Wieloczujnikowa opaska na głowę


ZESPÓŁ AUTORSKI

Politechnika Wrocławska

dr inż. Mariusz Ptak

dr inż. Fabio Fernandes

dr n. med. Artur Kwiatkowski

dr inż. Monika Ratajczak

lek. Konrad Kubicki

mgr inż. Marek Sawicki

mgr inż. Johannes Wilhelm

mgr inż. Maciej Wnuk

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Uprawianie sportów ekstremalnych czy też wykonywanie zawodów, w których pracownicy są narażeni na uraz głowy może być wspomagane urządzeniami monitorującymi siłę potencjalnego urazu. Spośród wielu urządzeń monitorujących siły działające na głowę człowieka większość z nich bazuje tylko i wyłącznie na odczycie przyspieszeń ze specjalnie umieszczonych czujników. W naszym urządzeniu oprócz czujników przyspieszeń wykorzystujemy także system monitorujący aktywność kory mózgowej. Pozwala na zbadanie nie tylko przyspieszeń, ale także kondycji kory mózgowej w trakcie urazu jak i bezpośrednio po nim. Jest to cecha bardzo porządana ponieważ, każdy organizm jest inny i nawet nie wielki uraz może być przyczyną bardzo poważnych powikłań. Dlatego też pomiar sił działających na głowę może być nie wystarczającym wskaźnikiem, dla określenia ryzyka poważnego urazu. Opaska pozwala określić jak zachowa się mózg człowieka w wyniku uderzenia głową czy też kaskiem w przeszkodę. Jest to bardzo istotna kwestia ponieważ każdy z ludzi jest inny i każdy może mieć różną tolerancję na siły działające na głowę. Mierząc te siły, za pomocą specjalnych czujników zwanych akcelerometrami nie jesteśmy w stanie określić jak dokładnie zachował się mózg.

ISTOTA WYNALAZKU

Podstawowym założeniem wynalazku jest jego zwartość i kompaktowość. W dzisiejszym świecie użycie kasków jest coraz powszechniejsze, nawet w miejscach i sytuacjach gdzie ryzyko urazu jest bardzo niskie. Opaska jest zaprojektowana tak, aby nie ograniczać możliwości użycia kasku. Jej niski profil, dobre doleganie do głowy oraz brak wystających elementów nie utrudnia noszenia kasków ochronnych. Jest to podstawowe założenie przyświecające temu wynalazkowi. Trudno sobie wyobrazić sens wykonywania takich pomiarów, gdy osoba potencjalnie narażona na uraz głowy nosi opaskę i świadomie rezygnuje z noszenia kasku. Kolejną ideą, która jest istotna dla wynalazku jest badanie fizjologicznej odpowiedzi mózgu na przyspieszenia, którym jest poddana cała głowa. Szczególnie w motosporcie, gdzie technologia kasków jest bardzo zaawansowana, osoba doznająca wypadku pomimo braku zniszczeń kasku doznała poważnych urazów mózgu. Jest to związane z przyspieszeniami działającymi na mózg. Dla lepszego zrozumienia zaistniałych procesów autorzy postawili sobie za cel stworzenie urządzenia mierzącego przyspieszenia, które działają na głowę oraz parametr fizjologiczny pozwalający na zrozumienie zachowania się mózgu w danym momencie. Spośród wielu metod dostępnych w laboratorium, które obrazują działanie mózgu jest bardzo nie wiele metod które można użyć po za nim. Trudno sobie wyobrazić, aby osoba nosząca naszą opaskę miała wszczepione podskórne elektrody czy też pomiar był jeszcze bardziej inwazyjny. Dlatego też jedną z najbardziej nieinwazyjnych, a jednocześnie pozwalających na zainstalowanie w urządzeniu mobilnych metod jest elektroencefalografia - znane szerzej jako EEG. Jest to pomiar aktywności elektrycznej kory mózgowej poprzez przyłożone do skóry elektrody. Takie elektrody umieszczone na opasce wraz z akcelerometrami są kluczowymi elementami wynalazku. Pozwalają one na pomiar sił działających na głowę człowieka jak i również sygnału EEG. W przypadku gdy akcelerometry działające w opasce wykażą przekroczenie dopuszczalnych poziomów bezwzględnie konieczne jest skonsultowanie tego z wyspecjalizowanym personelem medycznym, jednak jak już wcześniej wspomniano, bardzo możliwe jest, że przy mniejszych obciążeniach będą widoczne zmiany w sygnale EEG wskazujące na brak aktywności kory mózgowej lub też stan zbliżony do epileptycznego. Dodatkowo, opaska jest wzbogacona o dodatkowe czujniki, takie jak czujnik pulsu, temperatury ciała czy też stopnia natlenienia krwi. Pozwala to na jednoczesne użytkowanie tego urządzenia jak standardowego monitora parametrów fizjologicznych człowieka. Komunikacja bezprzewodowa oraz zapis danych na kartę pamięci pozwala użytkownikowi na analizę danych oraz tworzenie raportów z przebiegu treningu czy też wykonanej pracy.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU