(57)【要約】本発明は、個人の頭部へ力の感知に関し、より具体的には、多層分散型データ記憶、分析、および提示構造を伴う、高品質の移動式生理学的計量センサモジュールの使用に関する。個人の頭部への力を感知し、感知した力の分析、追跡、および／または報告のために、それらに対応する信号を無線で伝送するためのセンサモジュール。本発明は、個人の頭部に印加される力を感知し、感知された力の指標を、個人が暴露される力事象の視覚化を可能にする、１つまたはそれを上回る遠隔場所に伝送することができる。
2016528514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人の頭部への力を感知し、表示および分析のために対応するデータを無線で伝送するためのアセンブリであって、
前記個人の前記頭部を包囲する形状を有する、支持材と、
３つの直交軸において前記個人の前記頭部によって体験される力を感知するための場所で前記支持材によって担持される、センサモジュールであって、前記センサモジュールは、感知される前記力に対応する信号を伝送するための無線伝送機手段を含み、前記センサモジュールは、前記センサモジュールによって感知される力信号を判別するためのプロセッサ手段を含み、それによって、所定の閾値を超える信号のみが伝送される、センサモジュールと、
を備える、アセンブリ。
【請求項２】
前記支持材は、弾性で部分的に伸縮性のヘッドバンドによって形成される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記ヘッドバンドは、頭蓋帽を形成するように前記頭部の最上部を覆うための膜を含む、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記支持材は、内側裏地を有するヘッドバンドによって形成され、ポケット手段は、前記センサモジュールを受容するために前記内側裏地に形成され、前記ポケット手段は、後頭骨の正中項線と整合している後頭部における位置に前記センサモジュールを位置付ける、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記ポケットは、前記センサモジュールを受容し、前記センサモジュールの除去を可能にするための開口部を有する、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記ヘッドバンドは、前記センサモジュールから延在するアンテナを受容するように前記内側裏地に弧状空間を含む、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記センサモジュールは、前記支持材と一体的に形成される、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記支持材は、バナナ型構造を生成するように織物で形成され、前記後頭骨の前記正中項線と整合している場所用の前記センサモジュールを受容するためにその中に形成されるポケットを有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
正中項線と整合している個人の後頭部にセンサモジュールを配置するステップと、所定の閾値を上回って感知される任意の力を、獲得されたデータのフォーマットおよび提示を可能にするローカルデータサービスインフラストラクチャに伝送するステップとを含む、頭部への衝撃力を監視するための方法。
【請求項１０】
正中項線と整合している個人の後頭部にセンサモジュールを配置するステップと、所定の閾値を上回って感知される任意の力を、獲得されたデータのフォーマットおよび提示を可能にするグローバルデータサービスインフラストラクチャに伝送するステップとを含む、頭部への衝撃力を監視するための方法。
【請求項１１】
それぞれチーム活動に参加する個人の頭部上に搭載される、複数のセンサモジュールと、前記センサモジュールから信号を受信する、データ収集無線アクセスポイントとを含む、前記チーム活動に参加する個人の頭部への衝撃力を監視するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人の頭部へ力の感知に関し、より具体的には、多層分散型データ記憶、分析、および提示構造を伴う、高品質の移動式生理学的計量センサモジュールの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
多種多様な肉体的に過酷なスポーツおよび活動に従事する個人は、衝撃、過伸展、および他の極端な動きまたは事象に起因する、脳または他の重篤な損傷の危険に脅かされている。危険の多いスポーツのいくつかの実施例は、とりわけ、フットボール、サッカー、野球、バスケットボール、ラグビーを含む。
【０００３】
衝撃の影響を低減させようとする殆どの試行は、ヘルメットの中、口の中、または頭部の側面に沿って搭載されたセンサを含んでいる。それらは、衝撃事象の発生に関するリアルタイム情報を提供せず、個人の安全性のために、監視されている個人を活動中の競技から除外させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、個人の頭部に印加される力を感知し、感知された力の指標を、個人が暴露される力事象の視覚化を可能にする、１つまたはそれを上回る遠隔場所に伝送することができる。
【０００５】
本発明は、力事象の正確な感知を提供し、データ分析がリアルタイムで行われることを可能にし、より広範な後処理を通して、潜在的に有害であり、医学的な配慮を必要とし得る事象について、選手、コーチ、親、および他者への警告を可能にする。本発明は、例えば、個人への衝撃についてリアルタイムで知らせ、個人の安全性のために、個人が活動から除外されるべきであるかどうか、または除外されるべきであるときの判定を支援することによって、選手、コーチ、マネージャ、および親を含む、スポーツイベントまたは他の活動に関与する全員を保護する働きをする。
【０００６】
本発明の利点のうちのいくつかは、危険性を減少させながら運動能力を増加させること、頭部に重度または繰り返しの衝撃を受けた選手を隔離すること、適正な技法の補強、試合または活動をより安全にしているという自信をコーチ、トレーナ、および親に提供することを含む。ＳＩＭセンサと称されることもある、感知デバイスまたはモジュールは、リアルタイムで頭部への衝撃を伝送するように、ヘルメットまたは他の特殊機器を必要としない、ヘッドバンドまたは頭蓋帽等の頭部を包囲する形状を有する支持材の上または中に担持される。本発明の用途は、チームの競技者ならびに個人使用のために、リアルタイムでデータを表示し、コーチ、トレーナ、医師、体育局長、親、または同等者による分析のために、事象の前または後の任意の時間にデータにアクセスすることができるように、監視されている各個人のためにデータを履歴的に記憶する。本発明の一部であり得る、ソフトウェアアプリケーションは、特定の訓練に関する以降の分析のために、システムが起動されている間に起こる任意の後続の衝撃を保存することができるように、本発明が、練習中の接敵訓練の持続時間にわたって起動されることを可能にする。いったん特定の訓練が完了すると、最高Ｇ力衝撃を記録する競技者を判定することができるように、訓練中に起こった頭部衝撃を隔離することができ、訓練に関与するコーチまたは他者が、特殊指導を適用して、特定の競技者の頭部への衝撃量を減少させることを可能にする。
【０００７】
本発明の一側面は、頭蓋の後頭骨の正中項線と整合し、それによって、極めて正確なデータを提供する、衝撃センサモジュールの位置付けである。センサの位置付けは、事前にプログラムされた設定点より大きい全ての衝撃および加速を記録する位置で、活動中にセンサモジュールを快適に着用することができるように、頭部を包囲する形状を有する支持材に形成されるポケットの中にセンサモジュールを配置することによって、達成することができる。支持材は、ヘッドバンド、頭蓋帽、またはバナナのように頭部に巻き付けられる織物で形成することができ、ポケットは、センサモジュールの挿入を促進するように開放するか、または支持材と一体的にセンサモジュールを形成するように閉鎖することができる。
【０００８】
別の側面では、本発明は、リアルタイムで起こり得る振盪性事象の直後に個人の能力を評価するように、認知およびバランス評価試験の実施を可能にする。バランス評価試験は、センサモジュールの適正なプログラミングによって、またはセンサモジュールと連携する他の機器によって、定位置にあるセンサモジュールを用いて達成することができる。
【０００９】
本発明の別の側面は、ローカルデータサービスインフラストラクチャおよび／またはグローバルデータサービスインフラストラクチャを利用する、後頭骨の正中項線と整合している後頭部におけるセンサモジュールを利用して、頭部への衝撃力を監視するための方法である。
【００１０】
さらなる側面では、本発明は、センサモジュールが、参加者のそれぞれによって着用され、データ収集無線アクセスポイントが、センサモジュールから信号を受信する、チーム活動に参加する個人の頭部への衝撃力の監視を可能にする。
【００１１】
本発明の他の側面および利点が、図面と併せて解釈される本発明の以下の説明から理解されるであろう。図面および以下の説明は、本発明の実施形態について例示的にすぎないように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、頭蓋の後頭骨の正中項線と実質的に整合しているセンサモジュールの位置付けを示す、本発明によるセンサモジュールに対する頭蓋の斜視図である。
【図２】図２は、拡張したアンテナを伴う、本発明によるセンサモジュールの平面図である。
【図３】図３は、その中のポケットの中で保持された図２のセンサモジュールを伴う、ヘッドバンドの斜視図である。
【図４】図４は、図２に示されるセンサモジュールを保持する、頭部上の頭蓋帽の斜視図である。
【図５】図５は、複数のセンサモジュールを利用する、本発明によるシステムのブロック図である。
【図６】図６は、競技場で利用される、本発明のシステムの概略図である。
【図７】図７は、個人用の本発明のシステムを用いて取得されるデータを表示する、スマートフォン等のＰＤＡのディスプレイの平面図である。
【図８】図８は、複数の個人用の本発明のシステムを用いて取得されるデータのコンピュータディスプレイの平面図である。
【図９】図９は、個人の頭蓋の後部に位置付けられた本発明によるセンサモジュールを担持する、ヘッドバンドの後面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示されるように、本発明によるセンサモジュール１０は、典型的には、サブＧＨｚ送受信機、低電力マイクロプロセッサ、３軸高Ｇ加速度計、３軸低Ｇ加速度計、３軸ジャイロスコープ、不揮発性メモリ、バッテリ、バッテリ充電器、および他の支持回路を組み込む、小型の環境密閉型デバイスである。センサモジュール１０は、本明細書では移動式センサまたはＳＩＭもしくは衝撃モニタと称されることもある。センサモジュール１０は、Ｎにおける鎖線で示され、通常、下および上項線の間にある、頭蓋の後頭骨の正中項線と実質的に整合している。一実施形態は、センサモジュールから延在し、頭部の左側に向かってあてがわれた、曲線状伸長アンテナ１２を利用する。Ｘａ、Ｙａ、およびＺａとして表される解剖軸、Ｘｓ、Ｙｓ、およびＺｓとして表されるセンサ軸、ならびに範囲指定された角度θが、図１で図示されている。解剖軸は、センサモジュール内の軸との相関を可能にする。
【００１４】
ヘッドバンド１４が、図３に示され、内面または裏地に沿って配列されたポケット１６を有し、該ポケットは、センサモジュールが頭蓋に隣接して位置付けられるように、図１および２に示されるセンサモジュール１０およびアンテナ１２をポケット１６および弧状空間１８内に挿入することができるように、伸長弧状ポケット１８と連携する。ヘッドバンドは、好ましくは、形態嵌合を可能にするように、弾性材料で作製されたその小さい区分のみを有する、非伸縮性材料で作製される。したがって、ヘッドバンドは、センサモジュールを安定させ、頭蓋に対して定位置でセンサモジュールを堅く保つことによって、「二重適合」感知を防止する。ポケット１６に隣接するヘッドバンドの外面は、頭部上のセンサモジュールの正確な場所を促進するように印Ｉを担持することができる。印はまた、ヘッドバンドが適正に配向されていることを確実にするように矢印を含むこともできる。
【００１５】
上記で説明されるポケット構造を含む構造を周辺に有する頭蓋帽が、図４に示されている。
【００１６】
センサモジュールは、米国では９１５ＭＨｚＩＳＭ帯域等にわたる無線様式でアクセスポイントと通信する。他の帯域も、３００ＭＨｚ〜３４８ＭＨｚ、３８９ＭＨｚ〜４６４ＭＨｚ、および７７９ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚの周波数範囲にわたって、わずかなハードウェアおよびハードウェアの変更を通して可能である。センサモジュール１０は、１ＫＨｚサンプルレートで、最大＋／−４００Ｇまでの線形加速事象および＋／−最大２０００°／秒までの回転速度を測定することが可能である。「事象」は、閾値を超える１０ミリ秒前および５２ミリ秒後の３軸Ｇ記録として定義される。閾値は、（ｘｇ２＋ｙｇ２＋ｚｇ２）として計算され、調整可能である。事象が検出されるとき、事象は、リアルタイムで（１０分の数秒以内に）アクセスポイントに無線で伝送される。アクセスポイントとの無線通信が中断された場合、事象は、内部不揮発性メモリに記憶される。無線通信が復元されるとき、任意の保存された事象が伝送される。
【００１７】
図５に示されるように、本発明のシステムは、例示的実施形態では、それぞれ適切なアクセスポイント２０と通信している複数のセンサモジュールを含む。複数の衝撃モニタ１０を、単一のアクセスポイント２０と同時に使用することができる。アクセスポイントおよびその関連衝撃モニタは、（９１５ＭＨｚ帯域については、３０以上のセットから）一次および二次通信チャネルを割り当てられる。通信が数秒以内に一次チャネル上で確立されない場合、衝撃モニタは、二次チャネルを試す。本手順は、通信が確立されるまで繰り返される。通信プロトコルは、有効データ交換の可能性を増大させるロバストなエラーチェック／補正を伴う、パケットベースである。各パケットは、データ完全性をさらに保証するように、大域的に一意のソースおよび宛先デバイス識別子を含む。各「事象」パケットは、それを生成する物理的事象とのデータ「事象」の明白な相関のために、タイムスタンプでタグ付けされる。
【００１８】
ローカルデータサービスインフラストラクチャ２２およびグローバルデータサービスインフラストラクチャ２４は全て、成功して、検証可能な形でシステム内の次の段階に伝送されるまで、全ての測定を保持することによって、データ完全性目標を達成する。
【００１９】
本発明のシステムは、図５に示されるような３つの主要サブシステムで形成される。
１．移動式センサ１０（ＳＩＭ、センサモジュール）
２．ローカルデータサービス２２（ＬＤＳ）インフラストラクチャ：
○データ収集無線アクセスポイント（ＡＰ）
○ローカルデータ記憶装置
○ローカルデータサービス（分析、フォーマット、および提示）
○ローカル管理者およびアカウントサービス
３．グローバルデータサービス２４（ＧＤＳ）インフラストラクチャ：
○信頼性および拡張性のために不可欠なクラウドベースのサーバ設備
○データ記憶ならびに永久アーカイブおよびバックアップ
○データ分析、フォーマット、および提示
○ユーザアカウントサービスおよび収益管理。
【００２０】
加えて、加入者２６（ローカルおよびグローバル）は、全ての利用可能な分析の最終消費者を表す。
【００２１】
図６の略図は、サイドラインに設置されたシステムを伴う、典型的なフットボール場を示す。本実施例では、十分なＷｉＦｉ受信可能範囲を運動場の両側（スタッフおよび観客）に提供するように、１つ（示されている）またはそれを上回るＷＡＰ（ＷｉＦｉアクセスポイント）２０があり得る。両方のチームのスタッフは、独自の表示デバイス（ｉＰＡＤ（登録商標）等）を有し、それぞれのチームの情報のみへのアクセスを許可される。
【００２２】
センサモジュールはそれぞれ、典型的なスポーツ活動（フットボール、サッカー等）中に起こる着用者の頭部への衝撃事象についてのデータを収集する。記録されているセンサデータは、図７に示されるように、３軸線形加速度計データ、３軸回転データ、診断および状態、タイムスタンプ、ならびに個別デバイス識別を含む。センサモジュール（ＳＩＭ）はまた、センサデータ獲得を取り扱い、ＡＰとの無線リンクを管理する、小型プロセッサも含有する。ＳＩＭは、標準健康監視機能（心拍数、呼吸、体温、ＧＳＲ等）および他の生理学的パラメータを含む、より幅広く広範な範囲のセンサ入力を組み込むことができる。
【００２３】
センサモジュールからの全ての衝撃事象データは、低電力９００ＭＨｚ無線リンクを介して、近くのアクセスポイントに伝送される。データは、ＡＰによって受信され、処理され、ＬＤＳを通してほぼ瞬時に近くのコーチ／管理者に提示される。ＬＤＳインフラストラクチャは、ローカルコンピュータ（ＰＣ）を加えて、ＡＰを含む。本サブシステムは、主に、リアルタイムデータ収集および記憶ユニットとしての機能を果たす。
【００２４】
ＬＤＳは、移動式ＬＤＳとして、または所与のスポーツ複合施設もしくは運動場／競技場／コートにおける固定ＬＤＳとして、サイドラインにおいて物理的に展開することができる。いずれの場合も、ＬＤＳの機能性は、同一のままである。
●ＡＰ機能ブロックは、スポーツアリーナ内の全てのＳＩＭデバイスと通信するようにＲＦリンクを提供する。
●ＡＰは、全てのＳＩＭデータをＬＤＳユニットコントローラ（ＰＣ）にストリーミング配信する。
●ＬＤＳコントローラは、ＳＩＭデータのためのバルクローカル記憶装置を提供する。
●ＬＤＳコントローラはまた、限定された範囲の分析、フォーマット、および提示サービスも提供する。
【００２５】
○インターネット接続（ＧＤＳへのアクセス）がないと、分析は、ＬＤＳに現在記憶されているデータに限定されるであろう。
【００２６】
○ローカルユーザアクセスは、ローカルＷＡＰデバイス（ＷｉＦｉアクセスポイント）を介するであろう。
【００２７】
○分析は、ラップトップまたはタブレット（もしくはｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、ｉＰａｄ（登録商標）等）上の典型的なウェブブラウザを使用する、一般的なウェブＧＵＩインターフェースを使用してアクセスされ、提示される。
【００２８】
○随意に、ユーザアクセスは、ブラウザインターフェースを使用するよりもむしろ、カスタムｉＰｈｏｎｅ／Ｐａｄアプリケーションであり得る。カスタムｉＯＳ／Ａｎｄｒｏｉｄアプリケーションを使用することができる。
【００２９】
○ＬＤＳサービスは、概して、近くのコーチおよび管理スタッフによる使用のために意図されている。場合によっては、他の加入者も、リアルタイム分析へのアクセスを許可され得る。
【００３０】
ＬＤＳは、可能なときは常時グローバルインターネット（したがって、ＧＤＳ）に接続されるべきである。しかしながら、現実には、多くのスポーツ会場（フットボール場、サッカー場等）には、グローバルインターネットへのアクセスが殆どまたは全くなく、多くの場合、ＡＣ電力さえも欠けている。
【００３１】
直接インターネット接続へのオプションとして、ＬＤＳは、インターネット（したがって、ＧＤＳ）へのゲートウェイとして、公衆セルラーネットワーク（ＧＳＭ（登録商標）、３Ｇ、４Ｇ−ＬＴＥ等）の使用を可能にする、一般的に利用可能な「ＬＡＮ／ＣＥＬＬ」ブリッジデバイスを利用することができる。ＬＡＮ／ＣＥＬＬブリッジデバイスは、概して、広範囲のセルラーネットワークと互換性がある。大抵の場合、必要なものは、ＬＡＮ／ＣＥＬＬブリッジユニットに差し込まれるプリペイドセルラーカードだけである。
【００３２】
ＬＤＳの物理的実装は、基本要素として、固定または移動式展開のためのオプション、ＡＣ電力または太陽光発電、バッテリ電力、ＬＡＮハブ、ＷＡＰ（ＷｉＦｉ−ＡＰ）、およびセルラーＬＡＮブリッジデバイスを有する。
【００３３】
本発明の特徴のうちのいくつかは、以下を有する。
移動式ＬＤＳ用：
●携帯用の持ち運び使用に好適である、頑丈な耐候性エンクロージャ
●運搬用ハンドル
●ロッキングカバー
●ＰＣベースであり、一体的な高信頼性記憶ユニット（好ましくはＳＳＤ）を伴い、スポーツイベントでの激しい移動使用に耐えることができる
●少なくとも８時間の実行時間を提供するように定寸される、内部バッテリ供給
●バッテリＡＣ充電ポート：ＡＣ線間電圧入力を受け入れる
●バッテリＤＣ充電ポート：典型的な自動車用１２ＶＤＣ（公称）入力を受け入れる
●ビデオ出力ポート：直接コンソールディスプレイを取り付けるためのＶＧＡ／ＨＤＭＩ（登録商標）／ＤＶＩ
●アンテナポート
固定ＬＤＳ用：
●屋外使用に好適である、頑丈な耐候性エンクロージャ
●壁、柱、天井に搭載するために好適な搭載フランジおよび固定ハードウェア
●セキュリティまたは開封明示特徴およびエンクロージャアクセスアラームスイッチを伴う、ロッキングカバー
●ＰＣベースであり、一体的な高信頼性記憶ユニット（おそらくＳＳＤ）を伴う
●著しい温度限界に耐えることができる
●少なくとも２時間の実行時間を提供するように定寸される、内部バッテリ供給
●通常動作電力用のＡＣ入力ポート
●必要な場合に内部バッテリを充電したままに保つ内蔵充電器
●ビデオ出力ポート：直接コンソールディスプレイを取り付けるためのＶＧＡ／ＨＤＭ／ＤＶＩ
●アンテナポート
ネットワーキングオプション用：
●ＬＤＳが１０／１００／１Ｇ  ＬＡＮネットワークに直接接続することができるようなＬＡＮポート
●ＬＤＳがクライアントとして学内無線ネットワークに接続することができるようなＷｉＦｉノード
●ＬＤＳがローカルＷｉＦｉ「ネットワーククラウド」を提供することができ、独自のラップトップまたは他のデバイス上でコーチによってローカルで、ＬＤＳが生成した分析にアクセスすることができるようなＷＡＰ（ＷｉＦｉ  ＡＰ）
グローバルデータサービス（ＧＤＳ）サブシステムは、記憶されたセンサデータ、プログラムの集合として存在する限りにおいて、「クラウドベース」と見なすことができ、物理的コンピューティングハードウェアは、本分野内の任意の数のサービスプロバイダによって提供することができる。
【００３４】
商品ＰＣを使用して実装される組織内サーバハードウェアを使用するよりもむしろ、「クラウドベース」の設計を実装することに多くの利点がある。クラウドベースの方略の主要な要素を以下のように要約することができる。
●場所：サーバハードウェアおよび関連データ記憶設備は、運営費およびネットワークアクセス可能性が本用途のために最適である場所ならどこでも、世界中のほぼあらゆる場所に配置することができる。
●信頼性：クラウドサーバは、はるかに高い動作信頼性を提供し、多くの場合、現地（または遠隔）バックアップサーバへの自動フェイルオーバーを特色とする。フェイルオーバー事象は、通常、ホストされたアプリケーションおよび任意のアタッチしたユーザに透過的である。
●データバックアップ：データおよびプログラムの自動バックアップ。適正な手順および設備管理が、現地および現地外の両方のバックアップアーカイブのためのデータ完全性およびセキュリティを確保する。
●拡張性：基礎的データセットが増大し、アタッチしたユーザの数が増加するにつれて、サーバアーキテクチャは、それに応じて拡張する必要があり、データセットまたは関連アプリケーションプログラムのいずれか一方の大幅な再設計を必要としない様式でそうするであろう。
【００３５】
○低級で、１つのサーバ（ＰＣ）の一部のみが、その１つのＰＣの利用可能な計算能力の仮想ＯＳ「スライス」を採用することによって利用されてもよい。
【００３６】
○要件が増大するにつれて、アタッチしたユーザの負荷を共有し、膨大な永久データセットにアクセスするために、専用データおよび複数のサーバさえも利用することができる。
●ネットワークアクセス：大型のクラウドベースのサーバが、グローバルインターネットへの専用最上階層アクセスを有するであろう。これは、予期された数の加入者を効率的に取り扱うために必要であろう。
●インフラストラクチャ：設備、電力、冷却、およびセキュリティは全て、１つまたはいくつかのサーバのためだけではなく、潜在的に何千ものサーバを包含するサーバファーム全体のために管理され、費用最適化される。
●サイトバックアップ：高可用性クラウドサービスプロバイダが、多くの場合、地理的に多様な場所を提供する。これは、壊滅的な事象（地震、洪水等）からの急速なカットオーバーおよび復旧を可能にする。
【００３７】
ＳＩＭセンサ、ＡＰ＋ＬＤＳ、およびＧＤＳはともに、主要な目的がデータ収集、記憶、分析、および提示である、システムを形成する。
【００３８】
本システムの主要な要素は、全ての利用可能なセンサ（ＳＩＭ）データの獲得および永久的な長期記憶である。経時的に、種々の目的でそのデータを分析する多くの方法があろうことは疑問の余地がない。ある時は、ユーザの独自の個人「能力監視」の必要性のためである。他の時には、データは、人口統計的な他の記録された要因と相関する、運動能力および関連損傷の分析のために非常に貴重であろう。
【００３９】
図８は、ＬＤＳに（ローカルで）記憶され、ＧＤＳへ／から転送される（同様にそこに記憶される）ようなセンサ事象記録の例示的レイアウトとして使用することができる、ユーザインターフェースを示す。センサ事象記録は、示されるように、大抵の場合、（ＲＦリンクを経由して配信されるような）未加工センサ事象データから単純に抽出される、離散フィールドを含有する。これらの離散フィールドは、ＬＤＳ／ＧＤＳデータベースエンジン（ｍｙＳＱＬ等）が、記録を効率的にインデックス化して組織化するためにこれらのフィールドを使用することができるように、引き出される。（ディスク上の）データ記憶装置が、ＬＤＳ上にあるような「比較的小型」のデータベースであろうと、（ＧＤＳ上の）「マルチテトラバイト」データベースまで拡張されようと、データベースエンジンが、それが最も得意とすること、すなわち、フィールドに組織化されたデータをインデックス化し、それにアクセスすることにおいて最も効率的であるため、このようにいくつかのフィールドを引き出すことが重要である。ＬＤＳ上には、単一のＳＱＬ（または他の）プログラム管理事象記録があろう。ＧＤＳ上では、全て同一の記憶ユニットにアクセスし、世界中の何千人ものユーザのための分析を提供する、多くのサーバまで、同等の「ＳＱＬエンジン」機能を容易に拡張することができる。事象記録をどこでも同一に保つことにより、物事を一様に保つ。本システムは、センサデータだけではなく、結果の適正な識別、記憶、カテゴリ化、分析、および分配を確実にする、いくつかの相関データベースにも依拠する。センサ事象記録は、主要インデックスキーとして「−ＩＤ」フィールドのうちの１つまたはそれを上回るものを使用して、データベースエンジン（ＳＱＬ等）によって記憶および管理される。ユーザデータベースは、詳細なユーザ識別（名前、住所）および本ユーザに割り当てられている全てのＳＩＭ−ＩＤ／ＩＤＸのリストを含有する。
【００４０】
各組織（学校、大学、クラブ等）が、本システムに登録され、各組織は、１つまたはそれを上回るＡＰ＋ＬＤＳユニットに責任を負うであろう。各ＡＰ＋ＬＤＳユニットは、本システムに参加することができるようになる前に登録されてアクティブ化されるであろう。これは主に、ＬＤＳの不正コピーの使用を防止するためである。
【００４１】
加入者データベースは、センサデータおよびその派生分析の最終消費者を認証する。加入者は、アクセスのために代金を支払うユーザであり、したがって、関連機構は、各加入者のための請求およびユーザアカウント管理であろう。種々の加入者アクセスレベルがあろう。
【００４２】
概して、全てではないにしても殆どのデバイスと互換性がある、最も一般的なアクセス方法は、典型的なブラウザベースのＧＵＩである。これは、固定ＵＲＬによってアクセスされるであろう。ブラウザインターフェースＧＵＩは、直接的であり、任意の特定のブラウザの「特殊な特徴」を使用することに関して可能な限り単純となるべきである。実際、全ての分析が、必要に応じて計算および配信されるグラフィック画像（ＪＰＥＧ／ＧＩＦ／ＰＮＧ）として配信されるべきである。サポートするブラウザのうちのいくつかは、以下を含む。
●ＩＥ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ、バージョン６＋）
●Ｓａｆａｒｉ（Ａｐｐｌｅ）
●Ｏｐｅｒａ（ＰＣおよびモバイル）
●Ｇｏｏｇｌｅ  Ｃｈｒｏｍｅ
●Ｆｉｒｅｆｏｘ。
【００４３】
ブラウザＧＵＩインターフェースは、はるかに大型の画面を最大限に利用する、ｉＯＳ／Ａｎｄｒｏｉｄアプリの「大型タブレット」バージョンに類似するべきである。また、ブラウザアクセスは、通常、分析の印刷が可能であろうことを意味する。
【００４４】
以下は、ＬＤＳ内のデータフロー活動の一般的説明である。
１．ＬＤＳ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）アプリ：
ａ．ＡＰ（ＲＦリンク）からセンサデータを受信する。
【００４５】
ｂ．データを解明または別様に解読し、次いで、正当性を立証する。
【００４６】
ｃ．標準化「センサ事象記録」を作成する。
【００４７】
ｄ．常駐データベースエンジン（ｍｙＳＱＬ等）を使用して、これらの記録をローカルハードドライブ上に記憶する。
【００４８】
ｅ．システム内の構成設定のための管理者コンソールの役割を果たす。
【００４９】
ｆ．ローカルデータベースから要求された分析を生成する。
【００５０】
ｇ．全ての要求された分析をキャッシュに格納する。これは、ウェブサーバおよびアプリサーバ配信サブシステムによってローカルで使用されるであろう。
【００５１】
ｈ．任意の新しいセンサ事象記録をＧＤＳにアップロードする。
【００５２】
ｉ．ローカルセンサ事象キャッシングは、管理者構成可能「キャッシュサイズ」設定を有するべきである。通常、これは、「ディスクスペースに限定」に設定されるが、場合によっては、「過去１２ヶ月のデータに限定」され得る。
【００５３】
ｉ．まだローカルに記憶されていないセンサ事象記録を必要とする、任意の分析要求について、ＧＤＳからセンサ事象記録をダウンロードする。
【００５４】
ｊ．ユーザ登録（ＳＩＭの割当）を管理する。
【００５５】
ｋ．ユーザおよび加入者認証を管理する。
【００５６】
ｉ．可能であるときは常時、ＧＤＳからアカウントデータおよび証明書をダウンロードする。
【００５７】
ｉｉ．ＬＤＳがＧＤＳへの恒久的インターネット接続を有する可能性が高くないであろうため、ユーザ／加入者証明書をローカルでキャッシュに格納する必要があろう。
【００５８】
以下のソフトウェア能力のうちの１つまたはそれを上回るものを使用することができる。
２．常駐ウェブサーバが、ウェブブラウザを使用してシステムにアクセスしている、（ＬＡＮまたは局在ＷｉＦｉクラウドを介して）ローカルで接続された加入者に分析を供給するであろう。
３．常駐ｉＯＳアプリサーバが、ｉＯＳデバイスを使用してシステムにアクセスしている、（ＬＡＮまたは局在ＷｉＦｉクラウドを介して）ローカルで接続された加入者に分析を供給するであろう。
４．常駐Ａｎｄｒｏｉｄアプリサーバが、Ａｎｄｒｏｉｄデバイスを使用してシステムにアクセスしている、（ＬＡＮまたは局在ＷｉＦｉクラウドを介して）ローカルで接続された加入者に分析を供給するであろう。
５．常駐Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｐｈｏｎｅアプリサーバが、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｐｈｏｎｅデバイスを使用してシステムにアクセスしている、（ＬＡＮまたは局在ＷｉＦｉクラウドを介して）ローカルで接続された加入者に分析を供給するであろう。
【００５９】
以下は、（クラウドサービスを介して）ＧＤＳ上で作動するプログラムの一般的説明である。
１．オペレーティングシステム
２．データベースエンジン
３．ＬＤＳホスト側サーバモジュール
４．ウェブサーバモジュール
ａ．必要とされ得る任意のウェブサーバ関連プラグインおよびサポートプログラム（ＰＨＰ、Ｐｅｒｌ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ等）
ｂ．ウェブベースのＧＵＩを実装するように設計されている、カスタム「ウェブサイト」（ＨＴＭＬおよびサポートファイル）。これは、ＬＤＳバージョンに非常に類似して見える（が同一ではない）ように設計されるであろう。
５．ｉＯＳアプリケーションサーバモジュール
６．Ａｎｄｒｏｉｄアプリケーションサーバモジュール
７．Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｐｈｏｎｅアプリケーションサーバモジュール
以下は、ＧＤＳ内の活動の一般的説明である。
１．ＬＤＳホスト側サーバ
ａ．遠隔ＬＤＳユニットへの接続を管理する。
【００６０】
ｂ．遠隔ＬＤＳによる要求に応じて、センサ事象記録をアップロード／ダウンロードする。
【００６１】
ｃ．常駐データベースエンジン（ｍｙＳＱＬ等）を使用して、これらの記録を記憶する／取り出す。
【００６２】
ｄ．ローカルデータベースから要求された分析を生成する。
【００６３】
ｅ．全ての要求された分析をキャッシュに格納する。これらは、ウェブサーバおよびアプリサーバ配信サブシステムによって使用されるであろう。
【００６４】
ｆ．遠隔ＬＤＳによる要求に応じて、ユーザおよび加入者認証を管理する。
【００６５】
ｇ．加入者請求およびアカウント管理システムと連動する。
２．常駐ウェブサーバは、ウェブブラウザを使用してシステムにアクセスしている、インターネット接続された加入者に分析を供給するであろう。
３．常駐ｉＯＳアプリサーバは、ｉＯＳデバイスを使用してシステムにアクセスしている、インターネット接続された加入者に分析を供給するであろう。
４．常駐Ａｎｄｒｏｉｄアプリサーバは、Ａｎｄｒｏｉｄデバイスを使用してシステムにアクセスしている、インターネット接続された加入者に分析を供給するであろう。
５．常駐Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｐｈｏｎｅアプリサーバは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  Ｐｈｏｎｅデバイスを使用してシステムにアクセスしている、インターネット接続された加入者に分析を供給するであろう。
【００６６】
（フットボールの試合における）リアルタイム事象から、より一般化された統計調査まで、センサデータを分析する多くの可能な方法がある。
【００６７】
本発明の変形例は、ヘッドバンド内のアンテナのための弧状空間が必要とされないように、センサモジュール１０’がその筐体内にアンテナを有する、図９で図示されている。加えて、ヘッドバンドを着用する個人が、ヘッドバンドおよび付随センサモジュールを垂直に適正に整合させていることを確実にするように、矢印の印が、センサモジュール１０’を受容するポケットにおいてヘッドバンドの外面上に表示される。加えて、非ニュートン流体の部分が、センサモジュールから頭蓋を分離するようにヘッドバンドの内面上に位置付けられる。非ニュートン流体は、一実施例では、ヘッドバンドＳＩＭポケットの内側裏地に縫い込まれた４つの小さい楕円の中で供給されるであろう。非ニュートン流体は、ＳＩＭがより正確な衝撃示度値を生成することを可能にするであろう、ＳＩＭおよび後頭部に対する小型緩衝材であろう。
【００６８】
上記から、衝撃／事象が検出されるときに、衝撃点で記録されたデータが、衝撃の前に起こったものに関するデータとともに伝送されるため、本発明が高Ｇ加速度計およびジャイロデータの連続的サンプリングならびに記録を可能にすると理解されたい。より具体的には、高Ｇ加速度計（線形）およびジャイロスコープ（回転）は、例えば、１ＫＨｚ速度でサンプリング／管理され、線形および回転センサデータの連続サンプルは、循環バッファの中に配置される。本発明のシステムは、認知およびバランス評価試験が望ましいことをデータが示すときに、そのような試験を行うために、特殊化ソフトウェアと併せて使用することができる。
【００６９】
本発明の上記の実施形態、例えば、データ伝送のための異なる無線周波数ならびに無線伝送チップおよび回路の使用、センサモジュール内の付加的なセンサおよび感知能力の包含、誘導帯電等の帯電機構を可能にする代替的な電源の使用、および運動ベースのエネルギー「収穫」は、当業者によって理解されるように、変動させることができる。加えて、本発明は、例えば、センサモジュールとの通信にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉＦｉを使用する専用ＬＤＳシステム、一体計算能力を含むが、外部ラップトップコンピュータデバイスを含まない、内蔵ＬＤＳシステムの使用、ＧＤＳシステムを伴わない使用を可能にするようにＧＤＳからの機能性のいくつかの要素を組み込む、「内蔵」ＬＤＳを使用するシステムの代替案として、携帯電話、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、または他の類似デバイスを利用することができる。代替的な設計はまた、（ＬＤＳ内に本発明の用途のために特別に展開されるものよりもむしろ）汎用ネットワーク技術も利用することができ、その実施例は、代替的な設計がＬＤＳを伴わないシステムを含むことができるが、ＬＤＳの機能性の一部がＧＤＳに移動させられる、ＷｉＦｉネットワーク、携帯電話またはページングネットワーク、および汎用データ通信ネットワークであろう。センサモジュール内の軸との相関を可能にする。
【００７０】
本発明が、詳細に多くの変形例、修正、および変更を受けるため、上記で議論される、または添付図面に示される全ての主題は、例証的のみとして解釈され、限定的な意味で取られないことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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