with a unique number for identification with an electronic ID that can? still be output.
Il dispositivo di Fig. 1, ovvero in ogni forma realizzativa con contatti di uscita 13, non ? necessaria una batteria interna perch? l?acquisizione dati pu? avvenire nel momento stesso in cui si inserisce la card nel relativo lettore. Tale batteria interna pu? tuttavia essere presente. The device of Fig. 1, ie in any embodiment with output contacts 13, is not? need an internal battery why? data acquisition can? take place at the same time the card is inserted into the relative reader. This internal battery can however be present.
La forma realizzativa di Fig. 1 risulta particolarmente vantaggiosa per la misura dell?ECG e del PPG, in quanto, dal momento che la card deve essere parzialmente inserita in un lettore fisso affinch? si realizzi la connessione elettrica mediante detti contatti 13, la posizione della card ? fissa, quindi anche la posizione delle mani e del corpo pu? essere ragionevolmente considerata statica e conseguentemente l?attivit? muscolare delle braccia ? minima. Ci? riduce il rumore elettrico nell?ECG e nel PPG introdotto dall?attivit? muscolare del soggetto. The embodiment of Fig. 1 is particularly advantageous for the measurement of the ECG and the PPG, since, since the card must be partially inserted in a fixed reader so that the the electrical connection is made by means of said contacts 13, the position of the card ? fixed, so even the position of the hands and the body pu? be reasonably considered static and consequently the? activity? arm muscles? minimal. There? reduces the electrical noise in the ECG and PPG introduced by the activity? muscle of the subject.
Facendo ora esplicito riferimento alla Fig. 2, si ha una differente forma di realizzazione in cui nel dispositivo 20 i due primi elettrodi 24 sono uguali ai due primi elettrodi 14, il secondo sensore 25 ? uguale al secondo sensore 15, il supporto 11,12 ? uguale al supporto 21,22 con le rispettive prima 21 e seconda 22 superficie opposte. Anche i cablaggi 26 e 27 sono simili ai cablaggi 16 e 17. Quello che cambia ? sostanzialmente il mezzo di trasmissione o output dei dati, che in questo caso ? un sistema a radiofrequenza (o RFID), e l?eventuale presenza di uno o pi? sensori di movimento (accelerometro, giroscopio e magnetometro), entrambe indicati in figura con l?elemento 23. Detto elemento 23 pu? avere integrato l?identificativo elettronico di cui sopra. L?antenna 29 ? preferibilmente sul bordo della card per massimizzarne le dimensioni. La presenza dell?antenna pu? essere sfruttata, oltre che per la trasmissione dei dati, anche per ricevere energia dal lettore ed evitare di inserire batterie interne alla card stessa. In altre forme realizzative, si pu? prevedere anche una batteria interna, ricaricabile in modo wireless. With explicit reference now to Fig. 2, there is a different embodiment in which in the device 20 the two first electrodes 24 are equal to the two first electrodes 14, the second sensor 25 ? equal to the second sensor 15, the support 11,12 ? equal to the support 21, 22 with the respective first 21 and second 22 opposite surfaces. Also the harnesses 26 and 27 are similar to the harnesses 16 and 17. What changes? substantially the means of transmission or output of the data, which in this case ? a radio frequency system (or RFID), and the? Possible presence of one or more? motion sensors (accelerometer, gyroscope and magnetometer), both indicated in the figure with element 23. Said element 23 can? have integrated the above electronic identification. The antenna 29 ? preferably on the edge of the card to maximize its size. The presence of the antenna can be used, as well as for data transmission, also to receive energy from the reader and avoid inserting batteries inside the card itself. In other embodiments, you can? also include an internal battery, rechargeable wirelessly.
Dal momento che in questa forma realizzativa la smart card ? wireless, la sua posizione non ? fissa, quindi anche l?attivit? muscolare del soggetto non ? nota. Detto sensore di posizione integrato nell?unit? 23 permette di avere una misura di questa attivit? muscolare e quindi pu? vantaggiosamente essere utilizzato per migliorare il rapporto segnale rumore di ECG e PPG. Since in this embodiment the smart card ? wireless, its location is not ? fixed, therefore also the activity? muscle of the subject not ? Note. Said position sensor integrated in the unit? 23 allows you to have a measure of this activity? muscle and therefore pu? advantageously be used to improve the signal to noise ratio of ECG and PPG.
Facendo esplicito riferimento alla Fig. 3, il supporto delle forme di realizzazione precedenti pu? comprendere, preferibilmente su detta prima superficie 11 o 21, uno schermo ad inchiostro elettronico 31 configurato per la visualizzazione 34 dei dati rilevati, ed opzionalmente di altri dati, quali dati di identit? 33, e/o un?immagine facciale 32, e/o un codice a barre 35 codificante una o pi? informazioni utili, come il timestamp e/o le principali misure registrate. L?immagine facciale 32 pu? essere una immagine stilizzata ricavata da un?immagine termografica oppure, nel caso di un display a colori alimentato da una batteria, l?immagine termografica stessa. In una diversa forma realizzativa, un?immagine facciale pu? essere prestampata sulla card. Referring explicitly to Fig. 3 , the support of the previous embodiments can comprising, preferably on said first surface 11 or 21, an electronic ink screen 31 configured for displaying 34 of the detected data, and optionally of other data, such as identity data? 33, and/or a facial image 32, and/or a barcode 35 encoding one or more? useful information, such as the timestamp and/or the main recorded measurements. The facial image 32 can? be a stylized image taken from a thermal image or, in the case of a battery-powered color display, the thermal image itself. In a different embodiment, a facial image can be pre-printed on the card.
Questo display pu? inoltre mostrare, in modo statico o a comando, i dati misurati e/o un indice di rischio visibile a colpo d'occhio. Il codice a barre pu? anche rimpiazzare i mezzi di output 13 e 23 delle precedenti forme di realizzazione quando la card comprende mezzi per la pre-elaborazione dei segnali provenienti dai sensori 14,15 o 24,25. This display can also show, static or on command, the measured data and/or a risk index visible at a glance. The barcode can also replace the output means 13 and 23 of the previous embodiments when the card comprises means for the pre-processing of the signals coming from the sensors 14, 15 or 24, 25.
Facendo ora riferimento alla Fig. 4, si ha una differente forma di realizzazione in cui nel dispositivo 40 i due primi elettrodi 44 sono uguali ai due primi elettrodi 14, il secondo sensore 45 ? in s? uguale al secondo sensore 15, il supporto 41,42 ? uguale al supporto 11,12 con le rispettive prima 41 e seconda 42 superficie opposte. Anche i cablaggi 46 e 47 sono simili ai cablaggi 16 e 17. Quello che cambia ? sostanzialmente la posizione del secondo sensore (pulsossimetro) che ? sulla prima superficie all?interno della piazzola di uno (o anche di entrambi) degli elettrodi 44. Questa disposizione pu? essere applicata anche alle forme realizzative delle figure 2 e 3. Si noti che in figura il pulsossimetro 45 non ? in scala. Inoltre, essendo tutti i sensori da un unico lato del supporto, due qualsiasi dita (di mani diverse) possono essere utilizzate per la misura, anche se i due pollici risultano i pi? comodi, in modo che si possa tenere facilmente la card nelle mani. With reference now to Fig. 4, there is a different embodiment in which in the device 40 the two first electrodes 44 are equal to the two first electrodes 14, the second sensor 45 ? in itself equal to the second sensor 15, the support 41,42 ? equal to the support 11,12 with the respective first 41 and second 42 opposite surfaces. Also the harnesses 46 and 47 are similar to the harnesses 16 and 17. What changes? basically the position of the second sensor (pulse oximeter) that ? on the first surface inside the pad of one (or even both) of the electrodes 44. This arrangement can? also be applied to the embodiments of figures 2 and 3. It should be noted that in the figure the pulse oximeter 45 is not? to scale. Furthermore, since all the sensors are on a single side of the support, any two fingers (of different hands) can be used for the measurement, even if the two thumbs are the most? comfortable, so that you can easily hold the card in your hands.
Con esplicito riferimento alla Fig. 5, sebbene si illustri il contatto dei pollici 60 delle due mani con una faccia della card 10, e dell?indice 50 con la faccia opposta della card, lo stesso contatto vale anche per le card 20 e loro varianti. With explicit reference to Fig. 5, although the contact of the thumbs 60 of the two hands with one face of the card 10, and of the index finger 50 with the opposite face of the card is illustrated, the same contact also applies to the cards 20 and their variants .
In ogni forma realizzativa, possono essere presenti due secondi sensori, posti a distanza tale da poter essere contattati dai due indici 50 o dai due pollici 60 o da due dita in generale di detta persona quando, in uso, tiene il supporto con due mani. Nel caso delle forme realizzative delle figure da 1 a 3, i pollici contattano gli elettrodi da un lato e gli indici i pulsossimetri dall?altro della card. Nella forma realizzativa della figura 4 invece, essendo i pulsossimetri sullo stesso lato degli elettrodi sulla card, si pu? usare qualsiasi coppia di dita per effettuare le misure, essendo pratico e vantaggioso usare i due pollici tenendo la card come nella figura 5, anche se gli indici non devono contattare alcun sensore. In each embodiment, two second sensors can be present, placed at such a distance that they can be contacted by the two forefingers 50 or by the two thumbs 60 or by two fingers in general of said person when, in use, he holds the support with two hands. In the case of the embodiments of figures 1 to 3, the thumbs contact the electrodes on one side and the index fingers contact the pulse oximeters on the other side of the card. In the embodiment of figure 4 however, since the pulse oximeters are on the same side as the electrodes on the card, one can use any pair of fingers to carry out the measurements, being practical and advantageous to use the two thumbs holding the card as in figure 5, even if the index fingers must not contact any sensor.
In ogni forma realizzativa, la card pu? essere costituita da una scheda di plastica di dimensioni secondo la norma ISO 7816. In any embodiment, the card can? be made of a plastic card sized according to ISO 7816.
In ogni forma realizzativa, la card ? riutilizzabile previa disinfettazione oppure pu? essere monouso. In any embodiment, the card? reusable after disinfection or pu? be disposable.
Facendo ora riferimento alle Fig. 6 e 7, il dispositivo appena descritto in ogni forma realizzativa pu? essere usato insieme (rif. 1000) ad un sistema 100 di lettura dello stesso dispositivo 10,20 con particolare vantaggio. With reference now to Figs. 6 and 7, the device just described in each embodiment can be used together (ref. 1000) with a reading system 100 of the same device 10,20 with particular advantage.
Il sistema 100 comprende mezzi di acquisizione 190 dei dati da dal dispositivo 10,20,40 secondo l?invenzione, alternativamente tramite contatti elettrici (corrispondenti ai contatti 13,23,43), antenne di interrogazione RFID (corrispondenti ai tag RFID 23,29) e lettori di codici a barre (corrispondenti al QR-code 35 visualizzato sullo schermo 31). The system 100 comprises means 190 for acquiring data from the device 10,20,40 according to the invention, alternatively through electrical contacts (corresponding to contacts 13,23,43), RFID interrogation antennas (corresponding to RFID tags 23,29 ) and barcode readers (corresponding to QR-code 35 displayed on screen 31).
Con riferimento anche alla Fig. 7, a destra, il sistema 100 comprende anche un gruppo 185 di sensori ambientali comprendente un sensore di temperatura, un sensore di pressione e un sensore di umidit?. Opzionalmente, possono essere presenti una telecamera RGB e/o una termocamera 120 e/o una telecamera 3D 110 (ad esempio una telecamera a luce strutturata). La telecamera 3D permette il rilevamento della conformazione tridimensionale del volto e/o del corpo, la misura delle dimensioni corporee, del peso e del BMI. ? noto infatti che un BMI elevato ? fortemente correlato con un rischio elevato di contrarre una forma grave di COVID e di altre malattie. Inoltre il rilevamento della conformazione tridimensionale del volto e/o del corpo permette di associare il pattern termico rilevato dalla telecamera IR con regioni specifiche del volto e/o del corpo (e.g. occhi, collo, fronte, guance, bocca, torace). ? infatti noto che in una condizione patologica, sebbene la temperatura generale sia nella norma ed il soggetto sia sostanzialmente asintomatico, lo scambio di calore delle diverse regioni del corpo cambia. Quindi il modello termografico tridimensionale elaborato dal sistema 100 ed elaborato mediante un sistema di pattern matching implementato mediante deep learning o altro tipo di rete neurale o metodo algoritmico di tipo statistico, permette di avere una correlazione con un potenziale stato patologico notevolmente superiore a quello ottenibile con la sola misura della temperatura puntuale e/o media e/o massima. With reference also to Fig. 7, on the right, the system 100 also comprises a group 185 of environmental sensors comprising a temperature sensor, a pressure sensor and a humidity sensor. Optionally, an RGB camera and/or a thermal imaging camera 120 and/or a 3D camera 110 (e.g. a structured light camera) may be present. The 3D camera allows the detection of the three-dimensional conformation of the face and/or body, the measurement of body dimensions, weight and BMI. ? known in fact that a high BMI ? strongly correlated with an elevated risk of contracting a severe form of COVID and other diseases. Furthermore, the detection of the three-dimensional conformation of the face and/or body makes it possible to associate the thermal pattern detected by the IR camera with specific regions of the face and/or body (e.g. eyes, neck, forehead, cheeks, mouth, chest). ? in fact it is known that in a pathological condition, although the general temperature is within the norm and the subject is substantially asymptomatic, the heat exchange of the different regions of the body changes. Therefore the three-dimensional thermographic model elaborated by the system 100 and elaborated by means of a pattern matching system implemented by means of deep learning or other type of neural network or statistical algorithmic method, allows to have a correlation with a potential pathological state considerably higher than that obtainable with the sole measurement of the punctual and/or average and/or maximum temperature.
Inoltre l?immagine termografica ed il modello tridimensionale acquisiti in sincrono all?ECG ed al PPG, possono fornire dati sull?attivit? muscolare istantanea, che, unitamente all?informazione di movimento della smart card biometrica fornita dal sensore di movimento (e.g. accelerometro, giroscopio, magnetometro), possono vantaggiosamente essere utilizzati per migliorare il rapporto segnale rumore dell?ECG e del PPG stessi. Furthermore, the thermographic image and the three-dimensional model acquired in sync with the ECG and the PPG, can provide data on the activity snapshot muscle, which, together with the movement information of the biometric smart card provided by the movement sensor (e.g. accelerometer, gyroscope, magnetometer), can advantageously be used to improve the signal to noise ratio of the ECG and PPG themselves.
Il sistema 100 pu? comprendere ulteriormente una interfaccia I/O 106 per acquisizione dati direttamente da mezzi di interazione 105 con detta persona ad esempio uno o pi? tra display 160, schermo tattile, microfono 170, altoparlante 180) e/o da un suo dispositivo mobile 310 e/o da un suo dispositivo indossabile 305. The 100 system can? further include an I/O interface 106 for acquiring data directly from means of interaction 105 with said person, for example one or more? between display 160, touch screen, microphone 170, loudspeaker 180) and/or from its mobile device 310 and/or from its wearable device 305.
Il display 160 pu? essere adatto alla visualizzazione del volto della persona e di uno o pi? messaggi 140. The 160 display can? be suitable for displaying the person's face and one or more? messages 140.
Il sistema 100 pu? essere nella forma di un vero e proprio apparato, e pu? riportare un QR-code 145 di identificazione apparato. Il sistema 100 pu? comprendere opzionalmente un dispensatore 150 di card 10,20, preferibilmente all?interno di un ambiente chiuso 152 e ancora pi? preferibilmente in buste 151 sigillate. The 100 system can? be in the form of a real apparatus, and pu? report a device identification QR-code 145. The 100 system can? optionally include a dispenser 150 of cards 10,20, preferably within a closed environment 152 and even more? preferably in sealed envelopes 151.
Grazie al dispositivo ed al sistema secondo l?invenzione, ? possibile effettuare in modo automatizzato una diagnosi di una predeterminata patologia sulla base di dati biometrici di una persona, secondo un metodo che comprende l?esecuzione delle seguenti fasi (cfr. Fig. 8): Thanks to the device and the system according to the invention, ? It is possible to automatically carry out a diagnosis of a predetermined pathology on the basis of a person's biometric data, according to a method which includes the execution of the following phases (cf. Fig. 8):
A. acquisire i dati biometrici rilevati dal dispositivo 10, 20; A. acquire the biometric data detected by the device 10, 20;
B. acquisire dati ambientali rilevati dal gruppo di sensori ambientali 185; B. acquire environmental data detected by the group of environmental sensors 185;
C. immettere detti dati biometrici e detti dati ambientali in almeno un algoritmo esperto implementato in ed allenato via calcolatore in riferimento ad una base di dati clinici; C. inputting said biometric data and said environmental data into at least one expert algorithm implemented in and trained via computer with reference to a clinical data base;
D. ottenere un valore di probabilit? complessivo di detta predeterminata patologia sulla base dell?uscita di detto almeno un algoritmo esperto. L?algoritmo esperto pu? essere un algoritmo di machine learning o altra rete neurale. Q. get a probability value? total of said predetermined pathology on the basis of the output of said at least one expert algorithm. The expert algorithm can? be a machine learning algorithm or other neural network.
Vantaggiosamente, pu? essere utilizzato un algoritmo esperto differente per ciascuno dei dati biometrici al fine di calcolare corrispondenti probabilit? di presenza di detta patologia rispetto allo specifico dato biometrico tenendo conto di almeno un dato ambientale, in cui nella fase D ? calcolato detto valore di probabilit? complessivo sulla base di dette corrispondenti probabilit?. Questo sistema misto ha l?effetto di ridurre i falsi positivi o negativi dell?algoritmo esperto. Advantageously, can? be used a different expert algorithm for each of the biometric data in order to calculate corresponding probabilities? presence of said pathology with respect to the specific biometric data taking into account at least one environmental data, in which in phase D ? calculated said probability value? total on the basis of these corresponding probabilities?. This mixed system has the effect of reducing the false positives or negatives of the expert algorithm.
? chiaro che se una persona viene sospettata di patologia grazie al metodo secondo l?invenzione e subisce un test specifico successivamente, questo caso pu? essere memorizzato ed utilizzato per allenare ulteriormente l?algoritmo esperto. ? clear that if a person is suspected of pathology thanks to the method according to the invention and subsequently undergoes a specific test, this case can? be stored and used to further train the expert algorithm.
In tal caso, ? utile fornire la card di un sistema di identificazione univoca con o senza contatti, e.g. RFID o codice a barre o altro. ? in particolare utile quando si deve confrontare una misura sul soggetto con altre misure pregresse dello stesso soggetto. Then, ? useful to provide the card with a unique identification system with or without contacts, e.g. RFID or barcode or whatever. ? particularly useful when you have to compare a measurement on the subject with other previous measurements of the same subject.
Il metodo, il sistema ed il dispositivo secondo l?invenzione possono essere effettuati/usati mentre viene presa una fotografia termografica del soggetto. La termografia pu? servire, oltre a misurare la temperatura, anche a misurare il ritmo respiratorio e altri parametri biometrici. The method, system and device according to the invention can be performed/used while a thermographic photograph of the subject is being taken. Thermography can serve, in addition to measuring the temperature, also to measure the respiratory rate and other biometric parameters.
Termografia, modello tridimensionale e dati di posizione della smart card possono vantaggiosamente essere utilizzati per valutare l?attivit? muscolare del soggetto in esame, in modo da migliorare il rapporto segnale rumore delle misure di ECG e PPG. Thermography, three-dimensional model and smart card position data can advantageously be used to evaluate the activity? muscle of the subject under examination, in order to improve the signal-to-noise ratio of the ECG and PPG measurements.
In riferimento alla Fig. 6, possono essere acquisiti i parametri: With reference to Fig. 6, the parameters can be acquired:
AT = temperature ambientale AT = ambient temperatures
RH = umidit? relativa; RH = humidity? relative;
Atm = pressione atmosferica; Atm = atmospheric pressure;
PPG = fotopletismogramma (da cui si possono ricavare i valori di SPO2 ed eventualmente del ritmo cardiaco e della pressione sanguigna) PPG = photoplethysmogram (from which it is possible to obtain the SPO2 values and possibly the heart rate and blood pressure)
Nella tecnica anteriore questi parametri sono considerati solo nel rilevamento video-termico, mentre qui il lettore secondo l?invenzione pu? anche non avere il sistema termico. Inoltre, nella tecnica nota il sistema video-termico valuta solo la temperatura corporea senza metterla in relazione all?ECG e all?ossigeno (e quindi alla pressione sanguigna, poich? il PPG segue l?andamento della pressione sanguigna). Ora su un aereo o a terra si danno misure molto diverse di pressione ambientale, che influisce su quella sanguigna, quindi ? importante secondo l?invenzione tenere conto della pressione ambientale. In the prior art these parameters are considered only in video-thermal detection, while here the reader according to the invention can? also not have the thermal system. Furthermore, in the prior art the video-thermal system only evaluates the body temperature without relating it to the ECG and to the oxygen (and therefore to the blood pressure, since the PPG follows the trend of the blood pressure). Now on an airplane or on the ground, very different measurements of ambient pressure are given, which affects blood pressure, so ? According to the invention, it is important to take the environmental pressure into account.
Vantaggi dell?invenzione Advantages of the invention
Grazie alla soluzione secondo l?invenzione, si disaccoppia l?elemento di contatto con il soggetto dall?elemento di elaborazione del dato. Si ha una card che viene toccata con due dita, ciascuna appartenente ad una diversa mano del soggetto, per misurare l?ECG, e nei casi previsti da almeno un indice (ma anche entrambi) per misurare il PPG. La card ? particolarmente vantaggiosa per la disposizione ergonomica degli strumenti di misura sulle due facce di essa. Nei casi previsti la card pu? integrare sensori di posizione e temperatura che permettono di migliorare la qualit? dei segnali elettrici di ECG e PPG. Thanks to the solution according to the invention, the contact element with the subject is decoupled from the data processing element. There is a card that is touched with two fingers, each belonging to a different hand of the subject, to measure the ECG, and in the cases foreseen by at least one index finger (but also both) to measure the PPG. The card? particularly advantageous for the ergonomic arrangement of the measuring instruments on the two sides of it. In the foreseen cases, the card can integrate sensors of position and temperature that allow to improve the quality? of the electrical signals of ECG and PPG.
Con l?invenzione, in una sola azione vengono misurati i due parametri ECG e PPG ed aggiuntivamente uno o pi? tra movimento, temperatura superficiale periferica, parametri ambientali, termografie e modelli 3D quando vi si associa il sistema di lettura. Il sistema pu? anche porre domande via e.g. mobile per integrare i dati di diagnosi. Inoltre, la telecamera (o altro sistema di rilevazione) 3D finalizzato alla misura delle dimensioni corporee, del peso e del BMI ? utile nell?identificazione di uno stato patologico, perch? un BMI elevato ? fortemente correlato con un rischio elevato di contrarre una forma grave di varie patologie, tra cui il COVID-19. With the invention, in a single action the two parameters ECG and PPG are measured and additionally one or more? between movement, peripheral surface temperature, environmental parameters, thermographs and 3D models when the reading system is associated with them. The system can also ask questions via e.g. mobile to integrate diagnostic data. Furthermore, the 3D camera (or other detection system) aimed at measuring body dimensions, weight and BMI? useful in the identification of a pathological state, why? a high BMI? strongly correlated with a high risk of contracting a severe form of various diseases, including COVID-19.
La card cos? concepita potrebbe costare meno di un dollaro e potrebbe essere quindi monouso. Nelle versioni pi? complete e costose, la card pu? essere riutilizzata dopo disinfezione. What's the card? conceived could cost less than a dollar and could therefore be disposable. In the older versions complete and expensive, the card pu? be reused after disinfection.
Il sistema mette in relazione i valori misurati con una probabilit? di patologia tramite il metodo secondo l?invenzione. Does the system relate the measured values with a probability? of pathology by means of the method according to the invention.
In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma ? da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ci? uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. In the foregoing the preferred embodiments have been described and variations of the present invention have been suggested, but ? to be understood that the experts of the branch will be able to make modifications and changes without with what? leave its scope of protection, as defined by the attached claims.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000010813A IT202000010813A1 (en) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Device with two contact surfaces for the acquisition of biometric data, diagnostic system and method using the device, in particular for the diagnosis of viral infection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000010813A IT202000010813A1 (en) | 2020-05-13 | 2020-05-13 | Device with two contact surfaces for the acquisition of biometric data, diagnostic system and method using the device, in particular for the diagnosis of viral infection |
Publications (1)
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Family
ID=71994772
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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2020
- 2020-05-13 IT IT102020000010813A patent/IT202000010813A1/en unknown
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