WO2026068872A1 - Smart textile garment, system and method for functional assessment and monitoring of the lumbar spine using the smart textile garment - Google Patents
Smart textile garment, system and method for functional assessment and monitoring of the lumbar spine using the smart textile garmentInfo
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Abstract
Description
PRENDA TEXTIL INTELIGENTE, SISTEMA Y PROCEDIMIENTO DE VALORACIÓN FUNCIONAL Y MONITORIZACIÓN DE LA COLUMNA LUMBAR EMPLEANDO DICHA PRENDA TEXTIL INTELIGENTE SMART TEXTILE GARMENT, SYSTEM AND PROCEDURE FOR FUNCTIONAL ASSESSMENT AND MONITORING OF THE LUMBAR SPINE USING SAID SMART TEXTILE GARMENT
SECTOR DE LA TÉCNICA TECHNICAL SECTOR
La presente invención se refiere a una prenda o complemento textil inteligente con capacidad para monitorizar movimientos, posturas y señales fisiológicas, para su aplicación en la prevención, detección y tratamiento de lesiones causantes de la columna lumbar. Es objeto de la invención igualmente el procedimiento de valoración funcional y monitoñzación de la columna lumbar empleando un sistema que incluye la prenda textil inteligente, el cual posibilita la detección de lesiones causantes del dolor lumbar de una forma objetiva. The present invention relates to a smart garment or textile accessory capable of monitoring movements, postures, and physiological signals for application in the prevention, detection, and treatment of injuries causing lumbar spine pain. The invention also relates to the procedure for functional assessment and monitoring of the lumbar spine using a system that includes the smart garment, which enables the objective detection of injuries causing lower back pain.
Para ello, la prenda de la invención incorpora una pluralidad de electrodos textiles para la adquisición de diferentes señales bioeléctñcas, tal como ECG (HRV), EMG y/o EDA, las cuales son adquiridas por los electrodos textiles y procesadas por una electrónica de control vinculada a un sistema de adquisición de movimientos y posturas, así como a un software de procesamiento que emplea métodos de aprendizaje automático para asociar los patrones de movimiento y postura con las señales bioeléctñcas, indicadoras de lesiones causantes del dolor lumbar. To this end, the garment of the invention incorporates a plurality of textile electrodes for the acquisition of different bioelectrical signals, such as ECG (HRV), EMG and/or EDA, which are acquired by the textile electrodes and processed by a control electronics linked to a movement and posture acquisition system, as well as to a processing software that employs machine learning methods to associate movement and posture patterns with bioelectrical signals, indicative of injuries causing lower back pain.
El objeto de la invención es por tanto proporcionar una prenda textil inteligente y un procedimiento de valoración funcional y monitoñzación de la columna lumbar que ofrezca los datos necesarios para dotar de una perspectiva objetiva al diagnóstico y monitoñzación de lesiones lumbares, mediante la cuantificación o gradación del dolor experimentado por el usuario, eliminando el componente subjetivo asociado a la percepción del dolor o molestia por el propio usuario. The object of the invention is therefore to provide a smart textile garment and a functional assessment and monitoring procedure of the lumbar spine that offers the necessary data to provide an objective perspective to the diagnosis and monitoring of lumbar injuries, by quantifying or grading the pain experienced by the user, eliminating the subjective component associated with the perception of pain or discomfort by the user himself.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION
La detección, diagnóstico y monitoñzación de lesiones, tal como las lesiones lumbares, resulta en ocasiones compleja, ya que, por un lado, debe realizarse en base a medidas puntuales fuera de la actividad cotidiana del usuario, y por otro, lleva asociado un componente subjetivo relativo a la percepción del dolor o sensaciones por parte del usuario. The detection, diagnosis, and monitoring of injuries, such as lumbar injuries, is sometimes complex, since, on the one hand, it must be carried out based on specific measurements outside of the user's daily activity, and on the other hand, it has an associated subjective component. related to the user's perception of pain or sensations.
Por otro lado, las señales biométñcas o bioeléctñcas que habitualmente se emplean para la monitorización o detección de lesiones - tal como señales ECG (electrocardiograma, la cual permite calcular el parámetro HRV (siglas de la expresión en inglés de Heart Rate Variability que se refieren a la Variabilidad de la Frecuencia Cardiaca) ), EMG (electro mi ografía) o EDA (siglas de la expresión en inglés ElectroDermal Activity o Actividad Electrodérmica) - ofrecen una elevada variabilidad, por lo que la información que proporciona debe ser cuidadosamente analizada e interpretada para que esta sea de utilidad práctica. Esta variabilidad, entre otros factores, está ligada a la calidad de la señal captada por los electrodos encargados de adquirir las señales bioeléctñcas. On the other hand, biometric or bioelectrical signals commonly used for monitoring or detecting injuries—such as ECG signals (electrocardiogram, which allows for the calculation of the HRV (Heart Rate Variability) parameter), EMG (electromyography), or EDA (Electrodermal Activity)—exhibit high variability. Therefore, the information they provide must be carefully analyzed and interpreted to be of practical use. This variability is linked, among other factors, to the quality of the signal captured by the electrodes responsible for acquiring the bioelectrical signals.
Por otro lado, sin una correlación entre las citadas señales bioeléctñcas y el movimiento, posición o postura del usuario en que se captan las señales, no es posible lograr una valoración objetiva de la condición de la columna lumbar. On the other hand, without a correlation between the aforementioned bioelectrical signals and the movement, position or posture of the user in which the signals are captured, it is not possible to achieve an objective assessment of the condition of the lumbar spine.
En este sentido, se conoce el documento de patente US10398339B2, en el que se divulga un dispositivo para la evaluación del dolor lumbar que comprende una pluralidad de sensores EMG basados en sensores adheridos a la piel, en combinación con sensores IMU . En el citado documento, se citan técnicas de aprendizaje automático para evaluar y prevenir el dolor lumbar. Sin embargo, el dispositivo del documento US10398339B2 no proporciona una valoración precisa y objetiva, al basarse en una única señal biométñca, EMG, y emplear electrodos adheridos a la piel, lo que, además de restar operatividad al equipo al impedir un uso continuado en el tiempo, resta precisión a las señales adquiridas, ya que los electrodos no se encuentran integrados en el propio dispositivo. In this regard, US patent document US10398339B2 is known, which discloses a device for evaluating low back pain comprising a plurality of EMG sensors based on skin-adhered electrodes, in combination with IMU sensors. The document cites machine learning techniques for evaluating and preventing low back pain. However, the device in US10398339B2 does not provide an accurate and objective assessment, as it relies on a single biometric signal, EMG, and uses skin-adhered electrodes. This not only reduces the device's operability by preventing continuous use over time but also diminishes the accuracy of the acquired signals, since the electrodes are not integrated into the device itself.
Es conocido igualmente el documento de patente US2023363711A1 , en el que se describe un dispositivo a modo de prenda que permite la supervisión y/o el tratamiento de pacientes para lesiones generales. Se especifica el uso de energía ultrasónica para la comunicación de los distintos bloques (supervisión y/o tratamiento, monitorización y regulación), así como la posibilidad de incorporar incluir sensores de movimiento (acelerómetros), EMG, ritmo cardíaco, saturación de oxígeno, temperatura y otras combinaciones de señales. El documento divulga el uso de algoritmos de Machine Learning para la monitorización de las señales. Sin embargo, mediante el dispositivo divulgado en el documento US2023363711A1 no es posible medir efectivamente la curvatura de la zona lumbar, ni la señal de EDA para combinarla con las otras señales utilizadas. Los algoritmos de Machine Learning que se mencionan, se utilizan solo para la monitoñzación de las señales, por lo que el dispositivo no permite identificar mediante el modelo de Inteligencia Artificial la presencia de dolor de forma objetiva y sus grados Also known is patent document US2023363711A1, which describes a garment-like device for monitoring and/or treating patients with general injuries. It specifies the use of ultrasonic energy for communication between the different modules (monitoring and/or treatment, monitoring, and regulation), as well as the possibility of incorporating sensors for motion (accelerometers), EMG, heart rate, oxygen saturation, temperature, and other signal combinations. The document discloses the use of machine learning algorithms for signal monitoring. However, the device disclosed in US2023363711A1 is not capable of effectively measuring lumbar curvature or the EDA signal. combine it with the other signals used. The Machine Learning algorithms mentioned are used only for monitoring the signals, so the device does not allow for the objective identification of pain and its intensity using the Artificial Intelligence model.
Así, no se conoce por parte del solicitante de la presente invención ningún dispositivo o sistema que permita medir de forma precisa todos los parámetros biomédicos y biomecánicos necesarios (ECG (HRV), EMG, EDA) gracias a la integración de los electrodos sensores en el propio textil, ni permite combinar estas mediciones con la monitoñzación de las posturas y movimientos mediante, al menos 2 sensores IMU, que junto con el empleo de un software e inteligencia artificial proporcione una valoración funcional y objetiva de las lesiones o estado de la columna lumbar. Thus, the applicant of the present invention is not aware of any device or system that allows for the precise measurement of all the necessary biomedical and biomechanical parameters (ECG (HRV), EMG, EDA) through the integration of sensor electrodes into the textile itself, nor does it allow for combining these measurements with the monitoring of postures and movements using at least two IMU sensors, which, together with the use of software and artificial intelligence, provides a functional and objective assessment of injuries or the condition of the lumbar spine.
Por todo lo anterior, el solicitante de la presente patente detecta la necesidad de desarrollar una prenda textil inteligente y un procedimiento de detección y monitoñzación de lesiones que permitan valorar de manera objetiva el dolor del paciente, a partir del procesamiento de todos los parámetros adquiridos por los sensores integrados en la prenda, ya que el sistema ha sido entrenado previamente con técnicas de aprendizaje de IA, con el fin de prevenir, detectar y poder llevar a cabo el seguimiento del tratamiento de las lesiones, especialmente las lesiones lumbares o de espalda. For all the above reasons, the applicant of this patent identifies the need to develop a smart textile garment and a procedure for detecting and monitoring injuries that allows for an objective assessment of the patient's pain, based on the processing of all the parameters acquired by the sensors integrated into the garment, since the system has been previously trained with AI learning techniques, in order to prevent, detect and be able to carry out the monitoring of the treatment of injuries, especially lumbar or back injuries.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION
La prenda textil inteligente, sistema y procedimiento de la presente invención proporcionan una herramienta con capacidad para la valoración funcional y monitoñzación continua de la columna lumbar en usuarios con lesiones o enfermedades causantes del dolor de espalda, siendo confortable y de fácil uso, mientras que aporta una información objetiva y fiable gracias a los electrodos textiles integrados en la propia prenda que permiten captar distintas señales bioeléctñcas o datos médicos del usuario. La combinación de estos datos con los datos de posturas y movimientos que adicionalmente permite recoger la prenda de la invención permite realizar una valoración objetiva, así como llevar a cabo el seguimiento del tratamiento posterior, pudiendo modificar dicho tratamiento a razón de los resultados que se vayan registrando en caso de necesidad. La invención contempla el empleo de herramientas de Inteligencia Artificial y Big Data, lo que permite profundizar en el estudio y conocimiento de los mecanismos y causas que intervienen en el dolor lumbar, para, mediante el análisis de dicha información, establecer estrategias para su prevención y posibles tratamientos. The smart textile garment, system, and procedure of the present invention provide a tool capable of functional assessment and continuous monitoring of the lumbar spine in users with injuries or diseases causing back pain. It is comfortable and easy to use, while providing objective and reliable information thanks to textile electrodes integrated into the garment itself, which capture various bioelectrical signals or medical data from the user. The combination of this data with posture and movement data, which the garment of the invention also collects, allows for an objective assessment and the monitoring of subsequent treatment, enabling adjustments to said treatment based on the recorded results, if necessary. The invention involves the use of Artificial Intelligence and Big Data tools, which allows for a deeper study and understanding of the mechanisms and causes involved in lower back pain, in order to establish strategies for its prevention and possible treatments through the analysis of this information.
Así, la prenda de la presente invención permite recoger y monitorizar las siguientes señales fisiológicas: Thus, the garment of the present invention allows the collection and monitoring of the following physiological signals:
- Actividad electrodérmica (EDA): La actividad electrodérmica (EDA) supone uno de los indicadores ideales a la hora de comprender el sistema nervioso simpático. La EDA se puede medir a través de los datos de la conductividad de la piel, ya que ésta es directamente proporcional a la secreción de sudor. Esto hace que el valor de conductividad de la piel sea una medida ideal para medir la activación del sistema nervioso simpático. En la señal EDA aparecen cambios drásticos o picos que están asociados a una reacción frente a un estímulo (dolor). Estos picos se conocen comúnmente como respuesta de la conductancia de la piel (SCR). La EDA y el SCR se miden en las mismas unidades, típicamente, microsiemens (pS). El espectro de la señal EDA está en el rango de 0.045-0.15Hz, aunque puede aumentar hasta los 0.37Hz durante el ejercicio intenso. Los parámetros que definen el SCR son: Electrodermal activity (EDA): Electrodermal activity (EDA) is one of the ideal indicators for understanding the sympathetic nervous system. EDA can be measured using skin conductance data, as it is directly proportional to sweat secretion. This makes skin conductance an ideal measure for assessing sympathetic nervous system activation. The EDA signal exhibits sharp changes or spikes associated with a reaction to a stimulus (pain). These spikes are commonly known as the skin conductance response (SCR). EDA and SCR are measured in the same units, typically microsiemens (pS). The EDA signal spectrum ranges from 0.045 to 0.15 Hz, although it can increase to 0.37 Hz during intense exercise. The parameters that define the SCR are:
- Latencia, es decir, el pico del SCR aparece entre 1 y 5 segundos después el estímulo que lo provoca. - Latency, that is, the SCR peak appears between 1 and 5 seconds after the stimulus that causes it.
- Amplitud; para que una variación en la señal EDA sea considerada SCR la amplitud debe ser como mínimo 0.05pS o 0.04pS. - Amplitude; for a variation in the EDA signal to be considered SCR, the amplitude must be at least 0.05pS or 0.04pS.
- Tiempo de recuperación. - Recovery time.
- Electromiografía de superficie (sEMG): La electromiografía (EMG) es un procedimiento de diagnóstico que se utiliza para evaluar la salud de los músculos y las células nerviosas que los controlan (neuronas motoras). La electromiografía de superficie permite conocer la tensión muscular realizada sin incurrir en métodos de monitorización invasivos. Los resultados de la electromiografía pueden revelar una disfunción nerviosa, una disfunción muscular o problemas con la transmisión de señales de nervios a músculos. Esta tecnología tiene como objetivo detectar dolencias neuromusculares, gracias a la valoración previa del estado de salud y el rendimiento de la musculatura. La sEMG permite analizar el número de cambios fisiológicos ocasionados en diferentes músculos, lo que facilita poder diagnosticar la posible lesión y hacer un seguimiento de ésta. - Surface Electromyography (sEMG): Electromyography (EMG) is a diagnostic procedure used to assess the health of muscles and the nerve cells that control them (motor neurons). Surface electromyography allows for the measurement of muscle tension without invasive monitoring methods. Electromyography results can reveal nerve dysfunction, muscle dysfunction, or problems with the transmission of nerve signals to muscles. This technology aims to detect neuromuscular disorders by assessing the health and performance of the muscles. sEMG allows for the analysis of various physiological changes. caused in different muscles, which makes it easier to diagnose the possible injury and monitor it.
Electrocardiograma (ECG): A partir de la medición de la señal de ECG es posible calcular el HRV (Variabilidad de frecuencia cardiaca). La variabilidad de la frecuencia cardiaca se conoce como la variación en el tiempo que transcurre entre los intervalos RR del electrocardiograma y refleja la actividad del sistema nervioso autónomo sobre la función cardiaca. De forma similar a lo que ocurre con la EDA, el ritmo cardíaco es un indicador de la activación del sistema nervioso autónomo (ANS) que puede reflejar cambios en los estados de ánimo o, incluso, dolor. Basándose en artículos científicos analizados(M. Riquelme et al. 2020, S. Gomez et al. 2022, M. García et al. 2021), se demuestra que la variación del ritmo cardíaco (HRV) puede ser un indicador claro de dolores crónicos. Además, al producirse un dolor agudo, también se aumenta la actividad del sistema nervioso parasimpático autónomo, por tanto, una disminución de la variación del ritmo cardíaco puede reflejar este tipo de dolencia al mismo tiempo que aumenta el ritmo cardíaco. Electrocardiogram (ECG): Heart rate variability (HRV) can be calculated from the ECG signal. HRV is defined as the variation in the time between RR intervals on the electrocardiogram and reflects the activity of the autonomic nervous system on cardiac function. Similar to what occurs with EDA, heart rate is an indicator of autonomic nervous system (ANS) activation, which can reflect changes in mood or even pain. Based on analyzed scientific articles (M. Riquelme et al. 2020, S. Gomez et al. 2022, M. García et al. 2021), it has been shown that HRV can be a clear indicator of chronic pain. Furthermore, when acute pain occurs, the activity of the autonomic parasympathetic nervous system also increases; therefore, a decrease in HRV can reflect this type of pain while the heart rate increases.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, la prenda textil inteligente de la invención presenta, al menos, los siguientes elementos: According to a first aspect of the present invention, the smart textile garment of the invention has at least the following elements:
- un cuerpo textil flexible con electrodos textiles de captación de señales bioeléctricas que están bordados sobre el propio cuerpo textil. El cuerpo textil puede ser de cualquier naturaleza y confección, tanto tejidos de calada como tejidos elásticos. Han de entenderse como soluciones equivalentes cuerpos flexibles de otras naturalezas aptos para la confección de prendas, como podrían ser sustratos celulósicos, poliméricos o una combinación de los mismos; - a flexible textile body with textile electrodes for capturing bioelectrical signals that are embroidered onto the textile body itself. The textile body can be of any nature and construction, including both woven and elastic fabrics. Flexible bodies of other natures suitable for garment making, such as cellulosic or polymeric substrates, or a combination thereof, should be considered equivalent solutions;
- un sistema electrónico de adquisición de datos de movimientos y posturas de un usuario, de forma que dicho sistema electrónico, comprende, al menos, 2 sensores inerciales IMU (siglas en ingles de Inertial Measurement Unit o Unidad de Medición Inercial) provisto cada uno de ellos de un acelerómetro de 3 ejes y un giroscopio de 3 ejes. Ventajosamente, el uso de al menos 2 de estos sensores IMU permite detectar la curvatura de la espalda, lo que redunda en la precisión del sistema; una electrónica de control con capacidad de adquirir y procesar las señales bioeléctricas captadas por los electrodos textiles y los sensores inerciales. Preferentemente, la electrónica de control incluye un circuito integrado conversor analógico-digital con, al menos, 8 canales de entrada; - an electronic system for acquiring data on a user's movements and postures, such that said electronic system comprises at least two inertial measurement units (IMUs), each equipped with a 3-axis accelerometer and a 3-axis gyroscope. Advantageously, the use of at least two of these IMUs allows for the detection of spinal curvature, which improves the system's accuracy; and control electronics capable of acquiring and processing the signals. bioelectrical signals captured by textile electrodes and inertial sensors. Preferably, the control electronics include an analog-to-digital converter integrated circuit with at least 8 input channels;
- una batería para la alimentación de los componentes electrónicos del conjunto; - a battery to power the electronic components of the assembly;
- medios de transmisión de las señales bioeléctricas y los datos de movimiento y postura procesados, los cuales permiten la comunicación de datos entre la prenda textil inteligente y un ordenador o servidor, para la gestión y visualization posterior de los mismos; - means of transmitting bioelectrical signals and processed movement and posture data, which allow data communication between the smart textile garment and a computer or server, for subsequent management and visualization of the same;
De manera opcional, la prenda presenta, al menos, un sensor PPG (abreviatura del término en inglés PhotoPlethysmography, fotopletismografía). El sensor PPG posibilitaría la doble validación de la medición del ritmo cardiaco o la monitoñzación de la presión arterial. Los electrodos textiles presentan una ventajosa configuración que redunda en una mayor calidad de las señales adquiridas por los mismos, minimizando ruidos e imprecisiones en las mismas. Para ello, los electrodos textiles bordados sobre el cuerpo textil presentan una configuración tridimensional, incluyendo un primer hilo conductor que servirá de elemento de conexión entre el electrodo y la electrónica de control mediante cableado. La electrónica de control procesa las señales de voltaje captadas por los electrodos y las transforma en las señales bioeléctricas de ECG, EMG y/o EDA. Cada electrodo textil presenta, al menos, 2 pasadas de bordado de un segundo hilo conductor, de forma que entre las pasadas del segundo hilo conductor queda intercalada una pieza de espuma tridimensional con un grosor entre 3 mm y 6 mm. Preferentemente esta espuma será de etilvinilacetato (EVA). Optionally, the garment features at least one PPG sensor (short for Photoplethysmography). The PPG sensor would allow for dual validation of heart rate measurement or blood pressure monitoring. The textile electrodes have an advantageous configuration that results in higher quality signals, minimizing noise and inaccuracies. To achieve this, the textile electrodes, embroidered onto the garment, have a three-dimensional configuration, including a primary conductive thread that serves as the connection between the electrode and the control electronics via wiring. The control electronics process the voltage signals captured by the electrodes and transform them into the bioelectrical signals of ECG, EMG, and/or EDA. Each textile electrode has at least two stitches of a second conductive thread, with a three-dimensional foam piece, between 3 mm and 6 mm thick, sandwiched between these stitches. Preferably this foam will be made of ethylene vinyl acetate (EVA).
Entre otras opciones de realización no limitantes de la presente invención, el primer hilo conductor de conexión es un hilo de poliamida con un baño de plata de mayor grosor que el segundo hilo conductor que integra las pasadas de bordado que dan lugar al electrodo textil. Preferentemente, ambos hilos conductores son hilos continuos de poliamida 6.6 con un baño de plata, de forma que el primer hilo conductor presenta 8 cabos (210 deniers), mientras que el segundo hilo conductor presenta 3 cabos (100 deniers), donde cabo en ambos casos contiene 34 filamentos. Among other non-limiting embodiments of the present invention, the first connecting conductor is a polyamide thread with a silver coating of greater thickness than the second conductor thread, which integrates the embroidery passes that form the textile electrode. Preferably, both conductor threads are continuous silver-coated polyamide 6.6 threads, such that the first conductor thread has 8 plies (210 denier), while the second conductor thread has 3 plies (100 denier), where a ply in both cases contains 34 filaments.
La configuración descrita para los electrodos textiles hace que los mismos presenten un cierto volumen, del orden de 5 a 8 mm de grosor, lo que garantiza adicionalmente un correcto proceso de bordado. Esta configuración tridimensional lograda con la pieza de espuma intercalada resulta particularmente ventajosa respecto a los electrodos planos o de dos dimensiones conocidos para este tipo de aplicaciones, ya que asegura un contacto íntimo y continuo con la piel del usuario, lo que se traduce en una calidad óptima de la señal adquirida por el electrodo. The configuration described for the textile electrodes gives them a certain volume, on the order of 5 to 8 mm in thickness, which further ensures a proper embroidery process. This three-dimensional configuration is achieved with the foam piece. The interleaved design is particularly advantageous compared to the flat or two-dimensional electrodes commonly used for this type of application, as it ensures close and continuous contact with the user's skin, resulting in optimal signal quality acquired by the electrode.
Como se ha detallado anteriormente, el electrodo textil presenta al menos 2 pasadas o capas de hilo conductor bordado, con distintas orientaciones, lo que asegura una distribución homogénea de la conductividad. Así, en una realización preferente los electrodos presentan 6 pasadas o capas: una capa bordada con una orientación de +45° respecto al eje horizontal del cuerpo textil, seguida de una capa bordada a -45° y una capa bordada en sentido horizontal. A continuación, se dispone la espuma tridimensional sobre estas tres pasadas de hilo conductor bordado, y sobre la espuma, tres pasadas adicionales de hilo conductor bordado siguiendo la misma secuencia de orientaciones de bordado descrita. As detailed above, the textile electrode has at least two passes or layers of embroidered conductive thread with different orientations, ensuring a homogeneous distribution of conductivity. Thus, in a preferred embodiment, the electrodes have six passes or layers: one embroidered layer oriented at +45° with respect to the horizontal axis of the textile body, followed by a layer embroidered at -45° and a layer embroidered horizontally. The three-dimensional foam is then placed over these three passes of embroidered conductive thread, and on top of the foam, three additional passes of embroidered conductive thread are placed following the same sequence of embroidery orientations described above.
Con objeto de mejorar la conductividad del electrodo, en una realización alternativa el mismo presenta 8 pasadas de bordado: una pasada de bordado en dirección +45°, una pasada a - 45°, una pasada en dirección vertical y una pasada en dirección horizontal, a continuación, la espuma tridimensional, y seguidamente otras cuatro pasadas de bordado siguiendo el orden comentado para las primeras cuatro pasadas. In order to improve the conductivity of the electrode, in an alternative embodiment it has 8 embroidery passes: one embroidery pass in the +45° direction, one pass at -45°, one pass in the vertical direction and one pass in the horizontal direction, then the three-dimensional foam, and then another four embroidery passes following the order discussed for the first four passes.
Preferentemente, el electrodo textil presenta un máximo de 10 capas, ya que un número superior podría provocar un exceso de fricción de la aguja bordadora con el resto de capas bordadas, lo que podría conllevar la rotura del hilo conductor. Preferably, the textile electrode has a maximum of 10 layers, as a higher number could cause excessive friction of the embroidery needle with the other embroidered layers, which could lead to breakage of the conductive thread.
Por otro lado, la prenda textil inteligente de la invención puede configurarse a modo de chaleco, camiseta de manga corta o prenda de manga larga. Cuando la prenda textil se configura a modo de prenda de manga larga, tal como una camiseta de manga larga o una chaqueta, al menos una de sus mangas presenta una prolongación destinada a cubrir parcialmente la palma de la mano, de forma que en dicha prolongación se dispone, al menos, un electrodo de medición EDA. Ventajosamente, la disposición de los electrodos de medición de ED de manera coincidente con la zona de la palma de la mano del usuario proporciona una mejor conductividad respecto a otras zonas del cuerpo, ya que a la conductividad de la piel se suma la conductividad de la sudoración de la mano, la cual presenta gran cantidad de glándulas sudoríparas. En relación al resto de señales bioeléctñcas a adquirir por el sistema, los electrodos encargados de adquirir la señal ECG se dispondrán preferentemente de forma coincidente con el pectoral del usuario, mientras que los electrodos encargados de adquirir la señal EMG se dispondrán de forma coincidente con los músculos de la espalda. On the other hand, the smart textile garment of the invention can be configured as a vest, short-sleeved shirt, or long-sleeved garment. When the textile garment is configured as a long-sleeved garment, such as a long-sleeved shirt or a jacket, at least one of its sleeves has an extension designed to partially cover the palm of the hand. At least one EDA measuring electrode is located in this extension. Advantageously, the placement of the EDA measuring electrodes in the palm area of the user's hand provides better conductivity compared to other areas of the body, since the conductivity of the skin is combined with the conductivity of the hand's perspiration, which has a large number of sweat glands. Regarding the other bioelectrical signals to be acquired by the system, the electrodes responsible for acquiring the ECG signal will preferably be placed in conjunction with the user's chest, while the electrodes responsible for acquiring the EMG signal will be placed in conjunction with the back muscles.
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere al sistema de valoración funcional y monitoñzación de la columna lumbar que comprende la prenda textil inteligente descrita y un dispositivo electrónico, tal como un ordenador, teléfono inteligente o tableta, provisto de medios de comunicación con la prenda textil inteligente, medios de recepción y almacenamiento de datos, un procesador y un software que recibe los datos de las señales bioeléctñcas captadas por los electrodos de la prenda textil inteligente. Así, el sistema emplea Big Data y técnicas de inteligencia artificial gracias al novedoso software incluido en el mismo, que permite el etiquetado de los datos de señales bioeléctñcas y de movimientos y posturas del sistema electrónico inercial, para el entrenamiento de un modelo de inteligencia artificial con arquitectura de machine learning multicapa, de forma que el software compara los nuevos datos adquiridos por la prenda textil inteligente con el modelo entrenado, para la valoración funcional y monitoñzación de la columna lumbar de un usuario. De esta forma, la combinación de las diferentes señales fisiológicas, junto con la monitoñzación de movimiento y postura del usuario, y el empleo de IA consigue que el sistema sea capaz de llevar a cabo la valorización funcional y monitoñzación de la columna lumbar de forma objetiva, lo que permite prevenir, detectar, y tratar lesiones causantes del dolor lumbar, clasificando las sensaciones del paciente de forma objetiva en base a una escala A second aspect of the present invention relates to the functional assessment and monitoring system for the lumbar spine. This system comprises the described smart garment and an electronic device, such as a computer, smartphone, or tablet, equipped with communication capabilities for the smart garment, data reception and storage capabilities, a processor, and software that receives bioelectrical signal data captured by the electrodes of the smart garment. The system employs Big Data and artificial intelligence techniques thanks to the novel software included therein. This software allows for the labeling of bioelectrical signal data and data on movements and postures from the inertial electronic system. This labeling is used to train an artificial intelligence model with a multi-layered machine learning architecture. The software then compares the new data acquired by the smart garment with the trained model to perform the functional assessment and monitoring of a user's lumbar spine. In this way, the combination of different physiological signals, along with the monitoring of the user's movement and posture, and the use of AI, enables the system to objectively perform functional assessment and monitoring of the lumbar spine, allowing for the prevention, detection, and treatment of injuries causing lower back pain, by objectively classifying the patient's sensations based on a scale.
Un tercer aspecto de la presente invención se refiere al procedimiento de valoración funcional y monitoñzación de la columna lumbar empleando el sistema descrito. Para ello, el usuario se coloca la prenda sobre el torso de forma ajustada al mismo, se enciende la electrónica del sistema y se comprueba que la señal cardíaca ECG se capta correctamente como método de validación del sistema. El usuario realiza a continuación una señe de actividades físicas guiadas, preferentemente movimientos que provoquen la flexión, torsión y extensión de la zona lumbar, lo que permite medir los esfuerzos y las sensaciones del paciente en situaciones muy distintas. A third aspect of the present invention relates to the procedure for functional assessment and monitoring of the lumbar spine using the described system. For this purpose, the user places the garment snugly on their torso, the system's electronics are switched on, and it is verified that the ECG cardiac signal is being captured correctly as a method of system validation. The user then performs a series of guided physical activities, preferably movements that induce flexion, torsion, and extension of the lumbar region, allowing the measurement of the patient's exertion and sensations in a wide variety of situations.
Así, cuando éste siente dolor, se lo indicará al profesional que lo acompaña durante la prueba para que se pueda indicar mediante una aplicación instalada en el dispositivo electrónico provisto del software tanto la existencia del dolor, como el grado de gravedad de éste, por ejemplo, según una escala de ‘dolor intenso’, ‘dolor leve’, no refiere. Alternativamente, el propio usuario podrá indicar el dolor percibido en la aplicación. Thus, when the patient feels pain, they will indicate it to the professional accompanying them during the test so that the existence of the pain, as well as its severity, can be indicated via an application installed on the electronic device equipped with the software. For example, on a scale of 'severe pain', 'mild pain', no pain reported. Alternatively, the user can indicate the perceived pain in the application.
El procedimiento de valoración funcional y monitorización de la columna lumbar comprende las etapas de: The procedure for functional assessment and monitoring of the lumbar spine comprises the following stages:
- captación de señales por parte de los electrodos textiles y de los datos relativos a movimientos y posturas por parte del sistema electrónico e introducción de datos de percepción de dolor del usuario en el software; - Capture of signals by the textile electrodes and of data relating to movements and postures by the electronic system and input of user pain perception data into the software;
- acondicionamiento y procesamiento de las señales por parte de la electrónica de control de la prenda textil inteligente para su transformación en señales bioeléctñcas de ECG, EMG y/o EDA; - conditioning and processing of the signals by the control electronics of the smart textile garment for their transformation into bioelectrical signals of ECG, EMG and/or EDA;
- transmisión de los paquetes de datos de las señales bioeléctñcas y datos relativos a movimientos y posturas al dispositivo electrónico, tal como un teléfono inteligente;- transmission of data packets of bioelectrical signals and data relating to movements and postures to the electronic device, such as a smartphone;
- etiquetado de los paquetes de datos por parte del software instalado en el dispositivo electrónico, atendiendo a las percepciones del usuario, según el rango de dolor presente en ese momento, el cual se indica en el software (aplicación informática) instalado en el dispositivo electrónico. Este etiquetado es el que va a permitir un aprendizaje automático supervisado por parte del sistema; - Labeling of data packets by the software installed on the electronic device, taking into account the user's perceptions, according to the range of pain present at that moment, which is indicated in the software (computer application) installed on the electronic device. This labeling is what will allow supervised machine learning by the system;
- almacenamiento de los datos en una base de datos de un servidor y entrenamiento por parte del software de un modelo de inteligencia artificial con arquitectura multicapa de machine learning predefinida De ese modo, los pesos y parámetros del modelo son ajustados para la identificación y clasificación de los nuevos grupos de datos. El software indica el nivel de precisión del modelo entrenado; - Data is stored in a server database and trained by the software using a predefined multi-layered machine learning artificial intelligence model. The model's weights and parameters are then adjusted to identify and classify the new data sets. The software indicates the accuracy level of the trained model.
- descarga de los modelos entrenados por parte del software y recepción de nuevos grupos de datos (señales bioeléctñcas y datos de posturas y movimientos) del usuario en tiempo real en el dispositivo electrónico; - downloading the trained models by the software and receiving new sets of data (bioelectric signals and posture and movement data) from the user in real time on the electronic device;
- preprocesado de los nuevos datos por parte del software realizando la inferencia del modelo entrenado para obtener la aproximación a cada una de las etiquetas con las que se entrenó el modelo. Preferentemente, este preprocesado consiste en operaciones de promediado y de eliminación de puntos anómalos; y comunicación al usuario o profesional de los resultados obtenidos con el modelo de inteligencia artificial sobre el estado funcional de la columna lumbar a través de una aplicación instalada en el dispositivo electrónico. - Preprocessing of the new data by the software, performing inference from the trained model to obtain the approximation for each of the labels with which the model was trained. Preferably, this preprocessing consists of averaging and deletion of outliers; and communication to the user or professional of the results obtained with the artificial intelligence model on the functional state of the lumbar spine through an application installed on the electronic device.
El modelo de inteligencia artificial comprende, al menos, uno de los siguientes: redes neuronales, redes bayesianas, árbol de decisión, máquinas de vectores de soporte, modelos basados en algoritmos genéticos, regresión. The artificial intelligence model comprises at least one of the following: networks neural networks, Bayesian networks, decision trees, support vector machines, models based on genetic algorithms, regression.
Por tanto, de acuerdo al procedimiento descrito las señales bioeléctñcas se etiquetan, en primer lugar, en base a las percepciones del usuario en el momento de adquirirse las mismas en una posición o movimiento concretos, y posteriormente, con el modelo entrenado es posible ofrecer una predicción en base a las nuevas señales captadas por la prenda, permitiendo valorar funcionalmente la columna lumbar del usuario y conocer si sufre dolor o no, así como el grado del mismo, eliminándose por tanto gracias al empleo de la inteligencia artificial el factor subjetivo. Therefore, according to the procedure described, the bioelectric signals are labeled, firstly, based on the user's perceptions at the time of their acquisition in a specific position or movement, and subsequently, with the trained model it is possible to offer a prediction based on the new signals captured by the garment, allowing functional assessment of the user's lumbar spine and knowing whether or not they suffer pain, as well as the degree of pain, thus eliminating the subjective factor thanks to the use of artificial intelligence.
El modelo de inteligencia artificial comprende, al menos, uno de los siguientes: redes neuronales, redes bayesianas, árbol de decisión, máquinas de vectores de soporte, modelos basados en algoritmos genéticos, regresión. The artificial intelligence model comprises at least one of the following: neural networks, Bayesian networks, decision tree, support vector machines, models based on genetic algorithms, regression.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that follows and to aid in a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred embodiment thereof, a set of drawings is included as an integral part of said description, in which, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
La figura 1 muestra un ejemplo de realización de la prenda textil de la invención en el que la misma se configura a modo de camiseta de manga larga con cierre de cremallera central y una prolongación a modo de guante sin dedos que cubre la palma de la mano, así como el patronaje de la misma, donde se observa la disposición de los electrodos que recogen las distintas señales bioeléctñcas. Figure 1 shows an example of the embodiment of the textile garment of the invention, in which it is configured as a long-sleeved t-shirt with a central zipper closure and an extension in the form of a fingerless glove that covers the palm of the hand, as well as the pattern of the same, where the arrangement of the electrodes that collect the different bioelectric signals can be observed.
La figura 2 muestra un detalle de la prolongación de la manga de la prenda de la figura 2, con los electrodos que miden la señal EDA bordados sobre la misma, así como la colocación de dicha prolongación sobre la mano del usuario, quedando cubiertos los electrodos por una porción adicional de tela y observándose los cables que conectan los electrodos textiles con la electrónica de control. Figure 2 shows a detail of the sleeve extension of the garment in Figure 2, with the electrodes that measure the EDA signal embroidered on it, as well as the placement of said extension on the user's hand, the electrodes being covered by an additional portion of fabric and the cables that connect the textile electrodes to be visible. the control electronics.
Las figuras 3 a 6 muestran el procedimiento de bordado de los electrodos textiles de acuerdo con una realización preferente de la invención en la que los electrodos textiles presentan 6 pasadas de bordado con el segundo hilo conductor; donde en la figura 3 se muestra el paso inicial de bordado del primer hilo conductor de conexión con el cableado, en la figura 4 se muestra el proceso de bordado de las tres primeras pasadas a +45°, -45° y horizontal, en la figura 5 se muestra la colocación de la espuma tridimensional, mientras que en la figura 6 se muestra el bordado de la segunda tanda de pasadas de bordado sobre la espuma tridimensional, así como una imagen del resultado final del electrodo textil bordado. Figures 3 to 6 show the embroidery procedure for the textile electrodes according to a preferred embodiment of the invention in which the textile electrodes have 6 embroidery passes with the second conductive thread; where in Figure 3 the initial embroidery step of the first conductive thread connecting to the wiring is shown, in Figure 4 the embroidery process of the first three passes at +45°, -45° and horizontal is shown, in Figure 5 the placement of the three-dimensional foam is shown, while in Figure 6 the embroidery of the second set of embroidery passes on the three-dimensional foam is shown, as well as an image of the final result of the embroidered textile electrode.
La figura 7 muestra un ejemplo de señal ECG medida con un electrodo textil bordado plano bidimensional, donde en el eje de abscisas se ha representado el tiempo en segundos, de forma que cinco unidades mínimas de división del eje de abscisas equivalen a 0,45 segundos, mientras que en el eje de ordenadas se ha representado el voltaje en mV. Figure 7 shows an example of an ECG signal measured with a two-dimensional flat embroidered textile electrode, where the time in seconds has been represented on the x-axis, so that five minimum division units of the x-axis are equivalent to 0.45 seconds, while the voltage in mV has been represented on the y-axis.
La figura 8 muestra un ejemplo de señal ECG medida con un electrodo textil con volumen como los contemplados en la prenda inteligente de acuerdo a la presente invención, donde en el eje de abscisas se ha representado el tiempo en segundos, de forma que cinco unidades mínimas de división del eje de abscisas equivalen a 0,45 segundos, mientras que en el eje de ordenadas se ha representado el voltaje en mV. Figure 8 shows an example of an ECG signal measured with a textile electrode with volume as contemplated in the smart garment according to the present invention, where the time in seconds has been represented on the abscissa axis, such that five minimum division units of the abscissa axis are equivalent to 0.45 seconds, while the voltage in mV has been represented on the ordinate axis.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
La prenda textil inteligente de la presente invención que participa en el sistema y procedimiento de valoración funcional y monitorización de la columna lumbar que se reivindica se configura a partir de un cuerpo textil (1) sobre el que se bordan los electrodos encargados de recoger las distintas señales bioeléctricas de acuerdo con el objeto de la invención. The smart textile garment of the present invention that participates in the system and procedure for functional assessment and monitoring of the lumbar spine claimed is configured from a textile body (1) on which the electrodes responsible for collecting the different bioelectrical signals are embroidered according to the object of the invention.
En la figura 1 se ¡lustra un ejemplo de realización de la prenda textil configurada a modo de camiseta de manga larga con cierre de cremallera central, donde las mangas presentan una prolongación (5) a modo de guante sin dedos que cubre la palma de la mano, de forma que los electrodos de adquisición de señal EDA (7), dos en el ejemplo ¡lustrado, quedan dispuestos en contacto con la palma de la mano del usuario, y donde los electrodos de adquisición de señal ECG (8) quedan situados en la zona pectoral, mientras que los electrodos de adquisición de señal EMG (6) quedan dispuestos en la lumbar y abdominal. En la figura 2 se observa el detalle de la prolongación (5) de las mangas con los electrodos de adquisición de la señal EDA (7) bordados sobre el textil, así como una imagen de la prolongación (5) dispuesta sobre la mano del usuario. Figure 1 illustrates an example of the textile garment configured as a long-sleeved T-shirt with a central zipper closure, where the sleeves have an extension (5) in the form of a fingerless glove that covers the palm of the hand, so that the EDA signal acquisition electrodes (7), two in the illustrated example, are positioned in contact with the user's palm, and where the acquisition electrodes of The ECG signal electrodes (8) are located on the chest, while the EMG signal acquisition electrodes (6) are placed on the lumbar and abdominal areas. Figure 2 shows a detail of the sleeve extension (5) with the EDA signal acquisition electrodes (7) embroidered on the fabric, as well as an image of the extension (5) placed on the user's hand.
Como se ha detallado anteriormente, los electrodos textiles bordados sobre el cuerpo textil (1) permiten adquirir las señales biomédicas de EMG, ECG y/o EDA, mientras que la prenda adicionalmente incorpora un sistema electrónico de adquisición de datos de movimientos y posturas, información que se procesa conjuntamente con los datos de las señales bioeléctñcas para proporcionar la valoración funcional de la columna lumbar. Este sistema electrónico está comunicado igualmente con la electrónica de control, e incluye 3 sensores inerciales IMU, donde cada sensor IMU está provisto de un acelerómetro de 3 ejes y un giroscopio de 3 ejes. As detailed above, the textile electrodes embroidered onto the garment (1) allow for the acquisition of biomedical signals such as EMG, ECG, and/or EDA. The garment also incorporates an electronic system for acquiring movement and posture data. This information is processed in conjunction with the bioelectrical signal data to provide a functional assessment of the lumbar spine. This electronic system is also connected to the control electronics and includes three inertial measurement units (IMUs), each equipped with a 3-axis accelerometer and a 3-axis gyroscope.
Según un ejemplo preferido de realización, la electrónica de control se basa en un circuito integrado de la familia de convertidores analógico-digitales (ADC) delta-sigma (AZ) multidireccional y de muestreo simultáneo con una resolución de 24 bits, amplificadores con factor de amplificación programable, referencia interna y un oscilador incorporado. Este conversor dispone de 8 canales de entrada, lo que proporciona diferentes posibilidades de adquisición de señales de manera simultánea según convenga, tal y como se observa en la tabla 1 , en la que se contempla una variante de realización de la invención que incluye un sensor PPG: According to a preferred embodiment, the control electronics are based on an integrated circuit from the family of multidirectional, simultaneous-sampling delta-sigma (AZ) analog-to-digital converters (ADCs) with 24-bit resolution, amplifiers with programmable amplification factor, an internal reference, and a built-in oscillator. This converter has 8 input channels, providing different possibilities for simultaneous signal acquisition as needed, as shown in Table 1, which includes a variant embodiment of the invention that incorporates a PPG sensor.
Tabla 1. Ejemplos de adquisición de señales con un circuito integrado de 8 canales de entrada. Table 1. Examples of signal acquisition with an 8-channel input integrated circuit.
Así, de la tabla 1 se desprenden distintas variantes para la adquisición de señales bioeléctñcas: - Adquisición de las señales de EMG de 4 grupos musculares y, empleando un sensor PPG, adquisición del HRV de manera simultánea. Thus, Table 1 reveals different variants for the acquisition of bioelectric signals: - Acquisition of EMG signals from 4 muscle groups and, using a PPG sensor, simultaneous acquisition of HRV.
- Adquisición de 3 señales EMG de 3 grupos musculares y la señal ECG y, empleando un sensor PPG, adquisición del HRV de manera simultánea. - Acquisition of 3 EMG signals from 3 muscle groups and the ECG signal and, using a PPG sensor, simultaneous acquisition of HRV.
- Adquisición de las señales EMG de 3 grupos musculares y la señal EDA y, empleando un sensor PPG, adquisición del HRV de manera simultánea. - Acquisition of EMG signals from 3 muscle groups and the EDA signal and, using a PPG sensor, simultaneous acquisition of HRV.
- Adquisición las señales EMG de 2 grupos musculares, la señal ECG, la señal EDA y, empleando un sensor PPG, adquisición del HRV de manera simultánea. - Acquisition of EMG signals from 2 muscle groups, the ECG signal, the EDA signal and, using a PPG sensor, simultaneous acquisition of HRV.
Tal y como se detalla en la realización ¡lustrada en la figura 6, los electrodos textiles (12) tienen una estructura tridimensional con un cierto volumen, e incluyen un primer hilo conductor de conexión (2), y 6 pasadas de bordado con un segundo hilo conductor (3), quedando intercalada entre ellas una pieza de espuma (4) tridimensional de EVA, la cual presenta un grosor entre 3 mm y 6 mm. As detailed in the embodiment illustrated in Figure 6, the textile electrodes (12) have a three-dimensional structure with a certain volume, and include a first conductive connecting thread (2), and 6 embroidery passes with a second conductive thread (3), with a three-dimensional EVA foam piece (4) interposed between them, which has a thickness between 3 mm and 6 mm.
Así, como se observa en la figura 3, en primer lugar, se borda el primer hilo conductor de conexión (2) sobre el cuerpo textil (1) mediante un cabezal de bordado (9), que determinará el punto de conexión (10) del electrodo en cuestión con la electrónica de control del sistema. A continuación, sobre el área seleccionada (11) en el cuerpo textil (1) para el electrodo se bordan las pasadas que integran el electrodo textil con distintas orientaciones, con objeto de conseguir una conductividad homogénea para el electrodo. Así, en la figura 4 se observa el proceso de bordado de las tres primeras pasadas, en orden secuencial: en primer lugar, una pasada de bordado con el segundo hilo conductor (3) con una orientación de +45° respecto al eje horizontal, una segunda pasada con una orientación de -45° respecto al eje horizontal y una tercera pasada con una orientación del hilo (3) horizontal. Thus, as shown in Figure 3, the first conductive connecting thread (2) is first embroidered onto the textile body (1) using an embroidery head (9), which determines the connection point (10) of the electrode to the system's control electronics. Next, the passes that make up the textile electrode are embroidered onto the selected area (11) on the textile body (1) with different orientations to achieve homogeneous conductivity. Figure 4 shows the embroidery process for the first three passes in sequential order: first, an embroidery pass with the second conductive thread (3) oriented at +45° to the horizontal axis, a second pass with an orientation of -45° to the horizontal axis, and a third pass with the thread (3) horizontally oriented.
Sobre estas tres primeras pasadas se coloca la pieza de espuma (4), la cual se puede observar en la figura 5, y a continuación se procede a bordar sobre la misma otras tres capas de bordado, originando un electrodo textil con volumen (12), tal y como se observa en la figura 6. The foam piece (4), which can be seen in figure 5, is placed over these first three passes, and then three more layers of embroidery are embroidered on it, creating a textile electrode with volume (12), as seen in figure 6.
Ventajosamente, la configuración de los electrodos textiles de la prenda de la invención ofrece una mejor calidad de señal, tal y como se evidencia en los experimentos mostrados en las figuras 7 y 8. Concretamente, en la figura 7 se muestra la señal ECG adquirida por un electrodo seco plano (sin pieza de espuma (4) tridimensional. Este tipo de electrodo proporciona un contacto deficiente con la piel del usuario, lo que se traduce en un ruido de rizado por interferencias electromagnéticas permanentes, efecto que ve ampliado con una tendencia de movimiento provocado por la propia respiración del usuario, tal y como se observa en la figura 7. Advantageously, the configuration of the textile electrodes of the garment of the invention offers better signal quality, as evidenced in the experiments shown in Figures 7 and 8. Specifically, Figure 7 shows the ECG signal acquired by a Flat dry electrode (without three-dimensional foam piece (4). This type of electrode provides poor contact with the user's skin, which results in ripple noise due to permanent electromagnetic interference, an effect that is amplified by a tendency to move caused by the user's own breathing, as seen in figure 7.
Por otro lado, en la figura 8 se observa la señal ECG adquirida por un electrodo que incluye la pieza de espuma (4) tridimensional de acuerdo con la presente invención. Al incluir en los electrodos bordados (12) una espuma (4), la presión que se ejerce sobre el punto central de éste es mucho mayor, impidiendo que el electrodo deslice por la piel y aumentando la conductividad electrodo-piel. Así, como observa en la figura 8, con los electrodos de la prenda de la invención se reduce o incluso se eliminan las interferencias electromagnéticas externas, y aumenta la amplitud de la señal, lo que permite identificar con mayor facilidad las ondas características de las diferentes señales bioeléctñcas. Adicionalmente, se observa claramente la reducción en el rizado de la señal, llegando a un punto que no interfiere en la identificación de ondas de pequeña amplitud como es la onda P del electrocardiograma. On the other hand, Figure 8 shows the ECG signal acquired by an electrode that includes the three-dimensional foam piece (4) according to the present invention. By including a foam (4) in the embroidered electrodes (12), the pressure exerted on its central point is much greater, preventing the electrode from slipping on the skin and increasing electrode-skin conductivity. Thus, as can be seen in Figure 8, the electrodes of the garment of the invention reduce or even eliminate external electromagnetic interference and increase the signal amplitude, making it easier to identify the characteristic waves of different bioelectrical signals. Additionally, a clear reduction in signal ripple is observed, reaching a point where it does not interfere with the identification of small-amplitude waves such as the P wave of the electrocardiogram.
En cuanto al voltaje pico a pico de la señal, en el electrodo que incluye la pieza de espuma (4) se ha visto aumentado de 0’5 mV a 3 mV, es decir, la amplitud de la señal se ha multiplicado por 6, lo que evidencia la calidad de las señales que se adquieren con la prenda de la presente invención. Regarding the peak-to-peak voltage of the signal, at the electrode that includes the foam piece (4), it has increased from 0.5 mV to 3 mV; that is, the signal amplitude has multiplied by 6, which demonstrates the quality of the signals acquired with the garment of the present invention.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
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