ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a un método y un aparato asociado para determinar de forma remota información relativa al estado emocional y/o metabólico de un individuo.

En muchas situaciones, para tomar decisiones, sería útil disponer de información objetiva sobre el estado emocional de una persona. Dicha información es útil para determinar los pensamientos e intenciones de la persona. Por ejemplo, en una situación de entrevista, la información objetiva sobre el estado emocional del entrevistado proporciona una mejor base para juzgar la veracidad de las respuestas del entrevistado a las preguntas. Dicha información se ha obtenido convencionalmente, en ciertas aplicaciones, mediante los denominados detectores de mentiras. Un problema con estos dispositivos es que el entrevistado necesariamente es consciente de la prueba. Esto introduce una complicación en la evaluación de los resultados de la prueba del detector de mentiras. En consecuencia, sería deseable proporcionar un medio para determinar objetivamente los parámetros del estado emocional sin el conocimiento del sujeto.

Esta tecnología también sería útil para fines médicos, para determinar, por ejemplo, si una persona está en peligro de sufrir un ataque cardíaco potencialmente mortal. Algunos de los parámetros fisiológicos que indican estrés emocional también son indicativos del estrés físico de una afección cardíaca. Entre estos parámetros fisiológicos se incluyen la presión arterial y la frecuencia cardíaca. Un pulso irregular es especialmente indicativo de una arritmia cardíaca que puede ser el preludio de un infarto de miocardio.

La tecnología que permite identificar objetivamente el estado emocional sin que el sujeto lo sepa también es útil en aplicaciones de seguridad. Sería útil, por ejemplo, detectar a un individuo que esté pensando en cometer un robo o un secuestro antes de que entre en un banco o en un avión.

OBJETOS DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para obtener información pertinente al estado emocional de una persona, sin el conocimiento de ésta.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para su uso en la determinación de la veracidad o sinceridad de la persona durante una entrevista.

Un objeto alternativo de la presente invención es proporcionar un método para su uso en la comprobación de la salud de la persona.

Otro objeto alternativo de la presente invención es proporcionar un método para su uso en la detección de aquellos que contemplan un acto delictivo.

Otro objeto más particular de la presente invención es proporcionar un método que se implementa de forma remota, sin tocar al sujeto.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato o sistema asociado para obtener información pertinente al estado emocional de una persona, sin el conocimiento de ésta.

Estos y otros objetos de la presente invención serán evidentes a partir de los dibujos y descripciones detalladas que se incluyen aquí.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un método para determinar de forma remota información relacionada con el estado emocional de una persona, que comprende los pasos de (a) generar energía de forma de onda que tiene una frecuencia predeterminada y una intensidad predeterminada, implementándose el paso de generación en una ubicación remotamente espaciada de un individuo objetivo, (b) transmitir de forma inalámbrica la energía de forma de onda hacia el individuo, (c) detectar la energía emitida o reflejada desde el individuo en respuesta a la energía de forma de onda, y (d) analizar automáticamente la energía emitida o reflejada para derivar información relacionada con el estado emocional del individuo.

Según otra característica de la presente invención, la etapa de análisis incluye las etapas de determinar un valor relacionado con un parámetro fisiológico tomado del grupo que consiste en presión arterial, frecuencia del pulso, frecuencia respiratoria, tamaño de la pupila y transpiración, y comparar el valor con un valor de referencia almacenado para identificar un cambio en el parámetro.

Cuando el parámetro es la frecuencia respiratoria y la energía detectada se refleja desde la pared torácica del individuo, el método comprende además los pasos de procesar la energía reflejada para determinar la ubicación de la pared torácica del individuo, y monitorear automáticamente la posición del individuo y compensar los cambios en la posición del individuo para determinar los cambios en la ubicación de la pared torácica del individuo.

Alternativamente, la frecuencia respiratoria puede determinarse mediante el control de la absorción remota diferencial de los gases de exhalación del sujeto individual. La radiación electromagnética invisible de una fuente como un diodo emisor de luz (por ejemplo, un diodo láser) se dirige hacia la boca del sujeto. La radiación generada por el diodo se modula a una alta velocidad con un componente de bloqueo de fase. La radiación que regresa del sujeto y, en particular, de los gases en la boca del sujeto se filtran a través de un componente de polarización modulador electroóptico. Este componente de polarización puede adoptar la forma de una rueda de filtro que gira, por ejemplo, a una velocidad entre 300 y 1.000 Hz. Un detector optoeléctrico detecta la radiación que penetra en la rueda de filtro. Un amplificador bloqueado en fase con el componente modulador sirve para detectar señales solo a la frecuencia de modulación. Cualquier energía constante ambiental que no sea parte de la señal de medición se filtra.

En el control remoto de la frecuencia respiratoria de una persona, la energía de la forma de onda puede ser radiación electromagnética modulada u ondas de presión ultrasónicas o subsónicas. Cuando la forma de onda de medición es electromagnética, la medición puede efectuarse utilizando los principios de absorción por retrodispersión diferencial o interferometría para detectar cambios de fase debidos a un cambio en la posición de la superficie del sujeto (la pared torácica del individuo). La longitud de onda o frecuencia de la radiación electromagnética modulada se selecciona de las porciones infrarrojas y casi milimétricas del espectro de modo que penetre en la tela de la ropa y se refleje en la superficie de la piel subyacente. Cuando la forma de onda de medición es una onda de presión ultrasónica o subsónica, los cambios en la posición de la pared torácica pueden detectarse a través de cambios de fase y/o cambios en el tiempo de recorrido.

Cuando el parámetro controlado es la frecuencia cardíaca, la energía de medición puede ser una radiación electromagnética modulada, en los rangos de luz ultravioleta, infrarrojo o milimétrico. Se genera un haz de radiación colimado y se dirige o apunta hacia un punto predeterminado en el individuo que se encuentra sobre un vaso sanguíneo o sobre él. La energía emitida o reflejada se procesa para determinar (1) la intensidad, el cambio de intensidad o el cambio de polarización o fluorescencia de la energía emitida o reflejada y (2) la cantidad de absorción transdérmica. Los cambios en la absorción transdérmica se pueden rastrear para determinar los cambios en el volumen de sangre y, en consecuencia, el pulso del individuo objetivo. Si es necesario, la variación en la radiación emitida o reflejada debido a la humedad de la superficie (transpiración) se puede compensar midiendo automáticamente la radiación emitida o reflejada en un punto adicional próximo al punto predeterminado para determinar un nivel de humedad de la superficie. Cualquier diferencial debido a la variación de la humedad de la superficie se puede aislar y eliminar o utilizar como una indicación de la actividad metabólica o el estado emocional.

La humedad superficial se detecta midiendo la intensidad de la radiación que regresa a un detector desde un punto seleccionado en la superficie de la piel del individuo objetivo. La humedad superficial es un indicador de estrés, como se conoce por la respuesta galvánica de la piel, la medida eléctrica que forma la base de la detección de mentiras convencional.

Cabe señalar que algunas mediciones realizadas de acuerdo con la presente invención se pueden mejorar teniendo en cuenta los movimientos del sujeto. Por ejemplo, cuando se mide la frecuencia del pulso mediante el control de los cambios en la absorción de radiación transdérmica, la posición del individuo se puede controlar automáticamente. De este modo, la dirección del haz de radiación se puede ajustar para seguir el vaso sanguíneo objetivo. La posición y la configuración (postura) del individuo se pueden seguir mediante un programa de reconocimiento de patrones simple que analiza la entrada de una cámara (por ejemplo, un dispositivo acoplado a la carga).

Cuando el parámetro es la presión sanguínea, el medio de medición puede ser ondas de presión ultrasónicas o subsónicas. Se controla una onda de presión ultrasónica o subsónica entrante que se ha reflejado desde un vaso sanguíneo por debajo de la superficie de la piel del sujeto (por ejemplo, en la sien o en la retina) para determinar la velocidad o el caudal sanguíneo instantáneo. Los principios de este procedimiento de medición son conocidos a partir de dispositivos Doppler ultrasónicos convencionales. Estos dispositivos se colocan generalmente en contacto con un paciente o se insertan en el cuerpo y solo determinan el caudal sanguíneo. De acuerdo con la presente invención, las mediciones ultrasónicas del caudal sanguíneo se implementan de forma remota, es decir, el generador de ondas ultrasónicas y el detector están separados por al menos varios pies del sujeto individual. Además, al analizar las ondas ultrasónicas entrantes, se calcula automáticamente un parámetro de presión sanguínea utilizando la ecuación de Bernoulli.

Una técnica alternativa para medir la presión arterial utiliza la interferometría Doppler Speckle. La velocidad de los pulsos de medición se adapta a la velocidad media de la sangre, de modo que se produce una modulación en el término de autointerferencia de la luz emitida o reflejada y la luz de referencia. Básicamente, se trata de un tipo de interferometría temporal.

Cuando el parámetro que se controla es el tamaño de la pupila, la detección puede implementarse contando los receptores de píxeles de una cámara correspondientes a la pupila del sujeto. En este caso, la energía de medición es electromagnética (infrarroja, casi milimétrica).

En general, un parámetro fisiológico o emocional monitoreado se compara con un valor de referencia que incluye un valor medido previamente para el parámetro. Por ejemplo, el valor de presión obtenido a través de cálculos basados ​​en la velocidad del flujo de los vasos sanguíneos se compara con valores de presión arterial anteriores calculados segundos o minutos antes mediante la misma técnica. Se puede calcular un valor promedio para el parámetro de presión y usarlo para detectar aumentos o descensos en la presión arterial posiblemente indicativos de estrés emocional. Dicho estrés emocional puede estar relacionado con prevaricación, con intención criminal o con un mal funcionamiento cardiovascular. Cuando se monitorea a personas que ingresan a un banco o un avión, por ejemplo, el parámetro de presión arterial debe correlacionarse con otros parámetros medidos, como la frecuencia cardíaca y la frecuencia respiratoria, y con rangos promedio para esos parámetros, en función de la edad, el tamaño y el sexo.

De manera similar, la frecuencia cardíaca puede medirse y compararse con frecuencias cardíacas anteriores del sujeto de prueba individual o con una frecuencia cardíaca promedio para personas de la misma edad, sexo y tamaño. Estos valores anteriores del parámetro monitoreado o de rangos promedio se almacenan de forma codificada en una memoria.

Los cambios en cualquier parámetro fisiológico o físico medido o monitoreado como se describe en este documento pueden usarse al menos como indicadores o señales de alerta de que existe o ha surgido un estado emocional en el individuo objetivo. Cuando el individuo es un entrevistado, los cambios paramétricos pueden correlacionarse con los temas de la conversación con el entrevistado. Esta correlación puede ejecutarse posteriormente a la entrevista, donde la entrevista se graba en cinta de audio y/o video.

Cuando la energía de la forma de onda es radiación electromagnética modulada colimada, el paso de generación incluye los pasos de producir una forma de onda electromagnética de la frecuencia predeterminada y colimar la forma de onda electromagnética. Luego, el paso de transmisión incluye el paso de dirigir la forma de onda a un punto predeterminado en el individuo. Este punto objetivo puede estar sobre un vaso sanguíneo preseleccionado (frecuencia del pulso, presión arterial). Alternativamente, puede estar en la retina o la arteria carótida del individuo objetivo o del sujeto de prueba (frecuencia del pulso, presión arterial). Puede ser la pared torácica del sujeto (frecuencia respiratoria). En el caso de la tasa de transpiración, el punto objetivo es preferiblemente un punto que tenga un número característicamente alto de glándulas sudoríparas.

Según otra característica de la presente invención, la dirección del haz colimado de radiación electromagnética (modulada) incluye las etapas de monitorización de la ubicación del individuo. De este modo, la dirección del haz se controla para tener en cuenta los movimientos voluntarios e involuntarios del individuo, de modo que se pueda realizar un seguimiento eficaz del punto objetivo seleccionado.

Este control de la posición y la configuración del individuo puede llevarse a cabo mediante tecnología de procesamiento de vídeo, por ejemplo, obteniendo un contorno del individuo y comparándolo con datos de contorno genéricos determinados previamente. Esta tecnología es similar a la que se utiliza en las denominadas “bombas inteligentes” en aplicaciones militares.

Según una característica adicional de la presente invención, la etapa de análisis de la energía de forma de onda emitida o reflejada entrante incluye la etapa de medición de la energía emitida o reflejada para determinar al menos un parámetro seleccionado del grupo que incluye frecuencia, fluorescencia, amplitud o intensidad, cambio de intensidad, cambio de fase y cambio de polarización. La etapa de análisis también incluye la etapa de comparación automática del parámetro determinado con un valor de referencia, que puede incorporar al menos una medición previa del parámetro seleccionado con respecto al individuo.

De acuerdo con otra característica de la presente invención, la metodología comprende además el paso de cambiar una frecuencia de la forma de onda durante una secuencia de mediciones sucesivas.

Un sistema para determinar de forma remota información relacionada con el estado emocional de una persona comprende, de acuerdo con la presente invención, un generador de forma de onda para generar energía de forma de onda que tiene una frecuencia predeterminada y una intensidad predeterminada, estando el generador alejado de un individuo objetivo. Un transmisor está conectado operativamente al generador de forma de onda para transmitir de forma inalámbrica la energía de forma de onda hacia el individuo. Se proporciona un detector para detectar la energía emitida o reflejada desde el individuo en respuesta a la energía de forma de onda. Un procesador está conectado operativamente al detector para analizar la energía emitida o reflejada para derivar información relacionada con el estado emocional del individuo. El procesador también está conectado operativamente a al menos uno del generador de forma de onda y el transmisor para controlar la emisión de energía hacia el individuo. El procesador es así capaz de correlacionar la energía entrante con la transmitida hacia el individuo objetivo.

De acuerdo con otra característica de la presente invención, el procesador incluye un primer conjunto de componentes para determinar un valor relacionado con un parámetro fisiológico o físico controlado tomado del grupo que consiste en presión arterial, frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria, tamaño de la pupila, fluorescencia de la piel y transpiración. El procesador incluye además un segundo conjunto de componentes conectado operativamente al primer conjunto de componentes para comparar el valor determinado con un valor de referencia almacenado para identificar un cambio en el parámetro.

Cuando el parámetro monitorizado es la frecuencia respiratoria, el transmisor es controlado en una realización particular por el procesador para dirigir la energía de medición hacia la pared torácica del individuo. El primer componente del procesador incluye medios para procesar la energía emitida o reflejada para determinar la ubicación de la pared torácica del individuo y medios para monitorizar automáticamente la posición del individuo y compensar los cambios en la posición del individuo al determinar los cambios en la ubicación de la pared torácica del individuo. Al medir la frecuencia respiratoria, la energía de la forma de onda de medición es radiación electromagnética modulada u ondas de presión ultrasónicas o subsónicas. El generador de forma de onda incluye un generador de energía electromagnética o un transductor electroacústico para producir ondas de presión ultrasónicas o subsónicas.

Cuando el parámetro controlado es la frecuencia del pulso, la energía de la forma de onda es radiación electromagnética modulada, en los rangos de luz ultravioleta, infrarrojo o milimétrico, y el transmisor es controlado por el procesador para dirigir la energía de la forma de onda hacia un punto predeterminado en la superficie individual o en un vaso sanguíneo. El primer componente de procesamiento del procesador incluye entonces medios para derivar (1) la intensidad de la energía emitida o reflejada y (2) la cantidad de absorción transdérmica. Además, el procesador puede incluir una estructura y/o programación para medir automáticamente la radiación emitida o reflejada en un punto adicional próximo al punto predeterminado para determinar un nivel de humedad superficial (por ejemplo, transpiración) y medios para compensar la absorción superficial debido a la humedad superficial al determinar la cantidad de absorción transdérmica.

De acuerdo con otra característica de la presente invención, el sistema comprende además un circuito de seguimiento conectado operativamente al procesador para monitorear de forma automática y remota la posición del individuo, permitiendo de este modo que el procesador rastree los cambios en la posición del punto predeterminado desde el cual se toman las mediciones de forma remota.

Cuando el parámetro controlado es la presión sanguínea, la energía de la forma de onda toma la forma de una onda de presión ultrasónica o subsónica. El procesador incluye entonces una arquitectura y una programación para procesar una onda de presión ultrasónica o subsónica entrante reflejada para derivar una tasa de flujo sanguíneo en un vaso sanguíneo preseleccionado del individuo. El procesador también incluye medios para calcular automáticamente un parámetro de presión sanguínea a partir de la tasa de flujo sanguíneo derivada. Al analizar las ondas ultrasónicas o subsónicas entrantes, el procesador calcula automáticamente un parámetro de presión sanguínea utilizando la ecuación de Bernoulli o la interferometría de moteado Doppler. En este último caso, la velocidad de los pulsos de medición se adapta a la velocidad promedio de la sangre de modo que existe una modulación en el término de autointerferencia de la luz emitida o reflejada y la luz de referencia. Básicamente, se trata de un tipo de interferometría temporal.

Cuando el parámetro controlado es el tamaño de la pupila y la energía de la forma de onda es la radiación electromagnética, el detector incluye receptores de píxeles de una cámara. El procesador incluye medios para contar automáticamente los píxeles correspondientes al diámetro de la pupila del individuo.

Generalmente, el procesador compara un parámetro fisiológico o emocional monitoreado con un valor de referencia que incluye un valor medido previamente para el parámetro. El valor de referencia se almacena en una memoria del procesador. Un valor de presión obtenido a través de cálculos basados ​​en el caudal de los vasos sanguíneos se compara con valores de presión arterial anteriores calculados y almacenados por el procesador durante la misma sesión de prueba o medición. El procesador puede calcular un valor promedio para el parámetro de presión y utilizar el valor promedio para detectar aumentos o descensos en la presión arterial posiblemente indicativos de estrés emocional.

Cuando el parámetro es la transpiración, la energía de la forma de onda es radiación electromagnética modulada y el detector incluye medios para medir un cambio en la polarización o intensidad en la longitud de onda incidente o fluorescente de la radiación emitida o reflejada desde un punto predeterminado en el individuo. Generalmente la cantidad emitida o reflejada variará en función de la cantidad de transpiración en la superficie de la piel.

Cuando la energía de la forma de onda es radiación electromagnética modulada colimada, el generador de forma de onda incluye una fuente para producir una forma de onda electromagnética de la frecuencia predeterminada y elementos para colimar la forma de onda electromagnética. El transmisor incluye componentes (por ejemplo, lentes, antenas direccionales, accionamientos mecánicos) para dirigir la forma de onda a un punto predeterminado en el individuo.

De acuerdo con una característica adicional de la presente invención, el sistema también comprende una unidad de monitoreo conectada operativamente al procesador para monitorear la ubicación del individuo, estando la unidad de monitoreo conectada operativamente a los componentes direccionales del transmisor para controlar el funcionamiento del mismo. La unidad de monitoreo de ubicación puede incluir medios para derivar un contorno del individuo y medios conectados a la misma para comparar el contorno con datos de contorno genéricos determinados previamente. Más específicamente, la posición y configuración del objetivo pueden rastrearse procesando la entrada de video de una cámara tal como un dispositivo acoplado a carga. Las técnicas de reconocimiento de patrones pueden utilizarse para rastrear cambios en la ubicación de un punto objetivo seleccionado a medida que el sujeto individual se mueve durante el transcurso del período de prueba. También pueden utilizarse ondas ultrasónicas o subsónicas para determinar la posición del sujeto individual.

En una aplicación real de la presente invención, el transmisor y el detector pueden estar ubicados en una pared de una habitación y camuflados con elementos decorativos. Por supuesto, pueden ubicarse múltiples transmisores y detectores en diferentes lugares alrededor del individuo en cuestión. Cuando un individuo se mueve a lo largo de un camino, pueden ser necesarios múltiples transmisores y detectores para obtener suficiente información. La entrada de una serie de detectores se analiza para obtener información sobre el estado emocional o físico del individuo.

De acuerdo con otra característica adicional de la presente invención, el detector incluye medios para medir la energía emitida o reflejada para determinar al menos un parámetro seleccionado del grupo que incluye frecuencia, fluorescencia, amplitud o intensidad, cambio de intensidad, cambio de fase y cambio de polarización, mientras que el procesador incluye medios para comparar el parámetro determinado con un valor de referencia determinado previamente. Como se ha comentado anteriormente, el valor de referencia puede incorporar al menos una medición previa del parámetro seleccionado con respecto al individuo. El procesador incluye entonces medios para derivar el valor de referencia a partir de la medición previa.

Cuando la energía de la forma de onda es electromagnética, se pueden utilizar varias frecuencias para recopilar datos. Las diferentes frecuencias se pueden multiplexar o transmitir en secuencia desde un único transmisor o generar y transmitir simultáneamente en el caso de múltiples transmisores. Cuando se utiliza un único generador de forma de onda, el generador incluye medios para cambiar una frecuencia de la forma de onda durante una secuencia de mediciones sucesivas.

Un método y un aparato asociado de acuerdo con la presente invención permiten obtener información pertinente al estado emocional de una persona sin que ésta lo sepa. Esta información es útil para determinar la veracidad o sinceridad de un entrevistado. De este modo, se puede controlar a las personas que están siendo entrevistadas para puestos de trabajo sensibles o en relación con una investigación criminal para obtener información pertinente a su veracidad. Por supuesto, pueden existir limitaciones legales al uso de la información obtenida como prueba en juicios penales.

Un método y un aparato asociado de acuerdo con la presente invención también son útiles para comprobar automáticamente la salud de las personas. Una empresa puede tener el aparato instalado para comprobar la salud de los empleados. Los hospitales pueden utilizar la invención para realizar un control adicional de los pacientes.

Un método y un aparato de acuerdo con la presente invención pueden proporcionar información útil para evaluar a las personas que entran en un área de alta seguridad con el fin de determinar si alguien está posiblemente contemplando un acto delictivo. Por lo general, las personas con tales intenciones delictivas se delatan a sí mismas mediante frecuencias de pulso elevadas, aumento de la presión arterial, frecuencias respiratorias elevadas y/o cantidades excesivas de transpiración. En el caso de que uno o más de estos parámetros fisiológicos/físicos excedan los límites preestablecidos, se envía automáticamente una señal de alerta al personal de seguridad que puede entonces atender a los individuos sospechosos. La señal de alerta puede adoptar la forma de un indicador en un monitor de vídeo. Se puede generar en el monitor una flecha que apunte al sospechoso o un círculo alrededor del sospechoso. Además, el procesador o la computadora pueden proporcionar detalles en el monitor, como qué parámetros fisiológicos están involucrados y la magnitud en la que esos parámetros exceden los respectivos límites preestablecidos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 es un diagrama de bloques de un sistema de acuerdo con la presente invención para recopilar de forma remota datos relacionados con el estado emocional de un individuo.

La FIG. 2 es un diagrama tipo diagrama de flujo que muestra bloques de programación de una computadora ilustrada en la FIG. 1.

La FIG. 3 es parcialmente un diagrama de bloques y parcialmente una vista en planta esquemática que muestra un uso particular del sistema de la presente invención.

La FIG. 4 es parcialmente un diagrama de bloques y parcialmente una vista en planta esquemática que muestra otro uso particular del sistema de la presente invención.

La FIG. 5 es un diagrama de bloques de componentes suplementarios incluibles en el sistema de la FIG. 1, para recopilar de forma remota datos sobre la frecuencia respiratoria de un sujeto.

DESCRIPCION DETALLADA

Como se ilustra en la FIG. 1, un sistema para determinar de forma remota información relacionada con el estado emocional de un sujeto comprende un generador de forma de onda o fuente 10 para generar energía de forma de onda electromagnética que tiene una frecuencia predeterminada y una intensidad predeterminada. Generador de formas de onda 10, al igual que todos los demás componentes del sistema descrito en este documento, se encuentra a una distancia remota de un individuo o sujeto objetivo (véanse las FIGS. 3 y 4). La frecuencia de la energía de forma de onda producida por generador 10 puede ajustarse dentro de ciertos límites mediante un circuito de sintonización 12 en respuesta a señales de control de una unidad de procesamiento de señales en forma de computadora 14. La intensidad o amplitud de una forma de onda electromagnética producida por generador 10 puede ser variado por el generador de acuerdo a las señales de computadora 14.

Conectado a generador 10 es una fase bloqueada componente de modulación 15 que proporciona la forma de onda de generador 10 con un componente de información que facilita el filtrado de energía de forma de onda ambiental extraña. La modulación proporciona una firma que facilita la detección de la radiación reflejada desde o emitida o reflejada por el sujeto individual en respuesta a la energía de prueba producida por generador 10.

Una lente colimadora o Otros elementos 16 se proporcionan aguas abajo de generador 10 y componente de modulación 15. Más abajo hay un transmisor 18. Transmisor 18 puede tomar la forma de una antena o puede ser simplemente una abertura en un lado de salida de elementos colimadores 16. Enfoque elementos 19 se podrá proporcionar información sobre transmisor 18 para enfocar la radiación de medición en un punto objetivo predeterminado sobre el sujeto individual. elementos 19 puede ser controlado por computadora 14 para ajustar el punto objetivo.

Computadora 14 está conectado en una salida a un conjunto de accionamiento 20 que está acoplado operativamente a uno o más de los componentes productores de energía, es decir, generador 10, elementos colimadores 16 y/o transmisor 18, para controlar la dirección de un haz de radiación de salida 22. Como se analiza a continuación, computadora 14 controla la dirección de transmisión de la radiación de medición o monitorización de parámetros para garantizar que la radiación caiga sobre un punto objetivo seleccionado en el sujeto individual, independientemente de que el individuo esté quieto o en movimiento, y de si el punto objetivo en sí varía.

Como se ilustra además en la FIG. 1, una detector 24 en forma de célula fotoeléctrica se proporciona para detectar la entrada energía electromagnética 26 emitida o reflejada desde el sujeto individual en respuesta a haz de radiación de salida 22. En un lado de entrada de detector 24 es un componente telescópico 27 para limitar el campo de visión o un área predeterminada del sujeto individual bajo observación. Con una salida de detector fotoeléctrico 24 están conectados de forma analógica a digital (A/D) convertidor 28 y, para la reducción de ruido, un amplificador bloqueado en fase con filtros digitales 30. Computadora 14 está conectado operativamente a detector 24 vía A/ Convertidor D 28 y amplificador/filtros 30 para analizar la entrada reflejada energía 26 para obtener información relacionada con el estado emocional del individuo. Porque computadora 14 está conectado operativamente a generador de forma de onda 10 y transmisor 18, la computadora es capaz de correlacionar parámetros específicos característicos de energía entrante 26 con los parámetros correspondientes de haz de radiación de salida 22. Estos parámetros incluyen la amplitud o intensidad y la fase y posiblemente la polarización y la longitud de onda o frecuencia.

A detector de polarización 32 que incluye un analizador de polarización (no mostrado), un convertidor analógico a digital (no mostrado), un amplificador de bloqueo de fase (no mostrado) y filtros digitales (no mostrados) está conectado a computadora 14 para proporcionar a esa unidad datos de polarización. En un lado de entrada de detector 32 es un componente telescópico 33 para limitar el campo de visión o a un área predeterminada del sujeto individual bajo observación. Un analizador de polarización (no mostrado) puede estar dispuesto frente a detector 24 para proporcionar computadora 14 con datos relativos al cambio de polarización. En ese caso, las funciones de detector de polarización 32 son realizadas por el analizador, detector 24, analógico a convertidor digital 28, y amplificador de bloqueo de fase con filtros digitales 30. La polarización de la haz de radiación de salida 22 puede controlarse de acuerdo con técnicas conocidas.

Como se analiza a continuación con referencia a la FIG. 2, computadora 14 incluye componentes y/o programación para determinar valores relacionados con uno o más parámetros fisiológicos o físicos monitoreados, incluyendo presión arterial, frecuencia del pulso, frecuencia respiratoria, tamaño de la pupila y transpiración. Computadora 14 incluye además componentes y/o programación para comparar los valores determinados con uno o más valores de referencia almacenados para identificar cambios en los parámetros monitoreados. Los cambios paramétricos así determinados pueden correlacionarse con temas de una entrevista con el sujeto individual para proporcionar a los entrevistadores datos sobre la veracidad del entrevistado. Los cambios determinados en los parámetros monitoreados también pueden correlacionarse entre sí para determinar si un individuo seleccionado posiblemente tenga intenciones criminales o sea víctima de un ataque cardíaco.

Como se ilustra además en la FIG. 1, el sistema comprende además un sensor ultrasónico o generador de frecuencia subsónica 34 que se activa o controla mediante computadora 14 y que está vinculado en una salida a un piezoeléctrico transductor electroacústico 36. Transductor 36 produce un ultrasonido o onda de salida subsónica 38 de una longitud de onda predeterminada. Onda de salida 38 puede concentrarse o enfocarse mediante presión elementos de modificación de ondas 39 proporcionado aguas abajo de transductor 36.

Un ultrasonido entrante o onda de presión subsónica 40 La luz reflejada desde un individuo y, en particular, desde un punto objetivo seleccionado en el individuo se detecta mediante un acústico piezoeléctrico. matriz de transductores eléctricos 42. Se puede proporcionar un componente telescópico 41 (como en un micrófono de cañón) en un lado de entrada del transductor acústico-eléctrico individual de formación 42, para limitar el campo de visión de los transductores.

Señales eléctricas producidas por matriz de transductores 42 en respuesta a ultrasonidos entrantes o onda de presión subsónica 40 se alimentan a analógico a digital (A/D) convertidores 44. Convertidores 44 están vinculados operativamente a filtros digitales 46 que a su vez están conectados a una salida de preprocesamiento. circuito 48. Preprocesamiento circuito 48 ayuda a la computadora 14 en el análisis de ultrasonidos entrantes o onda de presión subsónica 40 para aislar los datos deseados pertenecientes a uno o más puntos objetivo preseleccionados.

La FIG. 1 también muestra una cámara de vídeo 50 (por ejemplo, un dispositivo acoplado por carga) que convierte la señal entrante ondas electromagnéticas 52 a una señal de vídeo eléctrica alimentada a un unidad de grabación de vídeo 54 y a computadora 14. En general, cámara 50 responde a la radiación en la parte óptica del espectro. Sin embargo, también es posible que la cámara responda de manera alternativa o adicional a la radiación en las partes infrarrojas y/o de microondas del espectro.

A micrófono 56 para detectar ondas de presión de frecuencia acústica 58 está conectado a unidad de grabación de vídeo 54 para permitir el almacenamiento de expresiones de frecuencia de voz de un sujeto individual junto con o como parte de una grabación de vídeo. Micrófono 56 está conectado operativamente a computadora 14 para proporcionar a dicha unidad datos relativos, por ejemplo, a las expresiones de frecuencia vocal del sujeto.

Para controlar la frecuencia del pulso, computadora 14 controla el circuito de sintonización 12 y generador 10 para que haz de radiación de salida 22 tiene una longitud de onda en un rango subóptico del espectro electromagnético, es decir, en el rango infrarrojo o cercano al milímetro. Transmisor 18 está controlado por computadora 14 vía conjunto de accionamiento 20 para dirigir haz de radiación de salida 22 hacia un punto predeterminado sobre el individuo que recubre o sobre un vaso sanguíneo. El vaso sanguíneo puede estar, por ejemplo, en la sien o en el ojo del sujeto de prueba.

Como se ilustra en la FIG. 2, para determinar la frecuencia del pulso, computadora 14 hace una determinación de la intensidad o amplitud de haz de radiación de salida 22 en un rutina de programación 60. En otro paso 62, computadora 14 detecta o mide la intensidad de la luz reflejada entrante energía 26. En una serie posterior de pasos 64 66, computadora 14 deriva un cambio de intensidad entre el haz de radiación de salida 22 y el entrante reflejado energía 26 y calcula un valor de absorción transdérmica característico de la cantidad de sangre en el vaso sanguíneo monitoreado que se encuentra debajo del punto objetivo en la superficie de la piel o la retina del individuo. Cada valor de absorción transdérmica calculado sucesivamente se almacena en un paso 68 y se utiliza en un cálculo posterior 70 para determinar una frecuencia de pulso sustancialmente instantánea del sujeto individual.

Se compara una frecuencia de pulso calculada en un paso 72 con un valor de referencia (representado por la flecha de entrada 74) para determinar información relevante para el estado emocional de la persona que se está monitoreando. El valor de referencia puede tomar la forma de una frecuencia cardíaca media o normal determinada previamente o puede calcularse a partir de una serie de frecuencias cardíacas del individuo durante la misma sesión de prueba, o incluso durante sesiones de prueba anteriores con el mismo sujeto. Una frecuencia cardíaca media o normal utilizada como valor de referencia en paso de comparación 72 puede ser una función de varias características físicas del sujeto de prueba individual, como la edad y el peso, y la historia inmediata, como el estado de ejercicio. Si el individuo está caminando, la frecuencia cardíaca promedio será más alta que si el individuo ha estado sentado durante varios minutos. Los diferentes valores de frecuencia cardíaca promedio, así como los parámetros relacionados con la edad, el peso y la historia del sujeto de prueba individual, pueden introducirse en el sistema. computadora 14 a través de un teclado 76 (FIG. 1).

Al determinar la absorción de radiación transdérmica relacionada con el cálculo de la frecuencia del pulso del sujeto de prueba individual, computadora 14 puede compensar los cambios en la humedad de la superficie (transpiración). La humedad de la superficie se mide, como se explica a continuación, en un punto adyacente al punto objetivo de la frecuencia cardíaca, pero no sobre un vaso sanguíneo. Computadora 14 controla el conjunto de accionamiento 20 para ajustar la ubicación del punto objetivo.

Como se ilustra además en la FIG. 2, computadora 10 incluye programación o componentes cableados para hacer un cálculo de humedad superficial 78 indicativo de la tasa de transpiración. Un cambio en la intensidad entre la haz de radiación de salida 22 y el entrante reflejado energía 26, derivado de 64, se utiliza en cálculo 78. Los resultados de cálculo de humedad superficial 78 se comparan en un paso 80 con un valor de referencia 82. Valor de referencia 82 puede ser un valor predeterminado característico, por ejemplo, de una reflectividad media de la piel seca. Este valor se proporciona a computadora 14 vía teclado 76. Alternativamente, valor de referencia 82 puede determinarse sobre la base de una serie de cálculos de calibración de la humedad de la superficie del sujeto de prueba individual, en el punto de prueba o objetivo a lo largo o en una pluralidad de puntos espaciados sobre la piel del sujeto individual.

La frecuencia del pulso también se puede medir a través de un cambio de fase o de una medición de cambio de frecuencia (Doppler). Generalmente, dicha información se obtiene a través de ondas de presión ultrasónicas o subsónicas, como se explica en detalle a continuación. Sin embargo, se contempla la posibilidad de obtener dicha información a través de una radiación de medición electromagnética. Para ello, computadora 14 realiza una determinación 84 de la frecuencia de salida de haz de radiación de salida 22 y detecta en 86 la frecuencia de la luz reflejada entrante. energía 26. En un paso 88, computadora 14 deriva un cambio de frecuencia indicativo de la velocidad de una superficie en movimiento, por ejemplo, una pared de un vaso sanguíneo en la retina del sujeto de prueba individual. Se puede integrar una sucesión de velocidades para derivar valores de posición. (Véasepasos 96, 100 y 102, que se analizan a continuación).

Para controlar la frecuencia respiratoria, computadora 14 energiza generador de frecuencia 34 y transductor 36 para emitir una onda de presión ultrasónica o subsónica de una longitud de onda conocida hacia el sujeto de prueba individual y, en particular, hacia la pared torácica del sujeto individual. Como se muestra en la FIG. 2, computadora 14 utiliza la entrada del preprocesamiento circuito 48 en un paso 90 para aislar los datos de ondas de presión ultrasónicas o subsónicas correspondientes a la pared torácica del sujeto de prueba individual. Los resultados de este aislamiento 90 se utilizan en una paso 92 para derivar un cambio de frecuencia ultrasónica o onda de presión subsónica 40 con respecto a la onda de salida ultrasónica o subsónica 38 (frecuencia determinada en 94). En un paso 96, computadora 14 utiliza los datos de cambio de frecuencia para determinar la posición de la pared torácica a través de una técnica de integración que tiene en cuenta los datos de posición calculados previamente en 98. En un cálculos adicionales 100, computadora 14 determina la frecuencia respiratoria. La frecuencia respiratoria calculada se compara en un paso 102 con un valor de referencia 104 para obtener información pertinente al estado emocional contemporáneo o en tiempo real del sujeto de prueba individual. Valor de referencia 104 puede ser una entrada de frecuencia respiratoria promedio en computadora 14 vía teclado 76. Alternativamente, valor de referencia 104 puede determinarse sobre la base de una serie de cálculos de calibración de la respiración del sujeto de prueba individual. valor de referencia 104 en forma de un promedio predeterminado puede variar de acuerdo con el historial de ejercicio inmediato del sujeto de prueba individual. Si el individuo está caminando, el valor de referencia para la frecuencia respiratoria será más alto que si el individuo ha estado sentado durante un tiempo. Además, el valor de referencia puede variar dependiendo del tamaño y la capacidad atlética aparente del individuo. Las personas que hacen mucho ejercicio tienden a tener frecuencias respiratorias (y frecuencias de pulso) más bajas que las que no hacen ejercicio. Estas variables pueden ingresarse en computadora 14 vía teclado 76.

La frecuencia respiratoria se puede medir de manera similar monitoreando un cambio en la frecuencia de la luz reflejada entrante. energía 26 con respecto a haz de radiación de salida 22. En ese caso, por supuesto, computadora 14 controla 20 unidades para dirigir el haz de radiación de salida 22 hacia el pecho del sujeto de prueba individual.

Para obtener una medición relacionada con la presión arterial, se utilizan los resultados de paso de aislamiento 90 se utilizan en una paso 106 para calcular un efecto Doppler a partir de un fluido que se mueve en un vaso sanguíneo subsuperficial objetivo. paso 90, computadora 14 aísla datos ultrasónicos o subsónicos correspondientes al vaso sanguíneo subsuperficial objetivo. El cálculo del efecto Doppler de paso 106 produce un valor de velocidad que es utilizado por computadora 14 para calcular un parámetro de presión a 108. Este cálculo se basa en la ecuación de flujo de fluidos de Bernoulli o en la interferometría de moteado Doppler. En este último caso, la velocidad de los pulsos de medición se adapta a la velocidad media de la sangre, de modo que se produce una modulación en el término de autointerferencia de la luz emitida o reflejada y la luz de referencia.

En un paso siguiente 110, el valor de presión calculado se compara con un valor de referencia (112) para determinar información relativa al estado emocional actual o en tiempo real del sujeto de prueba individual. Como se explicó anteriormente con respecto a la evaluación de otros parámetros medidos, el valor de referencia 112 para la presión arterial puede ser un valor promedio o normalizado predeterminado de acuerdo con datos de presión arterial conocidos derivados de poblaciones conocidas.

Para determinar el tamaño de la pupila del sujeto de prueba individual, el detector es la cámara 50 (FIG. 1). Una imagen de cámara 50 se somete a procesos de reconocimiento de patrones en un paso 114 (FIG. 2) para identificar la pupila del individuo en la imagen. En un paso siguiente 116, computadora 14 calcula eficazmente el tamaño de la pupila contemporánea o en tiempo real del sujeto de prueba individual contando los receptores de píxeles de cámara 50 que corresponden a un diámetro o área de pupila. En otro paso 118, el tamaño de pupila calculado se compara con un valor de referencia 120, por ejemplo, un promedio predeterminado.

Los resultados de los procesos de reconocimiento de patrones 114 también son utilizables por computadora 14 para rastrear la ubicación y la postura del sujeto de prueba individual. En un paso 122, computadora 14 calcula la posición del sujeto de prueba individual basándose en los datos de reconocimiento de patrones de los procesos 114. Los resultados de estos cálculos 122 son utilizados por computadora 14 en un paso 124 para rastrear el punto objetivo seleccionado (por ejemplo, sobre un vaso sanguíneo, en la retina). Computadora 14 controla el conjunto de accionamiento direccional 20 (FIG. 1) en un paso 126 de acuerdo con la posición del punto objetivo según lo determinado en paso 124.

Los procesos de reconocimiento de patrones 114 pueden incluir pasos para derivar un contorno del sujeto de prueba individual y para comparar el contorno con datos de contorno genéricos determinados previamente. Las técnicas de reconocimiento de patrones pueden utilizarse para rastrear cambios en la ubicación de un punto objetivo seleccionado a medida que el sujeto individual se mueve durante el transcurso del período de prueba. También pueden utilizarse ondas ultrasónicas o subsónicas para determinar la posición del sujeto individual.

Se contempla que otra información como la polarización y la fase contenida en un campo electromagnético haz de radiación de salida 22 y entrante reflejado energía 26 puede utilizarse para obtener de forma remota información relativa al estado emocional del sujeto de prueba individual. Para ello, por ejemplo, computadora 14 determina la polarización (y/o fase) de haz de radiación de salida 22 a 128 y de entrada reflejada energía 26 a 130. Un cambio de polarización se deriva en paso 132.

Otra fuente de datos que se puede obtener de forma remota sobre el estado emocional y/o metabólico de un sujeto es la fluorescencia de la piel. Una longitud de onda activadora o estimulante en el rango ultravioleta se produce por generador 10 y dirigido desde transmisor 18 hacia un punto objetivo predeterminado en el sujeto individual. El punto objetivo es escaneado por detector fotoeléctrico 24 para determinar la salida fluorescente del punto objetivo. Se puede proporcionar una rueda de filtro (no mostrada) en la entrada de detector 24 para facilitar la determinación de la longitud de onda de la energía fluorescente.

Si en uno o más de los pasos de comparación 72, 80, 102, 110, 118, computadora 14 determina que el valor calculado respectivo para la presión arterial, la tasa de transpiración, la frecuencia respiratoria, la presión arterial y/o el tamaño de la pupila ha excedido o caído por debajo del valor de referencia respectivo, el ordenador emite una señal de alerta en un paso 133. Esa señal de alerta puede adoptar una forma perceptible visualmente. Por ejemplo, computadora 14 puede generar un mensaje en un monitor 135 (FIG. 1). El mensaje puede incluir detalles sobre la anomalía detectada en los signos fisiológicos monitoreados del individuo bajo observación. La identidad de los parámetros anómalos, así como el tipo y la cantidad de desviación, pueden mostrarse en monitor 135.

Como se muestra en la FIG. 3, en una aplicación real del sistema de las FIGS. 1 y 2, transmisor 18 y detector fotoeléctrico 24 se encuentran en una muro 134 de un habitación 136 y camuflado por elementos decorativos como esculturas de pared o pinturas (no se muestran). La FIG. 3 solo muestra algunos de los componentes del sistema de la FIG. 1, para simplificar. Un sujeto de prueba individual TSI está sentado en un silla 138 pulgadas habitación 126. Cámara 50 es uno de un par decámaras 50 y 140, que están conectados a un circuito de procesamiento de vídeo 142 (por ejemplo, el ordenador 14). La entrada dual facilita la triangulación de la posición de cada sujeto de prueba TSI en habitación 136.

La FIG. 4 muestra múltiples Transmisores de radiación electromagnética 144 y múltiples detectores fotoeléctricos 146 espaciados uno del otro a lo largo de un camino 148 seguido de un sujeto de prueba individual seleccionado TSU. Entrada de detectores 146 se analizan para obtener información sobre el estado emocional o físico de la TSU individual. El sistema modificado de la FIG. 4 también incluye múltiples ultrasonidos ogeneradores de frecuencia subsónica 150a, 150b conectados a los respectivos transductores piezoeléctricos 152a, 152b.Generadores 150a y 150b generalmente producen ondas de presión de diferentes longitudes de onda o frecuencias para facilitar la diferenciación y el procesamiento de la entrada ultrasónica o subsónica en puntos espaciados a lo largo camino 148. Un único conjunto de sensores acústicos piezoeléctricos transductores eléctricos 154 se puede utilizar para detectar las señales ultrasónicas o subsónicas del TSU del sujeto de prueba individual. Transductores 154 están conectados a A/ Convertidores D 158. El sistema de la FIG. 4 también incluye Varias cámaras de vídeo 160a, 160b espaciados a lo largo camino 148. Un unidad de procesamiento de video 162 recibe señales de cámaras 160a, 160b. Las señales de cámaras 160a, 160b se utilizan como se explicó anteriormente para determinar el tamaño de la pupila y la ubicación del sujeto.

Con respecto al sistema de la FIG. 1, computadora 14 puede ser programado para controlar circuito de sintonización 12 para que generador 10 produce diferentes frecuencias en un patrón entrelazado o multiplexado para aumentar la información obtenible.

La FIG. 5 ilustra los componentes para monitorear la absorción remota diferencial de los gases de exhalación del sujeto individual, con el fin de determinar la frecuencia respiratoria. radiación electromagnética 164 de una fuente como un diodo emisor de luz (por ejemplo, un diodo láser) 166 se dirige hacia la boca del sujeto. La radiación generada por el diodo se modula a una alta velocidad con un bloqueo de fase. componente 168. Enfoque elementos 170 puede ser controlado por computadora 14 para ajustar el punto objetivo.

Radiación 172 Los gases que regresan del sujeto y, en particular, de la boca del sujeto se filtran a través de un componente de polarización modulador electroóptico, por ejemplo en forma de un rueda de filtros 174 girando a una velocidad entre 300 y 1.000 Hz. Un transductor optoeléctrico o detector 176 detecta la radiación que penetra rueda de filtros 174. Un amplificador 178 bloqueado en fase con componente modulador 168 sirve para detectar señales únicamente en la frecuencia de modulación. Se filtra toda la energía constante ambiental que no forma parte de la señal de medición.

Aunque la invención se ha descrito en términos de realizaciones y aplicaciones particulares, una persona con conocimientos medios en la materia, a la luz de esta enseñanza, puede generar realizaciones y modificaciones adicionales sin apartarse del espíritu de la invención reivindicada ni exceder su alcance. En consecuencia, debe entenderse que los dibujos y descripciones que se incluyen en el presente documento se ofrecen a modo de ejemplo para facilitar la comprensión de la invención y no deben interpretarse como una limitación de su alcance.