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Title:
SYSTEM FOR THE DETECTION AND RECORDING OF MOVEMENTS GENERATED BY DISEASES AND MEDICATION, BASED ON MICRO ELECTRO-MECHANICAL SENSORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/002791
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a system for the detection and recording of human movement, but which can also be used for animals and other biological systems. The system includes a sub-system for deploying and managing information, as well as allowing said information to be processed and transmitted to external computer equipment. The system is characterised in that it uses micro electro-mechanical sensors (such as micro-accelerometers) in order to take measurements, using a sensor positioning arrangement which, combined with the negligible weight of said sensors, does not interfere with the movement of the subject being studied or, consequently, the measurements. The sensors are coupled to the subject being studied by means of interchangeable couplers that allow varied attachment configurations so that they can be placed on practically any part of the body. The system is a biomechanical measurement device intended for use in the health field, but which would also be suitable for use in the field of research.

Inventors:
BUSTAMANTE BELLO, Martin Rogelio (Morelos 488, Dpto A503,Colonia El Vergel,,Del. Iztapalapa,,México, Distrito Federa, Mexico ., 09890, MX)
OROZCO DIAZ, Carlos Amnael (Hacienda El Ebanito 650, Colonia Ex-Hacienda El Rosario,,Juárez, Nuevo Leó, México ., 07250, MX)
LIMON ALONZO, Diana Patricia (Loma Azul No. 44, Col. Lomas deTarango,,Del. Álvaro Obregón,,México, Distrito Federa, Mexico ., 01620, MX)
CRUZ VARGAS, Daniela (J.E. Pestalozzi #1164 int.801, Col. Del Valle,,Del. Benito Juárez,,México, Distrito Federa, México ., 03100, MX)
MANRIQUE AGUILA, Yaiza Victoria (Bacum #46, Col. Alvaro Obregón,Del. Venustiano Carranza,,México, Distrito Federa, México ., 15990, MX)
CONTRERAS MAGUEY, Sara Helia (Rancho San Miguel #3, Col. Campestre Coyoacán,,Del. Coyoacán,,México, Distrito Federa, México ., 04938, MX)
AGUILERA RAMIREZ, Miguel Alfonso (Bartolomé R. Salido #172 int. 103, Col. Independencia,,Del. Benito Juarez,,México, Distrito Federa, México ., 03630, MX)
PEREZ NOVELO, Rodrigo (Aljibe No. 75 Int. 2, Col. Santa Úrsula Xitla,,Del. Tlalpan,,México, Distrito Federa, México ., 14420, MX)
QUINTANAR MELENDEZ, Ana Laura (Martha 54, Col. Guadalupe Tepeyac,,Del. Gustavo A. Madero,,México, Distrito Federa, México ., 07840, MX)
Application Number:
MX2011/000077
Publication Date:
January 05, 2012
Filing Date:
June 28, 2011
Export Citation:
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Assignee:
INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY (Calle del Puente, 222,Col. Ejidos de Huipulco,,Del. Tlalpan,,México, Distrito Federa, Mexico ., 14380, MX)
BUSTAMANTE BELLO, Martin Rogelio (Morelos 488, Dpto A503,Colonia El Vergel,,Del. Iztapalapa,,México, Distrito Federa, Mexico ., 09890, MX)
OROZCO DIAZ, Carlos Amnael (Hacienda El Ebanito 650, Colonia Ex-Hacienda El Rosario,,Juárez, Nuevo Leó, México ., 07250, MX)
LIMON ALONZO, Diana Patricia (Loma Azul No. 44, Col. Lomas deTarango,,Del. Álvaro Obregón,,México, Distrito Federa, Mexico ., 01620, MX)
CRUZ VARGAS, Daniela (J.E. Pestalozzi #1164 int.801, Col. Del Valle,,Del. Benito Juárez,,México, Distrito Federa, México ., 03100, MX)
MANRIQUE AGUILA, Yaiza Victoria (Bacum #46, Col. Alvaro Obregón,Del. Venustiano Carranza,,México, Distrito Federa, México ., 15990, MX)
CONTRERAS MAGUEY, Sara Helia (Rancho San Miguel #3, Col. Campestre Coyoacán,,Del. Coyoacán,,México, Distrito Federa, México ., 04938, MX)
AGUILERA RAMIREZ, Miguel Alfonso (Bartolomé R. Salido #172 int. 103, Col. Independencia,,Del. Benito Juarez,,México, Distrito Federa, México ., 03630, MX)
PEREZ NOVELO, Rodrigo (Aljibe No. 75 Int. 2, Col. Santa Úrsula Xitla,,Del. Tlalpan,,México, Distrito Federa, México ., 14420, MX)
QUINTANAR MELENDEZ, Ana Laura (Martha 54, Col. Guadalupe Tepeyac,,Del. Gustavo A. Madero,,México, Distrito Federa, México ., 07840, MX)
Attorney, Agent or Firm:
GARCIA CECEÑA, Francisco (Calle del Puente 222, Col. Ejidos de Huipulco,,Del. Tlalpan,,México, Distrito Federa, México ., 14380, MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES

Habiendo descrito el presente sistema de manera suficiente, es considerado una novedad y, por tanto, los autores reclaman de su exclusiva propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas:

1. Un sistema de medición de movimiento que realiza por lo menos las funciones de medición y registro de movimiento; dicho sistema consta de uno o más microsensores electromecánicos que hacen posible la medición de dichos movimientos; dichos microsensores electromecánicos están en uno o más soportes que están suspendidos o sujetados de un brazo, pudiendo éste estar articulado, instrumentado y/o mecanizado, el cual permite el posicionamiento de dichos microsensores electromecánicos con respecto al objeto de medición, de manera que se puedan llevar a cabo dichas mediciones u otras tareas o funciones del sistema que así lo requieran; dichos sensores se encuentran también suspendidos o sujetos de dicho brazo de tal manera que no restringen el movimiento del objeto o sujeto al que se unen ni alteran su comportamiento; adicionalmente, dichos sensores utilizan acopladores intercambiables de bajo peso que se pueden unir a un objeto o sujeto externo al sistema, a través de adhesivos, sujeción mecánica o magnética u otros medios apropiados, de tal manera que no interfieren con el movimiento del objeto o sujeto al que se unen ni alteran su comportamiento; dichos sensores, adicionalmente se encuentran a su vez comunicados, por medios eléctricos, electrónicos, electromagnéticos, o de cualquier otra naturaleza, con una unidad de procesamiento y despliegue que recibe la información de las mediciones de dichos microsensores electromecánicos, dicha unidad de procesamiento y despliegue también almacena y despliega los datos de dichos microsensores electromecánicos, en forma de caracteres alfanuméricos, tablas, gráficas, u otros medios adecuados, que son accesibles, y recuperables para el usuario de manera electrónica, visual, audible y/o cualquier otro medio adecuado; de igual forma, dicha unidad de procesamiento y despliegue puede detectar errores de funcionamiento en el sistema y reportarlos.

2. Los acopladores intercambiables del sistema mencionado en la cláusula 1. alojan, contienen y/o sujetan a los microsensores electromecánicos mencionados en la cláusula 1. de tal manera que la orientación espacial de los microsensores electromecánicos mencionados en la cláusula 1. puede ser modificada y/o ajustada conforme sea requerido; los acopladores intercambiables mencionados en la cláusula 1. se encuentran conformados, adicionados, y/o recubiertos con materiales que hacen seguro su uso con/en seres vivos; los acopladores intercambiables mencionados en la cláusula 1. pueden contar con instrumentación adicional a los microsensores electromecánicos mencionados en la cláusula 1., como sensores de temperatura u otras variables que se requieran.

3. El sistema mencionado en la cláusula 1. cuenta con una interfaz de usuario, a través de la cual se pueden determinar o/e ingresar, por medio de teclas, interruptores, micrófonos, formatos electrónicos, u otros medios aplicables, diferentes datos que el sistema de la cláusula 1. pueda requerir y/o utilizar, los cuales serán recibidos, procesados, y/o almacenados por la unidad de procesamiento y despliegue mencionada en la cláusula 1.

4. El sistema mencionado en la cláusula 1., a través de la unidad de procesamiento y despliegue mencionada en la cláusula 1., cuenta con medios para la presentación y exportación de la información del funcionamiento y/o la administrada al sistema a través de la interfaz de usuario (No. 4, figura 1) y/o a través de por lo menos los microsensores electromecánicos mencionados en la cláusula 1. en forma de indicadores alfanuméricos y/o gráficos, comunicaciones eléctricas, comunicaciones electromagnéticas u otras formas o medios apropiados hacia uno o más equipos de cómputo.

5. El sistema mencionado en la cláusula 1., así como por lo menos algunos o todos los componentes o unidades que requiera para funcionar, se encuentran a alimentados por una unidad de suministro de energía eléctrica que corresponde a una fuente de corriente y/o voltaje que se conecta a un tomacorriente de uso específico o general; dicha unidad puede contar adicionalmente con elementos de almacenamiento de energía como baterías u otros dispositivos, que pueden servir como elementos para el funcionamiento de la unidad y/o como suministro de energía adicional o alterno.

Description:
SISTEMA PARA LA DETECCIÓN Y EL REGISTRO DE MOVIMIENTOS GENERADOS POR ENFERMEDADES Y MEDICACIÓN, BASADO EN

MICROSENSORES ELECTROMECÁNICOS

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Existe una diversa gama de padecimientos humanos, medicaciones e intoxicaciones que inducen contracciones musculares rítmicas, involuntarias y recurrentes, como coreas, movimientos atetoides o temblores, que son clínicamente clasificadas y valoradas principalmente a través de la observación directa de un especialista. Estos síntomas son, por si mismos, de difícil clasificación y manejo, por lo que su atención en el terreno clínico incluye la consideración de otros factores como su distribución anatómica, los músculos involucrados en el movimiento, las condiciones bajo las que se presentan los síntomas, su duración, su respuesta a los tratamientos farmacológicos así como la posible generación de los mismos por intoxicación del cuerpo humano por elementos externos.

Aunque la práctica actual involucra el diagnóstico para estos padecimientos casi exclusivamente por observación directa, este complejo proceso requiere de una importante habilidad y una significativa experiencia por parte de los médicos; más aún, el seguimiento de la evolución de los pacientes depende en gran medida de esta misma habilidad. En la actualidad, año con año va creciendo la incidencia de estas enfermedades, y con más y más casos para un número limitado de especialistas, se vuelve común, sobre todo en los sectores públicos, que el seguimiento de un paciente se lleve a cabo por diferentes médicos que sólo pueden redactar sus observaciones para que sus sucesores las interpreten. Esta situación vuelve urgente un método alternativo para medir y registrar la evolución clínica de las personas con trastornos del movimiento.

La anterior no es una práctica común en la medicina moderna, ya que las opciones comerciales para implementarla están severamente limitadas. Un sistema utilizado para este propósito debe subordinarse a varias limitaciones supuestas por las condiciones de la medición. Estas limitantes buscan, además de la seguridad del paciente en sí, que la interface colocada en el paciente no interfiera con la operación del sistema. La solución aquí propuesta es un sistema basado en microsensores capaz de recopilar información sobre movimientos involuntarios. La implementación de esta tecnología con microacelerómetros electromecánicos, por sus dimensiones y peso pequeños, permiten al sistema de medición no alterar el comportamiento de un temblor presentado por el objeto de estudio. La disposición abierta vislumbrada para el dispositivo ofrece muy poca restricción al movimiento de la parte del cuerpo que se estudie, a diferencia de otros métodos existentes. Adicionalmente, la adaptación del sensor para su colocación, por medio de adhesivos, prendas u otros medios más elaborados en, por ejemplo, distintas secciones de una extremidad, puede ser posible con un componente de tamaño reducido. La acelerometría puede constituir una herramienta de bajo costo y fácil aplicación para la evaluación y el registro del movimiento humano, también aplicable a movimientos no patológicos tanto voluntarios como involuntarios, así como a otros organismos y fenómenos de movimiento estudiados en investigación.

Las características del sistema propuesto se encuentran claramente establecidas en la siguiente descripción, así como en el diagrama anexo. A lo largo de la descripción, se utilizan los números señalados en el diagrama para una mejor comprensión.

La figura 1 es un diagrama que muestra la composición del sistema planteado, denotando los componentes que lo integran.

Con referencia a la figura 1, el sistema está conformado por los siguientes subsistemas, los cuales, a su vez, pueden estar formados por diversos y diferentes componentes, además de los señalados en la presente descripción y que pueden ser eléctricos, electrónicos, mecánicos, electromagnéticos o de otra naturaleza, para fines de permitir su funcionamiento y/o integración en el sistema: una unidad de microsensores electromecánicos (No. 1), un mecanismo de posicionamiento y soporte (No. 2), acopladores (No. 3), una interface de usuario (No. 4), un subsistema de despliegue y manejo de información (No. 5) y un subsistema de alimentación de energía (No. 6).

La unidad de microsensores electromecánicos (No. 1) se conforma por uno o más sensores que permiten la recopilación de una o más señales, donde dichas señales corresponden a una medición del sensor en forma de señales eléctricas, mecánicas, electromagnética o de otra naturaleza. Dicha unidad se encuentra asociada al mecanismo de posicionamiento y soporte (No. 2), el cual se conecta y/o ensambla a la unidad de microsensores electromecánicos (No. 1) por medio de cableado, fibra óptica, resortes, tubos, transmisores y/o receptores de radiofrecuencia, polímeros, u otros componentes apropiados, de tal manera que tienen libertad de movimiento en cualquier dirección y sentido. Por su parte, cada sensor de la unidad de microsensores electromecánicos (No. 1) tiene la capacidad de asociarse a por lo menos uno de los acopladores (No. 3), de tal manera que quede sujetado, contenido o unido por otros medios a dichos acopladores (No. 3), pudiendo dicha sujeción ajustarse o modificarse en orientación espacial para cada sensor de la unidad de microsensores electromecánicos (No. 1) conforme se requiera. Los acopladores (No. 3) pueden unirse o sujetarse a todo o parte de un cuerpo humano o animal, o a otra estructura que el sistema requiera, de tal manera que dicha unión o sujeción puede ajustarse o modificarse en orientación espacial con respecto al objeto al que se une. Los acopladores (No. 3) se encuentran recubiertos o adicionados con un material que no produzca alergia, irritación ni otra inconveniencia al colocarlos en seres vivos.

El mecanismo de posicionamiento y soporte (No. 2) desplaza y/o posiciona la unidad de microsensores electromecánicos (No. 1) y/o los acopladores (No. 3) hasta el o los puntos y/o sujetos en los que se desea las tareas de medición por parte del sistema, o cualquier otra situación que así lo requiera. Este desplazamiento puede ser a lo largo o alrededor de por lo menos cualquiera de los tres ejes de un sistema de referencia tridimensional, y se lleva a cabo a través de bisagras, ensambles telescópicos, ruedas, tornillos, motores, pistones y/u otros elementos mecánicos o electromecánicos o de otra naturaleza que así lo posibiliten.

La interface de usuario (No. 4) se encuentra comunicada por lo menos con la unidad de microsensores electromecánicos (No. 1), y el subsistema de despliegue y manejo de información (No. 5), y cuenta con los medios necesarios para determinar, a través de teclas, perillas de control, u otros medios, los parámetros o datos que la unidad de microsensores electromecánicos (No. 1) necesite para realizar por lo menos su tarea de medición. De manera similar, el subsistema de despliegue y manejo de información (No. 5) provee los parámetros de operación, medios de procesamiento y medios de transmisión necesarios para poder hacer las señales y/o información manejables para el usuario, en la forma de gráficas, datos alfanuméricos, indicadores visuales o algún otro medio aplicable. Dicho subsistema de despliegue y manejo de información (No. 5) es además capaz de transmitir y/o exportar la información proveniente de por lo menos la unidad de microsensores electromecánicos (No.l) y la interface de usuario (No. 4), pudiendo hacer lo mismo para todo y cualquier otro subsistema o componente, de manera colectiva o individual, así como para el sistema como un todo. El subsistema de despliegue y manejo de información (No. 5) cuenta con los medios para detectar y reportar fallas y/o errores en los diferentes componentes del sistema.

El subsistema de alimentación de energía (No. 6) está conformado por una fuente de voltaje y corriente eléctrica, la cual provee suficiente y adecuada energía para la operación del sistema y todos sus subsistemas. Puede funcionar a través de su conexión a una toma de corriente, y adicionalmente puede contar con elementos de respaldo y/o soporte de energía, tales como baterías u otros dispositivos y/o sistemas.