ES2665268T3 - Clasificación de impactos a partir de datos de sensor - Google Patents
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Abstract
Un método para determinar un riesgo de lesión a un ser humano debido a un impacto, que comprende: medir (144, 146, 148, 150) al menos una de una aceleración lineal y una aceleración angular en un primer lugar en el ser humano, el primer lugar en uno de un protector bucal y un protector labial usados por el ser humano; determinar (156) una aceleración en un centro de gravedad de la cabeza del ser humano a partir de la medida de al menos una de una aceleración lineal y una aceleración angular en el primer lugar, estando el primer lugar lejos del centro de gravedad de la cabeza; calcular (178) una pluralidad de parámetros de impacto a partir de la aceleración determinada en el centro de gravedad de la cabeza; asociar (180) la pluralidad de parámetros de impacto calculada con una clase de lesión asociada de una pluralidad de clases de lesión, representando cada clase de lesión un intervalo de probabilidades de que el ser humano sufrirá una lesión en una estructura dentro de uno de la cabeza y el cuello del ser humano, dado la pluralidad de parámetros de impacto calculada; y comunicar (182) la clase de evento asociado a un observador mediante un dispositivo de salida asociado.
Description
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La clase de evento seleccionada se proporciona a un componente 118 de procesamiento posterior configurado para proporcionar la clase de evento a un operador humano en una forma comprensible para un humano. Por ejemplo, el operador humano puede incluir uno o más de los siguientes: un deportista, un entrenador del deportista, un miembro de la familia del deportista, un instructor del deportista, un oficial asociado con un evento deportivo y un público asociado con un evento deportivo. El componente 118 de procesamiento posterior puede incluir una pantalla en la que simplemente se visualice una etiqueta asociada con la clase, una simulación o animación por ordenador o incluso un simple indicador auditivo o visual que avise a un observador de que un usuario puede haber sufrido un impacto que entra dentro de la clase de evento seleccionada. En una implementación, el componente 118 de procesamiento posterior incluye una interfaz gráfica de usuario para permitir a un usuario, tal como un miembro de un público, personalizar la presentación de la clase de evento u otros datos obtenidos del conjunto 102 de sensores. Por ejemplo, la interfaz gráfica de usuario podría estar configurada para permitir a un usuario definir una condición relacionada con la representación de la aceleración determinada y hacer una apuesta dependiendo de una futura existencia de la condición definida.
En vista de las características estructurales y funcionales descritas anteriormente, una metodología de acuerdo con diversos aspectos de la presente descripción se apreciará mejor con referencia a las Figuras 3-8. Aunque, con fines de simplicidad de explicación, las metodologías de las Figuras 3-8 se muestran y describen como ejecutadas en serie, debe entenderse y apreciarse que la presente descripción no está limitada por el orden ilustrado, dado que algunos aspectos podrían, de acuerdo con la presente descripción, ocurrir simultáneamente con otros aspectos y/o en un orden diferente del mostrado y descrito en la presente memoria. Además, existe la posibilidad de que no sean necesarias todas las características ilustradas para implementar una metodología de acuerdo con un aspecto de la presente descripción.
La Fig. 3 ilustra un ejemplo de un procedimiento 140 para determinar una cinemática y/o una cinética en un lugar arbitrario de la cabeza de acuerdo con un aspecto de la presente descripción. Con fines de ejemplificación, este procedimiento describe la determinación de la cinemática y la cinética en un centro de gravedad de la cabeza de un usuario, dado que se ha determinado, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, que los datos cinemáticos y cinéticos en el centro de gravedad son un elemento de predicción útil a la hora de clasificar los eventos de impacto en la cabeza. El procedimiento comienza en 142, donde un conjunto de sensores es inicializado para que lo utilice un usuario dado y es sujetado a la cabeza del usuario de una manera sustancialmente rígida, en una superficie de la cabeza del usuario con accesibilidad ambiental (por ejemplo en un elemento bucal o un implante dentro del conducto auditivo). Por ejemplo, pueden realizarse diversas mediciones de la cabeza del usuario y pueden determinarse uno o más valores o funciones variables en el tiempo que representen un centro de gravedad de la cabeza de ese usuario. En una implementación puede determinarse una posición y orientación del sensor dentro del elemento bucal, tal como éste es llevado por un usuario, a través de radiografías laterales y anteroposteriores para registrar directamente la ubicación de los sensores en relación con un centro de gravedad.
En 144 se producen desde el conjunto de sensores datos de aceleración lineal, que representan la aceleración experimentada por la cabeza del usuario en el sitio del o de los dispositivos sensores. En una implementación, el conjunto de sensores está configurado para ser sensible sólo a impactos que produzcan una aceleración predeterminada, de manera que los impactos por debajo de un umbral de aceleración no se almacenan ni se transmiten. El conjunto de sensores puede estar configurado para ahorrar energía en un modo de reposo, alimentándose plena energía a los sensores sólo cuando estén recogiendo datos en ráfagas. Se apreciará que el conjunto de sensores puede incluir uno o más elementos de acondicionamiento de señal configurados para extraer datos de tensión sin procesar de los sensores y convertirlos en una señal apropiada para el almacenamiento/la transmisión. Por ejemplo, los elementos de acondicionamiento de señal pueden incluir uno o más amplificadores, integradores, filtros y multiplexores para proporcionar una señal coherente para la transmisión y/o el almacenamiento. En 146, el conjunto de sensores proporciona datos de velocidad angular que indican una velocidad angular de la cabeza del usuario. En 148, el conjunto de sensores proporciona datos de aceleración angular que indican una aceleración angular de la cabeza del usuario. En 150, el conjunto de sensores proporciona datos de orientación que indican una orientación de la cabeza del usuario.
En 152, los datos de sensor se transmiten a un componente de procesamiento, por ejemplo, a través de una conexión alámbrica o inalámbrica de RF. En 154, se determina una ubicación del centro de gravedad de la cabeza del usuario en relación con una posición del o de los dispositivos sensores como una función del tiempo a partir de los datos de ubicación registrados y los datos de sensor. Por ejemplo, la unidad de procesamiento puede comprender una tabla de consulta que contenga diversas funciones variables en el tiempo, que representen la posición del centro de gravedad, y una función dada puede seleccionarse de acuerdo con intervalos asociados de datos de aceleración lineal, velocidad angular, aceleración angular y orientación medidos.
En 156, se calcula la aceleración en el centro de gravedad de la cabeza del usuario como una función de los datos de sensor, la ubicación representada del centro de gravedad de la cabeza del usuario, los datos de velocidad angular, los datos de aceleración angular y los datos de orientación. En 158, se proporcionan a continuación los datos cinemáticos y cinéticos calculados al usuario y/o a un observador en una forma perceptible por un humano. Por ejemplo, el elemento bucal podría estar configurado para proporcionar un estímulo auditivo, visual y/o táctil al usuario y/o a un observador en respuesta a un impacto que produzca un nivel peligroso de aceleración. Como
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autónomos. Adicionalmente, el sistema informático 400 puede implementarse como parte de la herramienta de ingeniería asistida por ordenador (computer-aided engineering (CAE)) que ejecuta instrucciones ejecutables por ordenador para llevar a cabo un procedimiento descrito en la presente memoria.
El sistema informático 400 incluye un procesador 402 y una memoria 404 de sistema. Como procesador 402 pueden utilizarse también microprocesadores dobles y otras arquitecturas multiprocesador. El procesador 402 y la memoria 404 de sistema pueden acoplarse mediante uno cualquiera de varios tipos de estructuras de bus, incluyendo un controlador de memoria o bus de memoria, un bus periférico y un bus local que utilicen una cualquiera de diversas arquitecturas de bus. La memoria 404 de sistema incluye una memoria 408 de sólo lectura (read only memory (ROM)) y una memoria 410 de acceso aleatorio (random access memory (RAM)). Un sistema básico de entrada/salida (basic input/output system (BIOS)) puede residir en la ROM 408, generalmente conteniendo las rutinas básicas que ayudan a transferir información entre elementos dentro del sistema informático 400, tales como una reinicialización (reset) o un encendido.
El sistema informático 400 puede incluir uno o más tipos de almacenamiento 414 de datos a largo plazo, incluyendo una unidad de disco duro, una unidad de disco magnético (por ejemplo para leer de un disco extraíble o escribir en el mismo) y una unidad de disco óptico (por ejemplo para leer un disco CD-ROM o DVD o para leer de otros medios ópticos o escribir en los mismos). El almacenamiento de datos a largo plazo puede estar conectado al procesador 402 mediante una interfaz 416 de unidad. Los componentes 414 de almacenamiento a largo plazo proporcionan un almacenamiento no volátil de los datos, de las estructuras de datos y de las instrucciones ejecutables por ordenador para el sistema informático 400. En una o más de las unidades, así como en la RAM 410, pueden estar almacenados también varios módulos de programa, incluyendo un sistema operativo, uno o más programas de aplicación, otros módulos de programa y datos de programa.
Un usuario puede introducir comandos e información en el sistema informático 400 a través de uno o más dispositivos 420 de entrada, tales como un teclado, una pantalla táctil y/o un dispositivo de puntero (por ejemplo un ratón). Se apreciará que el o los dispositivos 420 de entrada pueden incluir uno o más conjuntos de sensores que transmitan datos de aceleración al ordenador 400 para su posterior procesamiento. Éstos y otros dispositivos de entrada están frecuentemente conectados al procesador 402 a través de una interfaz 422 de dispositivo. Por ejemplo, los dispositivos de entrada pueden conectarse al bus de sistema mediante uno o más de los siguientes: un puerto paralelo, un puerto serie o un USB. También pueden conectarse al procesador 402 uno o más dispositivos 424 de salida, tales como un dispositivo de visualización o una impresora, a través de la interfaz 422 de dispositivo.
El sistema informático 400 puede funcionar en un entorno de red utilizando conexiones lógicas (por ejemplo una red de área local (local area network (LAN)) o una red de área amplia (wide area network (WAN)) con uno o más ordenadores remotos 430. Un ordenador remoto 430 dado puede ser una estación de trabajo, un sistema informático, un encaminador, un dispositivo asociado u otro nodo de red común e incluye típicamente muchos de los elementos descritos en relación con el sistema informático 400 o todos ellos. El sistema informático 400 puede comunicarse con los ordenadores remotos 430 a través de una interfaz 432 de red, tal como una tarjeta de interfaz de red alámbrica o inalámbrica o un módem alámbrico o inalámbrico. En un entorno de red, los programas de aplicación y datos de programa descritos en relación con el sistema informático 400, o partes de los mismos, pueden estar almacenados, o almacenadas, en memorias asociadas a los ordenadores remotos 430.
Se entenderá que la descripción anterior de la presente invención admite diversas modificaciones, cambios y adaptaciones y que la intención es que éstos estén comprendidos dentro del significado y el rango de equivalentes de las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones descritas en la presente memoria se consideran en todos los sentidos ilustrativas y no restrictivas. El alcance de la invención está indicado por las reivindicaciones adjuntas, más que por la descripción anterior, y la intención es que todos los cambios que entren dentro del significado y el rango de equivalencia de las mismas estén incluidos en las mismas.
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