Patente nacional por "Sistema de monitorización de actividades con clavijas"

Reivindicaciones:
+ ES-2667624_A1 1. Un sistema de monitorización de actividades con clavijas (301) que registra el estado de cada agujero del tablero en los diferentes instantes de tiempo en los 5 que hay cambios, y envía estos datos a un sistema de análisis, el cuál permite detectar dificultades de habilidad manual, déficit de atención o de memoria, y caracterizado por tener los siguientes componentes: a. Tablero de clavijas (301) con : i. Agujeros (101) para introducir las clavijas (102). 10 ii. Sensores de clavija (201) que recogen información sobre el estado de los agujeros, es decir, detecta si una clavija está introducida o no. iii. Controlador (202) que recopila la información de los sensores de clavija. 15 iv. Procesador (205) que obtiene la información del controlador de sensores, la procesa y la envía a un recolector mediante comunicación inalámbrica (302). v. Un emisor de luz (103, 203) de tipo led multicolor por cada agujero, controlado por un controlador (204). 20 vi. Subsistema de comunicación inalámbrica (207). vii. Altavoz (106, 206) para reproducir sonidos. viii. Batería para alimentar el sistema (208) y conector para carga (104, 209). ix. Interruptor de encendido y apagado (105, 210). 25 b. Subsistema de comunicación inalámbrica (302) , que recopila la información del tablero para procesarla y enviarla a un sistema de almacenamiento (305) a través de una red (304) como Internet. c. Interfaz de usuario (303) para que los usuarios puedan controlar el proceso de recogida de datos generados por el tablero de clavijas. 30 d. Subsistema de análisis (306) que procesa la información de las actividades con el tablero para obtener una detección precoz de dificultades en la destreza manual o en el nivel de atención. 2. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque permite configurar 35 diferentes actividades a realizar, como por ejemplo completar una fila de 9 clavijas, cambiar las clavijas de una fila a otra o introducir clavijas en los agujeros en los que la luz asociada cambie de color, para medir la destreza manual o el nivel de atención del usuario. 3. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque permite obtener el estado de los agujeros en cada momento: con o sin clavija. 4. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque mide el tiempo transcurrido entre los cambios de estado de los agujeros. 5. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque indica el estado de los agujeros asignando un color diferente para cada estado a los emisores de luz asociados a los agujeros. 6. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque cambia el color de los emisores de luz asociados a cada agujero para indicar al usuario acciones, como por ejemplo que debe introducir una clavija en el agujero correspondiente, midiendo el tiempo en obedecer a la indicación. 7. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque produce diferentes sonidos para hacer las indicaciones que se desee, como inicio o fin de actividad o errores. 8. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado por tener un interfaz de usuario desde el que se define el tipo de actividad, se introduce la información relacionada con la misma, y se controla cuándo se inician y finalizan las actividades. 9. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque un colector recopila los datos de las actividades enviados por el tablero, dicho colector puede estar implementado en un equipo como ordenador, tableta o Smartphone, que puede ser el mismo o uno diferente al utilizado para implementar el interfaz de usuario. 10. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los datos sobre las actividades generados por el tablero están protegidos con mecanismos que garantizan un nivel adecuado de privacidad, integridad y autenticidad. 11. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado por garantizar que sólo las personas autorizadas pueden acceder a la información que identifique los resultados de actividades de los usuarios. 12. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque utiliza sistemas de análisis de datos con técnicas de inteligencia artificial sobre los datos procesados del tablero de clavijas, que permiten la detección de dificultades psicomotrices y cognitivas a personas de cualquier edad. FIG.1 208 206 205 FIG.2 FIG.3

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A61B 5/11 - G09B 7/00

Descripciones:
+ ES-2667624_A1 SISTEMA DE MONITORIZACION DE ACTIVIDAD8S eON CLAVIJAS SECTOR DE LA TÉCNICA 5 La presente invención pertenece al sector de la salud, la diagnosis médica, la evolución del desarrollo infantil y la atención a personas mayores. ESTADO DE LA TÉCNICA Los tableros de clavijas tienen una gran tradición en el estudio de la destreza manual, hasta el punto de que alguno de ellos no ha experimentado cambios sustanciales desde 1948, como es el caso del tablero de clavijas de Purdue [1]. También han aparecido nuevos tableros, como el FDT (Functional Dexterity Test) , con sus correspondientes normas de puntuación [2], diseñado específicamente para estudiar el nivel funcional en personas con lesiones en la mano dominante o no dominante, o el Nine-Hole Peg Test, del que existen normas para niños y adultos [3]. Este último tablero ha sido incorporado a la batería de pruebas Toolbox Assessment of Neurological and Behavioral Function, recomendada por su fiabilidad, facilidad de aplicación y bajo coste por los Institutos Nacionales de Salud de los EE.UU. (National Institutes of Health, NIH) [4]. Los distintos tableros han sido probados tanto en niños [5, 6]. como en adultos [7]. Se utilizan para evaluar la destreza manual en personas con enfermedad de Parkinson [8]. con síndrome de Down [9]. o con síndrome de Asperger o autismo [10.11]. En todos estos tableros. se mide con un cronómetro manual el tiempo que se tarda en colocar un número de clavijas (9-Hole Pegboard Dexterity Test o FDT-Functional Dexterity Test). o bien el número de clavijas colocadas en un tiempo determinado (30 segundos en el Purdue Pegboard Test). DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN El objetivo de la invención es monitorizar los tiempos de las diferentes acciones de las que se compone una actividad en el uso del tablero de clavijas. El sistema se compone de un tablero con agujeros en los que se introducen unas clavijas. El tablero consta de un sensor colocado en cada uno de los agujeros que 35 permite detectar si se ha introducido una clavija en el agujero. Un ejemplo de sensor que puede utilizarse es un fototransistor ranurado que dispone de un emisor de luz en uno de los lados de la ranura y un receptor en el lado opuesto. El receptor de luz detecta cuándo la clavija intercepta el haz al introducirla en el agujero correspondiente. El sistema consta de un controlador de sensores que sondea el estado de los sensores y envía a un procesador una lectura periódica sobre dicho estado. El procesador es capaz de conocer cuándo se ha producido un cambio en un sensor con precisión de milisegundos. El tablero además tiene un emisor de luz multicolor de tipo led asociado a cada uno de los agujeros. Se puede seleccionar el color del emisor de luz, indicando el estado del sensor. También puede ser utilizado el emisor de luz para desarrollar actividades en las que al cambiar de color la luz asociada a un determinado agujero, se indica al usuario que debe introducir o sacar una clavija de dicho agujero. En este caso el sistema mide el tiempo de reacción desde que se enciende la luz hasta que el sensor detecta que la clavija ha sido introducida. La programación del tablero se lleva a cabo mediante un microcontrolador asociado a los controladores de los sensores y los emisores de luz, así como al resto de componentes del sistema. El tablero consta de un altavoz que puede producir sonidos, indicando instrucciones para iniciar una actividad, anomalías en el funcionamiento del sistema o bien la consecución de una actividad con éxito. El tablero consta de un sistema de comunicación inalámbrica con el que se envían los resultados de la monitorización a un sistema recolector de datos. El tablero consta de una batería con conector para cargarla, y un interruptor para iniciarlo o pararlo. Un sistema recolector, comunicado de forma inalámbrica con el tablero, dará instrucciones al procesador para iniciar o detener la monitorización de una actividad y recibirá los datos del mismo. Las actividades podrán ser gestionadas por los usuarios desde un interfaz de usuario que se ejecuta en un smartphone, tableta u ordenador y que puede comunicar de forma inalámbrica (wifi, Bluetooth, NFC, etc.) con el colector o bien directamente si se encuentra en el mismo equipo físico. El colector se comunica a través de una conexión en red , con el sistema de almacenamiento para enviarle los datos recogidos de las actividades. El sistema de almacenamiento guarda en una base de datos la información de las diferentes actividades: tipo de actividad, fecha en la que se ha realizado la actividad, los instantes de tiempo en los que se han producido cambios en los sensores, los valores de los sensores en esos instantes y las anotaciones sobre profesionales que hayan observado la actividad (si procede). El sistema de análisis recupera la información del sistema de almacenamiento para analizarla aplicando técnicas de análisis de datos e inteligencia artificial y obtener un diagnóstico sobre alguna anomalía detectada en los datos de la persona analizada. Para aplicar estos análisis se puede contar tanto con el histórico de una misma persona con diferentes actividades con el tablero de clavijas realizadas en distintos instantes de tiempo (análisis longitudinal) , como con datos de un mismo tipo de actividad, obtenido de muchas personas de características similares (análisis transversal ). La comunicación entre las diferentes partes (tablero, colector, sistema de almacenamiento y sistema de análisis) se realiza utilizando mecanismos de seguridad apropiados para garantizar un adecuado nivel de privacidad, autenticidad e integridad de los datos. Asimismo se usarán mecanismos estándar que implementen un control de acceso a los datos para que sólo puedan ser manipulados por personas autorizadas. Se pueden realizar diversas realizaciones de la invención, con diferentes formas y grosores de clavijas en función del grado de dificultad que se quiera definir. Las formas pueden ser por ejemplo cilindros, prismas cuadrangulares o prismas triangulares. Los tableros pueden tener diferentes configuraciones en cuanto al número de agujeros y disposición de los mismos. Algunos ejemplos son: una única fila de 8 agujeros, dos filas de 10 agujeros cada una o una matriz de 3 x 3 agujeros. Una actividad realizada sobre un tablero con dos filas de 10 agujeros, consiste en introducir 10 clavijas para completar una de las filas, pudiendo hacer la actividad con la mano derecha y con la mano izquierda. Otra actividad sobre el mismo modelo de tablero consiste en partir de una fila con las clavijas dentro, e ir sacando cada una de las clavijas para introducirlas en el agujero que ocupa la misma posición en la otra fila. Estas dos actividades permiten medir la destreza manual. Otra actividad para medir el nivel de atención consiste en ir introduciendo clavijas en los agujeros correspondientes a las luces que vayan cambiando de color y medir el tiempo transcurrido entre el cambio de color del emisor de luz y la introducción de la clavija en el agujero correspondiente. Otra actividad para medir la capacidad de retención de secuencias de memoria, consiste en encender una secuencia de luces durante un tiempo y verificar si el usuario introduce las clavijas en la misma secuencia, midiendo en este caso tanto tiempos de reacción como fallos en el orden de la secuencia. Las ventajas que aporta la invención con respecto a los tableros clásicos son: • Precisión. o Presenta lo resultados con una mayor exactitud al llevar un cronómetro interno que se acciona mediante sensores colocados en los agujeros para detectar si hayo no clavija introducida. o Permite diferenciar entre el tiempo invertido en mover las clavijas y el tiempo de retorno de la mano. o Permite registrar el tiempo para cada una de las clavijas. o Permite comparar el tiempo de la primera mitad de clavijas (en las que la mano debe cruzar la línea media del tablero) frente a la segunda mitad, sin cruce de la línea media, siempre que se siga un orden determinado en la colocación de las clavijas. o Permite analizar la trayectoria de cada clavija (de qué orificio sale y dónde acaba) , para ver si se ha utilizado el camino más corto. o Permite saber si se mueven dos o más clavijas al tiempo. o Permite comparar con gran exactitud los tiempos de la mano derecha y la mano izquierda. o Permite comparar los tiempos electrónicos y los manuales (por si en algún momento es necesario utilizar el tablero sin ·Ia medición electrónica). • Usabilidad. o El diámetro de las clavijas cilíndricas de 10 milímetros y las dimensiones del tablero permiten su uso con niños pequeños. o Las instrucciones pueden ser muy sencillas o incluso puede prescindirse de ellas. o El tablero puede ser utilizado en cualquier lugar sin una instalación especial, como escuelas infantiles, consultas de pediatría, etc. o El tablero puede ser utilizado por personal sin una cualificación especial. El tablero puede ser usado para medir tanto destreza manual como índice de atención y capacidad de memoria. BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS Figura 1: La figura muestra un esquema del aspecto externo del tablero con agujeros (101) en los que se introducen las clavijas (102). Se pueden observar además los emisores de luz (103) , el conector para la carga de batería (104) , el interruptor de encendido y apagado (105) y el altavoz que incorpora (106). Figura 2: Esta figura muestra un esquema de los componentes internos del tablero. Estos componentes son: dos hileras de sensores (un sensor por agujero) (201) Y su controlador (202) , dos hileras de emisores de luz (203) y su controlador (204) , el microcontrolador del sistema (205) , un altavoz (206) y un emisor/receptor de radiofrecuencia (207) , una batería (208) y su conector de carga (209) , y el interruptor de encendido y apagado (210). Figura 3: Esta figura muestra el tablero (301) en relación con el resto del sistema. Este sistema se compone de un recolector de datos (302) , un interfaz de usuario en un dispositivo (tableta, pe, Smartphone, etc.) (303) , la red de comunicaciones (304) , y servidores de almacenamiento (305) y de análisis (306). MODO DE REALIZACiÓN Una realización de este sistema consiste en un tablero con clavijas cilíndricas de 10 mm de diámetro y una distribución de agujeros en 2 filas de 10 agujeros cada uno con una separación entre agujero de una misma fila de 20 mm y una separación entre filas de 100 mm. En el interior del tablero se utiliza como sensor del estado de cada agujero un fototransistor ranurado con una ranura superior de 10 mm. El circuito que lee la información de los 20 sensores consiste en registros de desplazamiento que realizan una lectura paralela de las 20 entradas de los sensores y las envían al microprocesador por una línea serie. Las luces led multicolor consisten en 20 módulos led multicolor con controlador integrado que se conectan en serie. Esta tira de leds encadenados se conecta a una salida digital del microcontrolador por la que se transmite de forma secuencial el color de cada led. El buzzer para producir sonidos consiste en un zumbador piezoeléctrico conectado a una salida digital del microcontrolador. Como microcontrolador se puede usar un chip de la familia ATMEL. El microconotrolador lee continuamente el estado de los sensores y actualiza los colores de los leds para adaptarlos al estado leído. Cada vez 10 que se produce un cambio en el estado de alguno de los 20 sensores, el controlador envía al sistema recolector el nuevo estado mediante un sistema de radiofrecuencia. Como radiofrecuencia se puede usar un módulo de 2.4GHz. El colector se puede implementar sobre un minicomputador tipo Rapsberr y Pi que tendrá un software encargado de recoger los datos de una actividad y una vez finalizada guardarlos para posteriormente llevarlos a un servidor protegidos con mecanismos criptográficos para garantizar la privacidad, autenticación e integridad de los datos. APLICACiÓN INDUSTRIAL Los tableros de clavijas monitorizados son claramente susceptibles de aplicación industrial. Estos tableros pueden ser utilizados por profesionales de la salud, el desarrollo infantil y la atención a personas mayores, para medir la destreza manual o el nivel de atención y la capacidad de reacción, o bien la capacidad para recordar una secuencia, en función de la actividad realizada. REFERENCIAS. (1) Tiffin, J., & Asher, E. J. (1948). The Purdue Pegboard: norms and studies of reliability and validity. Journal ofApplied Psycho/ogy, 32 (3) , 234-247. (2) Aaron, D. H., & Jansen, C. W. S. (2003). Development of the Functional Dexterity Test (FDT) : construction, validity, reliability, and normative data. Journal of Hand Therapy, 16 (1) , 12-21. (3) Mathiowetz, V., Weber, K., Kashman, N., & Volland, G. (1985). Adult norms for the nine hole peg test of finger dexterity. OTJR: Occupation, Participation and Health, 5 ( 1) , 24-38. (4) Reuben, D. B., Magasi, S., McCreath, H. E., Bohannon, R W., Wang, Y. C., Bubela, D. J.,... & Gershon, R C. (2013). Motor assessment using the NIH Toolbox. Neurology, 80 (11 Supplement 3) , S65-S75. (5) Poole, J. L., Burtner, P. A, Torres, T A, McMullen, C. K., Markham, A , Marcum, M. L.,... & Qualls, C. (2005). Measuring dexterity in children using the Nine-hole Peg Test. Journal of Hand Therapy, 18 (3) , 348-351. (6) Smith, Y. A., Hong, E. U. N. S., & Presson, C. (2000). Normative and validation studies of the Nine-hole Peg Test with children. Perceptual and Motor Skills, 90 (1) , 823-843. (7) Wang, Y. C., Bohannon, R W., Kapellusch, J., Garg, A , & Gershon, R C. (2015). Dexterity as measured with the 9-Hole Peg Test (9-HPT) across the age span. Journal of Hand Therapy, 28 (1) , 53-60. (8) Earhart, G. M., Cavanaugh, J. T, Ellis, T , Ford, M. P., Foreman, K. B., & Dibble, L. (2011). The 9-hole PEG test of upper extremity function: average values, test-retest reliability, and factors contributing to performance in people with Parkinson disease. Journal of Neurologic Physical Therapy, 35 (4) , 157 163. (9) Chen, C., Ringenbach, S. D. R , & Albert, A R (2014). Assisted cycling exercise improves fine manual dexterity in persons with Down's syndrome. Journal of Applied Research in Intellectual Disabilities, 27 (3) , 264-272 (10) Smith, 1. M. (2000). Motor functioning in Asperger syndrome. En A Klim, Fred R Volkmar & S. S. Sparrow (Eds.) Asperger syndrome (pp. 97-124). Nueva York: Guilford. (11) Barbeau, E. B., Meilleur, A A S., Zeffiro, T. A , & Mottron, L. (2015). Comparing motor skills in autism spectrum individuals with and without speech delay. Autism Research, 8 (6) , 682-693

Publicaciones:
ES2667624 (11/05/2018) - A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnica
ES2667624 (22/02/2019) - B1 Patente de invención
Eventos:
En fecha 11/11/2016 se realizó Registro Instancia de Solicitud
En fecha 14/11/2016 se realizó Admisión a Trámite
En fecha 14/11/2016 se realizó 1001P_Comunicación Admisión a Trámite
En fecha 01/12/2016 se realizó Continuación del Procedimiento
En fecha 09/12/2016 se realizó Publicación Continuación del Procedimiento
En fecha 23/12/2016 se realizó IET1_Petición Realización IET
En fecha 23/02/2017 se realizó Realizado IET
En fecha 24/02/2017 se realizó 1109P_Comunicación Traslado del IET
En fecha 11/05/2018 se realizó Publicación Solicitud
En fecha 11/05/2018 se realizó Publicación Folleto Solicitud con IET (A1)
En fecha 10/07/2018 se realizó 3411X_Alta Mandatarios
En fecha 10/07/2018 se realizó Alta mandatario
En fecha 28/08/2018 se realizó Reanudación Procedimiento General de Concesión
En fecha 03/09/2018 se realizó Publicación Reanudación Procedimiento General de Concesión
En fecha 26/11/2018 se realizó Publicación Traslado Observaciones del IET
En fecha 14/02/2019 se realizó Sin Modificación de Reivindicaciones
En fecha 15/02/2019 se realizó Concesión
En fecha 15/02/2019 se realizó 1203P_Notificación Concesión por Procedimiento General de Concesión
En fecha 15/02/2019 se realizó Entrega título
En fecha 22/02/2019 se realizó Publicación concesión Patente PGC
En fecha 22/02/2019 se realizó Publicación Folleto Concesión