Seguimiento de los impactos en la cabeza con una diadema inteligente

Desde nuestra participación en el programa PANTHER hasta el diseño y la utilización de un banco de pruebas único en su género, dedicado al análisis de los impactos rotacionales en los usuarios de cascos, los ingenieros del Equipo Wendy siempre han estado a la vanguardia de la investigación y el desarrollo.

En el marco del programa PANTHER, un equipo de investigación formado por ingenieros de Team Wendy y socios universitarios de la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad de Brown ha publicado un artículo en el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) sobre una nueva tecnología wearable utilizada para recopilar datos en tiempo real de las personas que llevan casco. El artículo está disponible únicamente mediante suscripción, pero a continuación se ofrece una visión general de alto nivel del importante trabajo que se está llevando a cabo para ayudar a comprender y minimizar las lesiones cerebrales traumáticas. 

Diadema ligera y portátil con componentes electrónicos híbridos flexibles para la monitorización de la cinemática de la cabeza y la detección del riesgo de traumatismo craneoencefálico leve

Las lesiones cerebrales traumáticas leves (LCTL), como las conmociones cerebrales, constituyen un importante problema de salud, especialmente en el ámbito deportivo y militar. Estas lesiones suelen ser consecuencia de fuerzas de alto impacto y pueden dar lugar a graves problemas de salud a largo plazo. Para hacer frente a esta situación, los investigadores han desarrollado una nueva diadema ligera equipada con sensores avanzados para monitorizar los movimientos de la cabeza y detectar posibles lesiones cerebrales en tiempo real.

El sistema de diadema

La diadema incorpora ocho sensores minúsculos denominados acelerómetros triaxiales, que miden la aceleración de la cabeza en tres direcciones. Estos sensores están dispuestos en una configuración especial para registrar con precisión los movimientos de la cabeza durante los impactos. El sistema utiliza un algoritmo exclusivo que se basa únicamente en estos acelerómetros, lo que elimina la necesidad de sensores adicionales, como los giroscopios. Esto hace que la diadema sea más eficiente desde el punto de vista energético y más cómoda de llevar.

Cómo funciona

Cuando la diadema detecta un impacto, comienza a registrar datos a una frecuencia de 1.600 veces por segundo. Estos datos detallados ayudan a comprender la gravedad y la dirección del impacto. El diseño de la diadema garantiza que pueda medir con precisión tanto los impactos pequeños como los grandes, lo que la hace adecuada para diversos escenarios de alto impacto, como colisiones deportivas o ejercicios de entrenamiento militar.

Pruebas y validación

Los investigadores probaron la diadema en un maniquí diseñado para imitar los movimientos de la cabeza humana. Sometieron al maniquí a impactos procedentes de diferentes direcciones y con distintos niveles de fuerza. Los resultados demostraron que las mediciones de la diadema eran muy precisas y consistentes, y coincidían en gran medida con los datos de los sensores de referencia. Esta validación confirma la fiabilidad de la diadema en condiciones reales.

Importancia

Este innovador sistema de diadema sirve como «prueba de concepto» de un conjunto de sensores ligeros y portátiles capaz de monitorizar con precisión los impactos en la cabeza en tiempo real. Se puede utilizar en cascos deportivos o en equipamiento militar para proporcionar información inmediata sobre posibles lesiones cerebrales, lo que ayuda a prevenir daños a largo plazo. El diseño ligero y flexible de la diadema hace que resulte cómoda de llevar, lo que fomenta su uso en diversas actividades de alto impacto.

Trabajo futuro

Aunque las pruebas actuales se han llevado a cabo en entornos de laboratorio controlados, las futuras investigaciones se centrarán en pruebas en condiciones reales con participantes humanos. Esto ayudará a perfeccionar el rendimiento de la diadema y a garantizar su eficacia en situaciones prácticas, como en el campo de deportes o en operaciones militares.

Esta nueva tecnología de diadema supone un importante avance en la protección de las personas frente a los peligros de los golpes en la cabeza. Al proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre los movimientos de la cabeza, tiene el potencial de mejorar la seguridad en entornos deportivos y militares, reduciendo en última instancia el riesgo de lesiones cerebrales.