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2 Comodidad y seducción

3 Como un armadillo

4 Laboratorio d3o TM -d30 d3oTM es un material especialmente diseñado, que se endurece expontaneamente al impacto para proveer protección. La viscosidad se incrementa de acuerdo al corte. El material esta moldeado en componentes integrados al traje, para proveer una protección, respirable, ligera y fácil de lavar. Spider: Traje de competencia del equipo de esquí de Estados Unidos

5 Como un camaleón

6 Como una Salamandra

7 Como un Tiburón

8 LZR Racer -Speedo Confeccionado para ser ultraligero, de baja fricción, repelente al agua y secado rápido. Cuenta con paneles de ultra bajo arrastre incrustados en la tela base. El traje cuenta con agarre tipo corsé para ayudar al nadador a mantener la mejor posición corporal en el agua. Source: Superhuman Performance (Edizioni Museo del Tessuto)

9 Como un Pájaro El cuerpo del traje es de nylon recubierto de teflón El hombre pájaro -Skyflyer S.5 t raje con alas Fuente: Superhuman Performance (Edizioni Museo del Tessuto)

10 Condiciones ambientales extremas Traje Polo Norte – Por Cintimani Un traje hecho con caparazón de tres capas por Haraldur Orn Olafsson, el primer hombre en llegar al polo norte en el 2000. Con una membrana protectora para hielo de Cordura®, Chaqueta y trusas de lana (Technopile® de Pontetorto) y la primera capa de pantalones y camisas de lana merino. Fuente: Superhuman Performance (Edizioni Museo del Tessuto)

11 La posición Europea Europa a logrado desarrollos sustanciales en tecnología medica y eHealth desde principios de los 90’s. En particular, el programa del quinto programa marco de investigación y desarrollo de la Comisión Europea (FP5, 1999-2002) ha logrado resultados significativos en la integración de sistemas y tecnologías de la información y comunicación, como apoyo móvil, y salud personal. Esfuerzos especiales se han evidenciado en sistemas funcionales ajustables de salud y las aplicaciones relacionadas.

12 La posición Europea Este trabajo tuvo mayor adelanto en FP6 (2002–2006) con nuevas inclusiones multifuncionales como telas inteligentes, redes de sensores corporales y sensores que permiten la identifación de las condiciones ambientales, así como monitorear fisiológica, bioquímica y físicamente al individuo.

13 La experiencia… Wealthy ( www.wealthy-ist.com ) FP5 Prueba del concepto MyHeart ( www. hitech-projects.com/euprojects/ myheart/home.html ) FP6 Hacia las aplicaciones Biotex ( www.biotex.com ) FP6 un nuevo reto biologico Proetex ( www.proetex.org ) FP6 Integración completa Tremor (www.iai.csic.es/tremor) FP7 Estimulación funcional electrica

14 Ropa Biomedica funcional La ropa biomédica funcional RBF es entendida como la integración en textiles de sensores, computación, y fuentes de energía, con la interacción de redes de comunicación. Estos sistemas pueden no solo ser concebidos a través de una combinación de recientes adelantos como diversidad de polímeros y fibras, sino procesos avanzados en procesamiento de materiales, microelectrónica, sensores, nanotecnologías, telecomunicaciones, informatica, bioquímica y medicina.

15 Textiles sensibles permiten una continua, imperseptible y discreta supervisión

16 En el día Supervisión de estrés, respiración, HR, HRV, Actividad cerebral, velocidad al caminar. Supervisión cardio- respiratoria, 5-lead ECG Medidas de impedancia (respiración) Piezo-resistive bands (movimiento) Temperatura standard de la piel, SpO2 Postura

17 En la noche Sistema de cama funcional PIEZOELEC TRICOS FOIL  HR, Respiración, HRV Sabanas  H R, HRV (Heart Rate Variability) ECG, Actividad y Signos respiratorios. HR, HRV, Nivel de actividad

18 En el trabajo Sensores de comportamiento y actitudes

19 Hacia la implementación textil

20 Ubicación de los sensores e integración

21 Introducción a los tejidos Puntada en dirección horizontal (weft knitting) Puntada en dirección vertical (warp knitting) Punto tejido Curso Marca Movimiento individual de las agujas Puntada circular Puntada plana Puntada Circular Puntada plana Warp Knitting and Raschel Unión en el movimiento de las agujas

22 Tecnología de tejido plano La maquina de tejido plano computarizado es muy flexible, permitiendo diseños de puntadas complejas, patrones como jacquard, recubrimiento de plata, jersey doble, puntada fina y ajuste preciso de anchos.

23 Sistemas s ensoriales integrados a la estructura de las telas. Vestuarios ajustados de forma instrumental capaces de grabar variables biomecánicas y signos fisiológicos. Elementos del sensor: Materiales textiles piezoresistentes, electrodos, conectores y conexiones, están integrados en un cuadro textil. Las propiedades mecánicas del vestuario deben estar a tono con las funciones requeridas. Interface vestuario - entorno externo Interface piel-vestuario Confort

24 Sistema de Integraci ó n Materiales textiles Piezoresistentes Electrodos Conexiones Conectores Las propiedades mecánicas del vestuario deben estar acorde a las funciones requeridas -Interface vestuario- entorno externo -Confort -Interface piel-vestuario

25 Signo respiratorio torácico Signo respiratorio abdominal Articulaciòn de la rodilla EMG cuadriceps ECG T Signos medibles con sensores textiles

26 Hilo Funcional: una arquitectura compleja

27 La red entrelazada

28 Materiales investigados:Hilos textiles con propiedades eléctricas. Hilos metalicos;  Hilos que continene fibras conductoras como acero inoxidable con fibras naturales o sintéticas.  Hilos que contienen fibras electroconductivas.  Fibra de carbón Hilos para sensores y electrodos

29 Sistemas ajustables para la supervisión de la salud: WEALTHY

30 Público objetivo de “WEALTHY” Pacientes clínicos durante la rehabilitación. Personal profesional en riesgo (trabajando solos, trabajando en ambientes peligrosos, etc). Personas con altas probabilidades de problemas de salud, como –Adultos mayores, –Personas con transplantes, –Pacientes con enfermedades crónicas –Personas convalecientes.

31 Piel-electrodo un modelo complejo

32 Cómo mejorar la interface piel-electrodo Con Membrana Sin Membrana

33 Adquisición ECG Adquisición simultanea de 5 leads: Einthoven Leads: D1, D2, D3 Precordial Leads: V2, V5

34 Comparaci ó n de signos entre electrodos textiles y Gold Standard (punto rojo)

35 Impedancia neumográfica por electrodos textiles La metodología de impedancia neumográfica es usada para monitorear la actividad respiratoria. Cuatro electrodos son ubicados en la zona torácica: los exteriores son usados para inyectar un corriente de alta frecuencia (50 kHz) y los internos para capturar la variación del voltaje causado por la variación de impedancia.

36 Impedancia neumográfica vs espirómetro La comparación de los signos entre smartex y los sistemas Biopac en términos de ritmo y amplitud de la respiración. 1 Biopac® MP30 with SS11LA airflow transducer

37 ON - BODY MyHeart: IP IST-2002-507816 Seguimiento continuo Diagnóstico constante. Perfil Personal. Terapia Continua Retroalimentación al usuario & Acceso a cuidado profesional.

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39 MyHeart Consorcio Textil Smartex Universidad de Pisa Diseño Philips Milior Lineapiù Nylstar/Zimmermann

40 MyHeart Conceptos del producto final Actividad dirigida: Fitness Cuidados: Well Being Neuro Rehabilitación Fallas Cardiacas Prevención Primaria Prevención secundaria

41 La tecnología sin costura provee: Inlaid knit-work Bolsillos cocidos en el mismo paso de producción Zonas formadas usando tecnología intarsia y diferentes elasticidades Tecnología sin costura Jersey Sencillo Jersey Doble Electrodos conductores aislados Capa base tejida con lycra & poliamida

42 Como SANTONI Es una máquina circular de tejido. Todas las prendas son producidas desde el mismo principio; un tubo de tela… El tubo puede ser diseñado, confeccionado y formato para ser convertido en varios tipos de prendas Concepto, sin costuras Diseños, marcas de los cortes y patronajes están elaborados por DINEMA Software (LONATI GROUP)

43 Contacto piel-electrodo Capa externa para reducir la tasa de evaporación Electrodo Capa rellena para incrementar la presión Contacto piel – electrodo durante la actividad

44 Contacto piel-electrodo Comparación del comportamiento de una camisa sensible con y sin la pelicula de PVC, posterior a una actividad fìsica moderada (3 minutos de ciclismo) Signos ECG sin PVC, posterior al ciclismo: caminando. Signos ECG con PVC, posterior al ciclismos: caminando.

45 Paso 4 y 5 de la prueba Signos ECG con PVC, después de 20 minutos en condiciones de reposo caminando en su lugar. Signos ECG, 10 minutos despues de removido el PVC, caminando en su lugar. Contacto piel - electrodo

46 Cuando el diseño y la funcionalidad convergen

47 AC: Modelo deportivo femenino

48 Descubrimiento de los parametros de Movimiento Redes de sensores capaces de grabar variables biomecánicas

49 MEGA V marco del programa IST Una camisa sensible capaz de detectar los gestos del cuerpo humano y combinar los movimientos con video y/o sonidos.

50 Sensores discretos una posibilidad real

51 Procesos textiles para telas Piezo - resistentes

52 Sensores para textiles Piezoresistentes hechos con procesos de tejido circular Sensores para telas piezoresistive (KPF) son realizados con procesos de tejidos sin costuras mediante la técnica intarsia. El hilo conductivo es un polímero con una matríz de carbono electro-conductiva en la cobertura externa. La diferencia en la elasticidad de la estructura de los textiles afecta el comportamiento de los sensores.

53 Propiedades Piezo- resistentes El cambio en la resistencia esta corelacionada con el cambio en la amplitud de la tensión. El valor de la resistencia eléctrica incrementa o disminuye con el tiempo monotonamente, en la face de estiramiento y relajación.

54 Movimiento en las articulaciones Los signos del sensor KPF durante la contracción del codo comparada con la respuesta obtenida a través un electroniómetro, ambos han sido obtenidos simultaneamente.

55 Sismografo de piel para telas piezoresistivas Dos sensores de tela piezo - resistente integrados a una camisa sin costuras provee información referente a la respiración torácica y abdominal.

56 Sismografo de piel para telas piezoresistivas vs transductores Biopac 1 Igual ritmo de respiración Pequeñas diferencias en morfología. 1 Biopac® MP30 with SSl5B respiratory effort transducer

57 Sensores de estriramiento basados en recubrimientos de silicona cargada con carbono Las propiedades de los sensores textiles Piezo- resistentes Son originadas a partir de los procesos de recubrimiento mediante el uso de silicona cargada con carbono.

58 Diseños funcionales Sensores de ubicación

59 Entrenador de Golf Virtual Las principales articulaciones involucradas en el balanceo estas cubiertos y monitoreados por los sensores (Marcas negras). El sistema tiene 32 sensores diferentes. Papel del traje entrenador: Sensores (marcas de colores excepto el rojo) cables de sensores (rojo) Cables de poder (negro) La interface grafica del usuario corriendo en PDA Un Avatar maneja todas las tareas del entrenamiento, evitando lesiones, corrigiendo movimientos errados.

60 Concepto del producto NR Señal desde la fracción B (brazo izquierdo) durante el ejercicio de audición. Marcas de conexión en las formas de los textiles

61 SFIT plataforma para la rehabilitación neurológica Patient station in use

62 SFIT Plataforma para la actividad dirigida

63 Arquitectura del sistema de actividad dirigida

64 64 Manejo de peso Dirección de actividades Mejorador de sueño Lucha contra el estrés Presión sanguinea Colesterol Evaluaciones de riesgo ProScribe “El cerebro” SFIT plataforma para el cuidado

65 –Sistema de prueba cama funcional WP3 electrónica para »Bedfoil  promedio HR, respiración, actividad »WP2 almohada y matriz de electrodo recubierto  HR, HRV –Modulo de estrés Camiseta para WP2 y WP3 CSEM electrónica para »Respiración and HR, HRV »Actividad –Pedometer / BT medidor de amperancia para actividad –Modulo de concepto de la actividad –Escala de peso –Concepto del modulo de peso Hardware

66 Demo habitación para prueba de los usuarios

67 SFIT Plataforma para fallas cardiacas Una de las cosa del actual sistema de telemonitoreo es que aun no puede predecir exitosamente la descompensación- lo cual representa una de las complicaciones mas serias de las fallas cardiacas. La descompensación se presenta por el deterioro progresivo de las venas más importantes en el corazón del paciente, siendo una amenaza a la vida del paciente, por ejemplo una acumulación de fluidos en los pulmones y el cuerpo. Estos fluidos, principalmente sal y agua, se ubican en varias locaciones y generan como resultado aumento de peso, edemas e hinchazón. Cuando los fluidos se filtran en espacios con aire, como los pulmones, reduce la cantidad de oxigeno lo que dificulta al paciente respirar, mas aún en la noche cuando el paciente se encuentra en posición horizontal. A heart failure patient takes his daily blood pressure measurement with a home telemonitoring system.

68 Las medidas lo facilitan Una de las técnicas esta basada en un chaleco elevador del cuerpo que el paciente utiliza cinco minutos al día. Integra electrodos textiles dentro del chaleco, los cuales pueden tomas lecturas del ECG durante el descanso tanto como con suaves movimientos – importante para obtener una imagen completa de la salud del paciente. Normalmente los pacientes deben visitar a un especialista para obtener esta información, sin embargo con el chaleco puede ser hecho de forma rápida por el paciente en la comodidad de su hogar. La técnica de monitoreo en la cama consiste en un sensor discreto, ubicado en la funda de almohada y en los pies de la sabana de tal forma que ambos electrodos pueden obtener los impulsos eléctricos del corazón. Otro sensor integrado, hecho de materiales sensibles a la presión, es localizado en la mitad de la cama bajo la primera capa del colchón para detectar el movimiento del paciente mientras duerme. Este sensor es lo suficientemente sensible para detectar los movimientos del pecho y puede incluso detectar los fuertes impulsos generados por la contracción de los músculos del corazón. Aunque pueda sonar incomodo, las sabanas están hechas en un 98% de algodón entonces los pacientes escasamente notan la diferencia entre estas sabanas y unas normales.

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70 BIOTEX es parte de un mapa de textiles instrumentados. Los desarrollos actuales están principalmente enfocados en medidas fisiológicas con la primera aplicación de seguimiento deportivo y prevención de riesgos cardiovasculares. Mediciones sobre el cuerpo de los fluidos son necesarias para tratar aspectos de salud y seguridad. BIOTEX :: 29-may-16 :: Page 70

71 Claves de las tecnologías y sistemas sensoriales Desarrollo del Bio-sensor –Principios de medición optico, electroquímico y eléctrico –Recolección de sudor para la implementación de refuerzos textiles Integración Multi-sensor Interface de sensores portables BIOTEX :: 29-May-16 :: Page 71

72 Análisis del sudor Sensor Textiles de sensores iónicos y de fluidos Fuente: BIOTEX Sensor de humedad Fuente: BIOTEX Grupo de sensores y sus métodos

73 Textiles Bio-sensibles: Sensor del índice de sudoración Una pelicula delgada de polimero incluida en el medio de dos telas conductoras La capacitancia es medida entre las dos telas conductoras Los cambios en la capacitancia son utilizados para derivar la pendiente del indice de sudor a través del tiempo La variación de capacitancia de un par de telas conductivas / sensores PVA comparados a un sensor comercial de humedad (linear curve) Caracteristicas exponenciales Fuente: BIOTEX

74 Prueba de ejercicio Base y estación de Computador Mote Refuerzo de referencia Cinturon qeu contiene sensor de pH Sensor de PH comercial usado como referencia BIOTEX :: 29-May-16 :: Page 74

75 Parametros fisiológicos Parametros ambientales Centro de monitoreo Actividad del usuario Concepto Proetex

76 Vestuario interior –Interface textil Ritmo cardiaco Ritmo de la respiración –Impedancia eumografica –Sensor Piezo - resistente –Sensores de temperatura –CEP(Caja Eléctrica Profesional)

77 Field Trials 3 Grupos de usuarios finales han estado involucraados en PROETEX: Pretección civil italiana (Italia) Brigada de Sapeurs Pompiers de Paris (Francia) Dirección de defensa de la seguridad civil(Francia). Diferentes condiciones laborales Diferentes necesidades Diferentes estandares Europeos a cumplir

78 Pruebas en situaciones reales Urban Fire- fighters Forest Fire-Fighters

79 Acercamiento multi-parametro Ritmo cardiaco Rítmo respiración Actividad

80 Avances Tecnológicos Escala de tiempo Hoy Mañana Supervisión Sico-física : tras el estado del arte. Estado del arte Monitoreo comportame ntal Mediciones fisiologicas Novel unobtrusive sensors e interfaces Plataforma de sensaciones integradas Estrés e incomodidad del usuario Corelación de Novel signals para el manejo del estres durante la actividad real de la vida, en el trabajo Calidad de sueño en los pacientes Estudio de factibilidad de medición del; en la casa

81 El acercamiento multivariable Muchos de los estudios referentes a los signos fisiológicos y comportamentales están basados en solo una o dos variables fisiológicas: acercamiento multivariable genera mayor sensibilidad o especificidad en la predicción.

82 Deportes – Prueba de sudoración Prueba de sudor como base de educación para atletas y entrenadores. Verificar la salud del atleta: Estado de la salud (Enfermo, herido, sobrenetrenado o fatigado) Medidas base para futuras intervenciones de entrenamiento. Repetir la prueba para monitorear y corregir el entrenamiento Las principales razones de las evaluaciones de sudor en los desempeños deportivos son: (i)Advertir la fatiga mediante pruebas de PH (ii)Estimadción de perdida de electrolitos mediante el índice de sudor, nivel de electrolos y conductividad del sudor (iii)Remplazo de electrolitos / nutrientes (iv)Modificacion en la intensidad del entrenamiento BIOTEX :: 29-May-16 :: Page 82

83 Análisis de sudoración Sensor de pH Sensor de indice de sudoración Sensor lonic y recolección textil de fluidos

84 Avances tecnológicos Escala de tiempo Hoy Mañana Seguimiento Sico - físico: tras el estado del arte. Estado del arte monitoreo comportamental Medidas fisiológicas Novel unobtrusive sensors and interfaces Integrated Sensing platform Estres e incomodidad de los usuarios Novel signals corelación para el manejo de estrés durante la vida activa; en el trabajo Monitoreo de la calidad de sueño en los pacientes Viabilidad de estudios de estrés; en la casa

85 El acercamiento multivariable Muchos de los estudias referente a los signos fisiológicos y seguimiento del comportamiento esta basado en uno o dos signos: el acercamiento a la multiplicidad de variables podria resultar en mayor sensibilidad o especificidad de la predicción.

86 Nuevo proyecto: Psique El sueño (*) Mejorar para cada paciente la eficacia de la terapia y acortar la demora antes de la liberación de su sifrimiento y la recuperación. Todo el tratamiento, bien sea bioligico o sicoterapeutico, toma varias semanas antes de verse mejoria. (*) Muchos tratamientos farmacos que han sido implementados para episodios intensos de enfermedades siquiatricas son usados por profilaxis. Cuando los pacientes tratan de detener ese tipo de tratamientos estan tomando riesgos: con frecuencia por una recaida debido a la interrupción es que se informa que es mejor no parar el tratamiento. Pueden pasar semanas antes de la detección de algunos signos fisiologicos como sintoma clinico tras la interrupción del tratamiento y la implementación efectiva del tratamiento para evitar un nuevo episodio de desorden mental. Entender mas la relación entre el cuerpo y la mente. Elaborar un nuevo lenguaje de comunicación A break in the gage (*) Fuente : Prof. Gilles Bertschy, Service de Psychiatrie Adulte, Hôpitaux Universitaires de Genève

87 Nuevos Desarrollos técnicos Activación del confort termico Actuated fabrics Comunicación textil sin cables Produccion y almacenamiento de energy Woven and flexible logics

88 Esquema de lectura de los sensores Lectura de la deformación de las superficies en los límites V I

89 Localización de los sensores e interacción con la piel.