BR112015031458B1 - Método e dispositivo para determinar a informação indicativa de doença cardíaca - Google Patents

Método e dispositivo para determinar a informação indicativa de doença cardíaca Download PDF

Info

Publication number
BR112015031458B1
BR112015031458B1 BR112015031458-9A BR112015031458A BR112015031458B1 BR 112015031458 B1 BR112015031458 B1 BR 112015031458B1 BR 112015031458 A BR112015031458 A BR 112015031458A BR 112015031458 B1 BR112015031458 B1 BR 112015031458B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
heartbeat
indicative
processing device
signal
heartbeats
Prior art date
Application number
BR112015031458-9A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112015031458A2 (pt
Inventor
Tero Koivisto
Tuomas Valtonen
Mikko Pänkäälä
Kati Sairanen
Original Assignee
Precordior Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Precordior Oy filed Critical Precordior Oy
Publication of BR112015031458A2 publication Critical patent/BR112015031458A2/pt
Publication of BR112015031458B1 publication Critical patent/BR112015031458B1/pt

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1102Ballistocardiography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/35Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle by template matching
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/352Detecting R peaks, e.g. for synchronising diagnostic apparatus; Estimating R-R interval
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/361Detecting fibrillation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804Garments; Clothes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/686Permanently implanted devices, e.g. pacemakers, other stimulators, biochips
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6898Portable consumer electronic devices, e.g. music players, telephones, tablet computers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/028Microscale sensors, e.g. electromechanical sensors [MEMS]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1107Measuring contraction of parts of the body, e.g. organ, muscle
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7275Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)

Abstract

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DETERMINAR A INFORMAÇÃO INDICATIVA DE DOENÇA CARDÍACA. Um dispositivo para determinar a informação indicativa de doenças cardíacas que inclui um dispositivo de processamento (602) configurado para detetar se a tendência temporal de um sinal indicativo de movimento cardiovascular manifesta um fenômeno indicativo onde a amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude de um segundo batimento cardíaco e se a taxa temporária de batimentos cardíacos é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco. O dispositivo de processamento está também configurado para produzir um indicador de doença cardíaca, por exemplo, um indicador de fibrilação auricular, em resposta a uma situação na qual o fenômeno indicativo é detetado como estando presente.

Description

Campo da invenção
[001] A invenção refere-se no geral à determinação da informação indicativa de doença cardíaca, tal como por exemplo, a fibrilação auricular. Particularmente, a invenção refere-se a um dispositivo e a um método para determinar a informação indicativa de doença cardíaca. Adicionalmente, a invenção refere-se a um programa de computador para determinar a informação indicativa de doença cardíaca.
Antecedentes
[002] As doenças e anomalias que possam ocorrer no sistema cardiovascular, se não forem diagnosticadas e adequadamente tratadas ou solucionadas, poderão diminuir progressivamente a capacidade do sistema vascular, tal como fornecer, entre outras coisas, oxigénio suficiente para satisfazer as exigências de oxigénio coronário quando uma pessoa entra em tensão. Atualmente, métodos, tais como a cardiografia baseada em fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca, ecocardiogramas e cardiografia baseada no movimento cardiovascular, são utilizados na identificação e avaliação dos diversos casos de doenças e anomalias cardíacas. Um exemplo bem conhecido da cardiografia baseada em fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca é a eletrocardiografia "ECG" e os exemplos da cardiografia baseada no movimento cardiovascular são a balistocardiografia "BCG" e a seismocardiografia "SCG". A ecocardiografia fornece imagens de secções do coração e pode fornecer informações abrangentes sobre a estrutura e funcionamento do coração, mas requer equipamento dispendioso e técnicos especializados. O ECG fornece uma avaliação elétrica bastante rápida do coração, mas não fornece qualquer informação relativa às forças de contração. A cardiografia baseada no movimento cardiovascular envolve a medição de um sinal indicativo do movimento cardiovascular. Anteriormente, o sinal era obtido enquanto uma pessoa estava deitada numa cama onde havia um dispositivo para medir os movimentos ou um dispositivo facilitador que era colocado à volta dos tornozelos. Atualmente, o sinal pode ser obtido utilizando pequenos elementos sensores, ex: acelerómetros, os quais são adequados para medir os movimentos ao minuto, que são representativos dos movimentos do coração.
[003] As figuras 1a e 1b mostram a relação entre as funções elétricas rítmicas e os movimentos cardiovasculares relacionados. A figura 1a mostra um exemplo de uma onda ECG e a figura 1b mostra uma onda de um exemplo de sinal indicativo do movimento cardiovascular e medido com um acelerómetro na direção da "cabeça para os pés", normalmente referido como a direção y. Para fins ilustrativos, é a seguir mencionada uma breve explicação das funções básicas do coração.
[004] O coração possui quatro câmaras. A aurícula direita está interligada com o ventrículo direito através da válvula tricúspide, e a aurícula esquerda está interligada com o ventrículo esquerdo através da válvula mitral. O sangue é fornecido à aurícula direita a partir da metade superior do corpo através da veia cava superior e a partir da parte inferior do corpo através da veia cava inferior. A válvula tricúspide é aberta pela contração simultânea do miocárdio da aurícula direita e dos músculos papilares ventriculares direitos, permitindo, desse modo, o fluxo do sangue da aurícula direita para o ventrículo direito. De seguida, a válvula tricúspide fecha quando os músculos papilares relaxam. Quando o miocárdio do ventrículo direito se contrai, o sangue é forçado desde o ventrículo direito através da válvula pulmonar para a artéria pulmonar, que fornece o sangue para os pulmões onde é oxigenado. O sangue oxigenado é depois fornecido à aurícula esquerda através das veias pulmonares. O sangue oxigenado flui desde a aurícula esquerda para o ventrículo esquerdo quando a válvula mitral é aberta pela contração simultânea do miocárdio da aurícula esquerda e dos músculos papilares ventriculares esquerdos, permitindo o fluxo do sangue desde a aurícula esquerda para o ventrículo esquerdo. De seguida, a válvula mitral é fechada quando os músculos papilares relaxam. O sangue oxigenado é depois forçado para fora do ventrículo esquerdo através da válvula aórtica para a aorta, a qual fornece o sangue oxigenado ao sistema vascular periférico.
[005] Cada período de batimento cardíaco envolve três fases principais: a sístole auricular, a sístole ventricular e a diástole cardíaca. A sístole auricular consiste no período de contração dos músculos do coração que abrange as aurículas direita e esquerda. Ambas as aurículas se contraem em simultâneo com a contração do músculo papilar, forçando assim a abertura da válvula tricúspide e da válvula mitral. A atividade elétrica, isto é, a sístole elétrica, que estimula o tecido muscular das câmaras do coração para as fazer contrair, inicia-se no nó sinusal localizado na aurícula direita A despolarização elétrica de condução continua a deslocar-se como uma onda para baixo e para a esquerda e, posteriormente através de ambas as aurículas que, por sua vez, despolarizam cada célula do músculo auricular Esta propagação da carga pode ser visualizada como a onda P na onda ECG ilustrada na figura 1a. Isto é seguido da contração mecânica da aurícula que é detectada como um impacto que corresponde ao pico h da onda ilustrada na figura 1b e a uma retração que corresponde ao vale i da onda ilustrada na figura 1b. Quando as aurículas direita e esquerda começam a contrair-se, existe um fluxo do sangue a velocidade elevada para os ventrículos direito e esquerdo, que estão representados pelo pico j na onda ilustrada na figura 1b. A contração auricular contínua, quando a válvula tricúspide começa a fechar, provoca um fluxo do sangue adicional à velocidade mais baixa para os ventrículos direito e esquerdo. O fluxo do sangue adicional é designado por "batida auricular", que corresponde ao complexo da onda "a-a1" na forma ilustrada na figura 1b. Após as aurículas estarem vazias, as válvulas tricúspide e mitral fecham-se, dando origem à onda g descendente na onda ilustrada na figura 1b. A sístole ventricular consiste na contração dos músculos dos ventrículos esquerdo e direito e é causada pela despolarização elétrica do miocárdio ventricular dando origem ao complexo da onda "Q-R-S" na onda ECG ilustrada na figura 1a. A onda Q descendente é causada pelo fluxo descendente de despolarização através do septo ao longo de um grupo especializado de células designadas como "o feixe de His". O pico R é causado pela despolarização do tecido muscular ventricular e a onda S é produzida pela despolarização do tecido do coração entre a aurícula e os ventrículos. Enquanto a despolarização desce o septo através do miocárdio ventricular, a aurícula e o nó sinusal começam a polarizar. O fecho das válvulas tricúspide e mitral marcam o início da sístole ventricular e provocam a primeira parte do som "tum-tum" que o coração faz quando bate. Este som é normalmente conhecido como o "primeiro som do coração". Quando a despolarização elétrica do miocárdio ventricular faz um pico, o septo "AV" auriculoventricular que separa os ventrículos direito e esquerdo contrai-se causando um impacto, que corresponde ao pico H na onda ilustrada na figura 1b e uma retração que corresponde ao vale I na onda ilustrada na figura 1b. A contração ventricular força o sangue do ventrículo direito para a artéria pulmonar através da válvula pulmonar e do ventrículo esquerdo para a aorta através da válvula aórtica a uma velocidade bastante elevada causando o pico J na onda ilustrada na figura 1b. A desaceleração do fluxo de sangue do ventrículo esquerdo para a aorta gera a onda K descendente na onda ilustrada na figura 1b. Quando o ventrículo esquerdo fica vazio, a sua pressão desce abaixo da pressão existente na aorta e a válvula aórtica fecha-se. De modo similar, quando a pressão no ventrículo direito desce abaixo da pressão existente na artéria pulmonar, a válvula pulmonar fecha-se. A segunda parte do som "tum-tum", que é normalmente conhecido como "segundo som do coração", é causado pelo fecho das válvulas pulmonar e aórtica no final da sístole ventricular causando a onda L ascendente na onda ilustrada na figura 1b. Em simultâneo com o fecho das válvulas pulmonar e aórtica, o septo "AV" auriculoventricular relaxa e move-se para cima e o miocárdio ventricular é repolarizado dando origem à onda T na onda ECG ilustrada na figura 1a. A diástole cardíaca, que inclui a diástole auricular e a diástole ventricular, consiste no período no qual o coração relaxa após a contração e se prepara para ser preenchido com o sangue em circulação. A diástole auricular ocorre quando as aurículas direita e esquerda relaxam e a diástole ventricular ocorre quando os ventrículos direito e esquerdo relaxam. Durante o período da diástole auricular, a aurícula direita é preenchida pelo sangue sem oxigénio enquanto a aurícula esquerda é preenchida com sangue oxigenado. O preenchimento da aurícula gera a onda M descendente na onda ilustrada na figura 1b no início da diástole, coincidindo com a repolarização do feixe das células His, ilustrada na onda U na onda ECG. Quando as aurículas direita e esquerda são preenchidas até à sua capacidade máxima, o refluxo de sangue contra a válvula tricúspide e a válvula mitral geram a onda N ascendente na onda ilustrada na figura 1b.
[006] A análise das ondas indicativas de movimento cardiovascular e/ou ondas indicativas de fenômenos eletromagnéticos relativos à atividade cardíaca é normalmente efetuada visualmente por técnicos de diagnóstico qualificados, de modo a distinguir um funcionamento cardiovascular anormal em relação aos casos normais. Contudo, em muitos casos, poderá ser desafiante detectar determinadas doenças cardíacas, tais como por exemplo, a fibrilação auricular, através da análise visual. Assim, existe uma necessidade de métodos e dispositivos para determinar a informação indicativa de doenças cardíacas.
[007] A publicação US7846106 descreve um método para detecção da fibrilação auricular num paciente monitorizando o nível de saturação de oxigénio no sangue durante um período temporal. O método inclui a produção de uma onda pletismográfica a partir do nível de saturação de oxigénio no sangue monitorizado, analisando a onda pletismográfica e os intervalos detectados e determinando se o paciente está em fibrilação auricular.
Resumo
[008] Apresenta-se de seguida um resumo simplificado para fornecer uma compreensão básica de alguns aspetos de várias versões da invenção. O resumo não é uma descrição extensiva da invenção. Não se pretende também identificar elementos chave ou críticos da invenção nem delinear o âmbito da invenção. O resumo seguinte apresenta apenas alguns conceitos da invenção de uma forma simplificada como um prólogo para uma descrição mais pormenorizada de versões exemplificativas da invenção.
[009] De acordo com a invenção, é fornecido um novo método para determinar a informação indicativa de doenças cardíacas, por exemplo, fibrilação auricular. O método de acordo com a invenção inclui:
[010] - detectar se a tendência do tempo de um sinal indicativo de movimento cardiovascular manifesta um fenômeno indicativo onde a amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude de um segundo batimento cardíaco e se a taxa de batimentos cardíacos é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco, e
[011] - produzir um indicador de doença cardíaca, ex: fibrilação auricular,em resposta à detecção do fenômeno indicativo.
[012] As amplitudes dos batimentos cardíacos podem ser, por exemplo, mas não necessariamente, as alturas dos picos "AO" da abertura da válvula aórtica numa onda indicativa do movimento cardiovascular medida na direção "do peito", normalmente referida como a direção z, e as taxas de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos, cujas amplitudes são consideradas, podem ser indicadas com a ajuda de comprimentos temporais de períodos de batimentos cardíacos, precedendo esses batimentos cardíacos. Os períodos de batimentos cardíacos podem ser representados, por exemplo, mas não necessariamente, por períodos temporais entre sucessivos picos AO. Para outro exemplo não limitativo, os períodos de batimentos cardíacos podem ser representados por intervalos R-R extraídos de um sinal ECG indicativo dos fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca. Para outro exemplo não limitativo, é também possível que as amplitudes dos batimentos cardíacos sejam as alturas dos picos J numa onda indicativa do movimento cardiovascular medido com um acelerómetro na direção da "cabeça para os pés", normalmente referida como a direção y.
[013] O fenômeno indicativo acima mencionado, onde uma maior amplitude de batimentos cardíacos pode ser precedida por um período mais curto de batimentos cardíacos, ou seja, uma taxa temporária mais elevada de batimentos cardíacos, e uma amplitude menor de batimentos cardíacos pode ser precedida por um período mais longo de batimentos cardíacos, ou seja, uma taxa temporária menor de batimentos cardíacos, pode ser utilizada como o indicador de doença cardíaca. Por exemplo, à luz de dados empíricos, a ocorrência do fenômeno indicativo significa uma maior probabilidade de fibrilação auricular. Adicionalmente, à luz de dados empíricos, o fenômeno indicativo pode ser utilizado, por exemplo, para detectar se existe um estado fisiológico onde ocorra a fibrilação auricular ou um estado fisiológico onde ocorram sístoles extra auriculares.
[014] O fenômeno indicativo pode ser detectado, por exemplo, localizando a partir de uma onda adequada se existem amplitudes maiores de batimentos cardíacos precedidas por períodos mais curtos de batimentos cardíacos e amplitudes menores de batimentos cardíacos precedidas por períodos mais longos de batimentos cardíacos, ou determinando a correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos antes destes batimentos cardíacos. Por exemplo, uma correlação negativa entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e os comprimentos temporais dos períodos dos batimentos cardíacos que precedem estes batimentos cardíacos expressa a presença do fenômeno indicativo. Como correspondência, uma correlação positiva entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as taxas de batimentos cardíacos nos períodos dos batimentos cardíacos que precedem estes batimentos cardíacos expressa a presença do fenômeno indicativo.
[015] De acordo com a invenção, é fornecido também um novo dispositivo para determinar a informação indicativa de doenças cardíacas. O dispositivo de acordo com a invenção inclui:
[016] - uma interface do sinal para receber um sinal indicativo de movimento cardiovascular, e
[017] - um dispositivo de processamento acoplado à interface do sinal e configurado para:
[018] detectar se a tendência do tempo do sinal manifesta um fenômeno indicativo onde a amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude de um segundo batimento cardíaco e se a taxa de batimentos cardíacos é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco, e
[019] produzir um indicador de doença cardíaca, ex: fibrilação auricular, em resposta à detecção do fenômeno indicativo.
[020] O dispositivo poderá incluir também um elemento sensor para medição do sinal indicativo do movimento cardiovascular. O elemento sensor poderá incluir, por exemplo, um acelerómetro, um sensor piezo-eletrônico ou qualquer outro elemento adequado para medir a força, aceleração, deslocamento ou qualquer outra quantidade relacionada com e indicativa do movimento cardiovascular. É também possível que a interface do sinal seja capaz de receber o sinal a partir de um dispositivo externo que inclui um elemento sensor adequado, ou seja, é enfatizado que o dispositivo não inclui necessariamente meios de medição do sinal indicativo do movimento cardiovascular.
[021] De acordo com a invenção, é fornecido também um novo programa de computador para determinar a informação indicativa de doenças cardíacas. O programa do computador inclui instruções executáveis no computador para controlar um processador programável com o objetivo de:
[022] detectar se a tendência do tempo de um sinal indicativo de movimento cardiovascular manifesta um fenômeno indicativo onde a amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude de um segundo batimento cardíaco e se a taxa de batimentos cardíacos é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco, e
[023] produzir um indicador de doença cardíaca, ex: fibrilação auricular, em resposta à detecção do fenômeno indicativo.
[024] De acordo com a invenção, é também fornecido um novo produto do programa do computador. O produto do programa do computador inclui um meio de leitura no computador não volátil, ex: um disco compacto "CD", codificado com um programa de computador de acordo com a invenção.
[025] São descritas várias versões não limitativas e exemplificativas da invenção nas reivindicações anexas.
[026] Várias versões exemplificativas da invenção, tanto nas suas construções e métodos de funcionamento, juntamente com objetos adicionais e vantagens daí resultantes, serão melhor compreendidas a partir da seguinte descrição das versões exemplificativas específicas quando lida em conjunto com os desenhos anexos.
[027] Os verbos "compreender" e "incluir" são utilizados neste documento como limitações abertas que não excluem nem requerem a existência de características não enumeradas. As características enumeradas nas reivindicações anexas são mútua e livremente combinadas exceto se explicitado o contrário. Adicionalmente, deve entender-se que a utilização de "o", isto é, na forma singular, ao longo do documento, não exclui a pluralidade. Breve descrição das figuras
[028] As versões exemplificativas da invenção e suas vantagens são explicadas em maior pormenor com referência aos desenhos anexos, nos quais:
[029] a figura 1a ilustra um exemplo de uma onda ECG e a figura 1b ilustra uma onda de um exemplo de sinal indicativo do movimento cardiovascular e medido com um acelerómetro na direção da "cabeça para os pés", normalmente referido como a direção y,
[030] a figura 2 ilustra um fluxograma de um método de acordo com uma versão exemplificativa da invenção para determinar a informação indicativa de doenças e anomalias cardíacas,
[031] a figura 3a ilustra uma onda de um exemplo de sinal indicativo do movimento cardiovascular em vários períodos de batimentos cardíacos numa situação normal quando uma pessoa sob consideração está a descansar e a figura 3b ilustra um exemplo de onda ECG medida na mesma pessoa ao mesmo tempo, tendo a onda ilustrada na figura 3a sido medida com um acelerómetro na direção "do peito", normalmente referida como a direção z,
[032] a figura 4a ilustra uma onda de um exemplo do sinal indicativo do movimento cardiovascular em vários períodos de batimentos cardíacos numa situação de fibrilação auricular, em que uma pessoa sob consideração está em descanso, a figura 4b ilustra um exemplo de onda ECG medida na mesma pessoa ao mesmo tempo e a figura 4c ilustra uma onda de um exemplo do sinal indicativo do movimento cardiovascular numa situação exemplificativa, em que ocorre a sístole extra auricular, tendo as ondas ilustradas nas figuras 4a e 4c sido medidas com um acelerómetro na direção "do peito", normalmente referida como direção z.
[033] as figuras 5a, 5b e 5c apresentam batimentos cardíacos como pontos num sistema de coordenadas bidimensional, no qual as coordenadas de cada ponto são a amplitude do batimento cardíaco e o intervalo R-R que precede o batimento cardíaco, sendo que a figura 5a corresponde a uma situação normal quando uma pessoa sob consideração está em descanso, a figura 5b corresponde a uma situação exemplificativa de fibrilação auricular quando uma pessoa sob consideração está em descanso e a figura 5c corresponde a outra situação exemplificativa de fibrilação auricular quando uma pessoa sob consideração está em descanso, e
[034] a figura 6 ilustra um esquema de um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção para determinar a informação indicativa de doenças e anomalias cardíacas,
[035] As figuras 1a e 1b foram já explicadas aquando da descrição do historial da invenção.
Descrição das versões exemplificativas
[036] A figura 2 ilustra um fluxograma de um método de acordo com uma versão exemplificativa da invenção para determinar a informação indicativa de doenças cardíacas, ex: fibrilação auricular. O método inclui, numa fase 201, detectar se a tendência do tempo de um sinal indicativo de movimento cardiovascular manifesta um fenômeno indicativo onde a amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude de um segundo batimento cardíaco e se a taxa de batimentos cardíacos é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco. O método inclui também, numa fase 202, a produção de um indicador de doença cardíaca em resposta à detecção do fenômeno indicativo. Por exemplo, o comprimento temporal de um período de batimentos cardíacos que precede cada batimento cardíaco, cuja amplitude deve ser considerada, pode ser utilizado como uma quantidade indicativa da taxa de batimentos cardíacos que prevalece antes deste batimento cardíaco. Em alguns casos, é também possível detectar a quantidade indicativa da taxa de batimentos cardíacos que prevalece antes do batimento cardíaco sob consideração a partir de dois ou mais períodos sucessivos de batimentos cardíacos que precedem o batimento cardíaco.
[037] A figura 3a ilustra uma onda do exemplo de um sinal indicativo do movimento cardiovascular em vários períodos de batimentos cardíacos numa situação normal quando uma pessoa sob consideração está em descanso. A figura 3b ilustra uma onda do exemplo de um sinal indicativo dos fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca. As ondas ilustradas nas figuras 3a e 3b correspondem a cada uma delas, sendo que foram medidas em simultâneo na mesma pessoa. A onda ilustrada na figura 3a foi medida com um acelerómetro na direção "do peito", normalmente referida como direção z. Um sistema de coordenadas 650 ilustrado n afigura 6 mostra a direção z. A onda ilustrada na figura 3b é uma onda ECG que foi medida com a ajuda de elétrodos colocados no peito de uma pessoa.
[038] A figura 4a ilustra uma onda do exemplo de um sinal indicativo do movimento cardiovascular em vários períodos de batimentos cardíacos numa situação exemplificativa de fibrilação auricular quando uma pessoa sob consideração está em descanso. A figura 4b ilustra uma onda do exemplo de um sinal indicativo dos fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca. As ondas ilustradas nas figuras 4a e 4b correspondem a cada uma delas, sendo que foram medidas em simultâneo na mesma pessoa. As ondas ilustradas nas figuras 4a e 4b foram medidas com os mesmos métodos das ondas ilustradas nas figuras 3a e 3b, respetivamente.
[039] Como pode ser observado nas figuras 3a e 4a, a variação da amplitude entre os diferentes batimentos cardíacos, ou seja, a variação de amplitude, é significativamente maior no caso de fibrilação auricular do que numa situação normal. As amplitudes dos batimentos cardíacos podem ser quantificadas, por exemplo, com alturas dos picos AO causadas pela abertura da válvula aórtica. Adicionalmente, é também possível expressar as amplitudes com valores máximos de pico a pico dentro de janelas temporais, cada uma envolvendo um dos picos AO ou com valores quadráticos médios "RMS" calculados nas janelas temporais adequadas, cada uma envolvendo um dos picos AO. Na figura 4a, as alturas de dois dos picos AO são indicados com "h1" e "h2" e o valor máximo de pico a pico dentro de uma janela temporal 401 envolvendo um dos picos AO é indicado com "p-p". Um extremo que representa a altura de um único pico AO ou que é necessário para calcular um valor de pico a pico, pode ser considerado como um único ponto procurando um máximo ou mínimo local. Em alternativa, o extremo pode ser obtido de modo a que várias amostras sejam obtidas primeiro a partir de uma janela temporal que cobre o padrão da onda sob consideração e depois uma estimativa do extremo é calculada como uma função matemática, por exemplo, uma média aritmética das amostras, de modo a reduzir o efeito de ruído. Esta janela temporal pode ser, por exemplo, 100 ms e o número de amostras dentro da janela temporal pode ser, por exemplo, dez ou mais. O método baseado na janela temporal é um exemplo de filtragem digital. No geral, existem vários métodos de processamento do sinal digital e analógico que podem ser utilizados para a redução do efeito de ruído nos sinais indicativos do movimento cardiovascular e nos sinais indicativos dos fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca.
[040] Adicionalmente, conforme pode ser observado nas figuras 3a, 3b, 4a e 4b, a variação dos comprimentos temporais dos períodos de batimento cardíaco, isto é, a variação do tempo, é significativamente maior no caso de fibrilação auricular do que numa situação normal. Nas figuras 3a, 3b, 4a e 4b, são indicados três períodos sucessivos de batimentos cardíacos com HP(i -1), HP(i) e HP(i + 1), sendo i um número inteiro. Nas figuras 3a e 4a, os períodos de batimentos cardíacos são definidos como períodos temporais entre sucessivos picos AO e nas figuras 3b e 4b, os períodos de batimentos cardíacos são definidos como períodos temporais entre sucessivos picos R, isto é, intervalos R-R. Nos casos em que os períodos de batimentos cardíacos sejam definidos como períodos temporais entre sucessivos picos AO, a onda indicativa do movimento cardiovascular é vantajosamente filtrada passa baixo antes de procurar as localizações temporais dos picos AO porque a filtragem passa baixo facilita a detecção das localizações temporais dos picos AO. A frequência do limite superior da filtragem passa baixo pode ser, por exemplo, mas não necessariamente, 30 Hz.
[041] Num método de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, a presença do fenômeno indicativo de doenças cardíacas, por exemplo, fibrilação auricular, é detectada procurando na onda indicativa do movimento cardiovascular se existem amplitudes maiores de batimentos cardíacos precedidas por períodos mais curtos de batimentos cardíacos e amplitudes menores de batimentos cardíacos precedidas por períodos mais longos de batimentos cardíacos. Conforme pode ser observado, a onda correspondente à situação normal e ilustrada na figura 3a, não inclui as amplitudes e períodos dos batimentos cardíacos que deveriam claramente ter as propriedades acima mencionadas, enquanto a onda correspondente à situação da fibrilação auricular e ilustrada na figura 4a manifesta o fenômeno indicativo no qual, por exemplo, a amplitude h1 de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude h2 de um segundo batimento cardíaco e o período do batimento cardíaco HP(i) que precede o primeiro batimento cardíaco é mais curto do que o período do batimento cardíaco HP(i + 1) que precede o segundo batimento cardíaco.
[042] Num método de acordo com outra versão exemplificativa da invenção, a presença do fenômeno indicativo de doenças cardíacas, por exemplo, fibrilação auricular, é detectada pela determinação da correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as quantidades indicativas das taxas temporárias de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos. A correlação pode ser, por exemplo, a correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e os comprimentos temporais dos períodos dos batimentos cardíacos que precedem estes batimentos cardíacos. Neste caso, uma correlação negativa indica a presença do fenômeno indicativo. Para outro exemplo, a correlação pode ser a correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as taxas de batimentos cardíacos nos períodos de batimentos cardíacos, ou seja, os valores inversos dos comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos que precedem os batimentos cardíacos. Neste caso, uma correlação negativa indica a presença do fenômeno indicativo. Os comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos podem ser, por exemplo, os comprimentos temporais dos intervalos R-R ou dos intervalos AO-AO.
[043] O grau de correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as quantidades indicativas das taxas dos batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos pode ser expresso com a ajuda de um coeficiente C de correlação matemática que pode ser calculado, por exemplo, de acordo com as seguintes equações:
Figure img0001
[044] em que N é o número de batimentos cardíacos sob consideração, A(i) é a amplitude do batimento cardíaco ith, Q(i) é a quantidade indicativa da taxa dos batimentos cardíacos anterior ao batimento cardíaco ith, por exemplo, o comprimento temporal do período do batimento cardíaco que precede o batimento cardíaco ith, e
Figure img0002
[045] O coeficiente C da correlação acima apresentada pode ser utilizado com o indicador de doença cardíaca. Um método de acordo com uma versão exemplificativa da invenção que inclui a comparação do coeficiente C da correlação com um limite e a produção de um sinal que expresse a fibrilação auricular ou outras doenças e/ou anomalias cardíacas de acordo com o resultado da comparação. Pode ser determinado um valor adequado para o limite com base nos dados empíricos recolhidos a partir de um grupo de pacientes e/ou outras pessoas. O limite não é necessariamente uma constante mas o limite pode alterar-se de acordo com a pessoa sob consideração, de acordo com o tempo e/ou de acordo com outros fatores. É também possível construir vários limites, sendo que cada limite representa uma probabilidade específica de fibrilação auricular ou outras doenças e/ou anomalias cardíacas.
[046] As figuras 5a, 5b e 5c apresentam batimentos cardíacos como pontos num sistema de coordenadas bidimensional, no qual as coordenadas de cada ponto são a amplitude do batimento cardíaco e o intervalo R-R que precede o batimento cardíaco. A figura 5a corresponde a uma situação normal, na qual uma pessoa sob consideração está em descanso, a figura 5b corresponde a uma situação exemplificativa de fibrilação auricular, na qual uma pessoa sob consideração está em descanso e a figura 5c corresponde a outra situação exemplificativa de fibrilação auricular, na qual uma pessoa sob consideração está em descanso.
[047] Na situação normal ilustrada pela figura 5a, a variação do intervalo R-R, isto é, a variação do tempo, é pequena e não é visível nenhuma correlação entre os intervalos R-R e as amplitudes. Na situação exemplificativa de fibrilação auricular ilustrada na figura 5b, existe uma variação do tempo significativamente mais forte e a parte inferior da gama de variação do intervalo R-R manifesta um comportamento, no qual a amplitude tende a aumentar quando o intervalo R-R diminui, isto é, nesta parte da gama de variação do intervalo R-R, existe uma correlação negativa entre as amplitudes e os intervalos R-R. Na figura 5b, a correlação negativa é ilustrada com uma linha 501 que possui um coeficiente angular negativo. O mesmo fenômeno é ilustrado também na figura 5c, na qual uma linha 502 ilustra a correlação negativa.
[048] Um método de acordo com uma versão exemplificativa da invenção que inclui um procedimento de duas fases, de modo a que a medição da variação do tempo indicativa da variação dos comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos seja determinada primeiro e, se a variação temporal exceder um limite, seja detectado se a tendência temporal do sinal indicativo do movimento cardiovascular manifesta o fenômeno indicativo de doenças cardíacas, por exemplo, fibrilação auricular.
[049] A intensidade da variação temporal acima mencionada pode ser expressa com a ajuda de uma variação-quantidade V matemática que pode ser calculada, por exemplo, de acordo com as seguintes equações:
Figure img0003
[050] em que M é o número dos períodos de batimentos cardíacos sob consideração e TL(i) é o comprimento temporal do período de batimento cardíaco ith, e
Figure img0004
[051] À luz dos dados empíricos, a variação-quantidade V pode ser de cerca de 10% durante a fibrilação auricular e cerca de 1-2% numa situação normal. A detecção do fenômeno indicativo, por exemplo, a correlação negativa entre as amplitudes e os intervalos R-R, torna mais fácil detectar se existe um estado fisiológico onde ocorre a fibrilação auricular ou um estado fisiológico onde existam sístoles extra auriculares que causam também a variação temporal. A figura 4c ilustra uma onda do exemplo de um sinal identificativo do movimento cardiovascular numa situação exemplificativa onde ocorre um batimento cardíaco 410 que é uma sístole extra auricular. Conforme se pode observar na figura 4c, existe uma variação temporal significativa mas nenhuma correlação negativa significativa entre as amplitudes e os comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos. De fato, as amplitudes dos batimentos cardíacos 410 e 411 e os comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos que precedem estes batimentos cardíacos, mostram uma correlação positiva entre as amplitudes e os comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos.
[052] Um método de acordo com uma versão exemplificativa da invenção que inclui a medição opcional do sinal indicativo do movimento cardiovascular com um elemento sensor no corpo de uma pessoa. Um método de acordo com outra versão exemplificativa da invenção que inclui a leitura deste sinal a partir de uma memória, sendo que o sinal foi medido previamente e guardado na memória. Um método de acordo com uma versão exemplificativa da invenção que inclui a recepção do sinal a partir de um sistema externo de transferência de dados. Assim, a medição não é uma fase essencial e necessária dos métodos de acordo com as versões da invenção.
[053] Um programa de computador de acordo com uma versão exemplificativa da invenção que inclui instruções executáveis no computador para controlo de um processador programável para realizar um método de acordo com uma ou mais das versões exemplificativas da invenção cima descritas.
[054] Um programa de computador de acordo com uma versão exemplificativa da invenção que inclui módulos de software para determinar a informação indicativa de doenças cardíacas. Os módulos de software incluem instruções executáveis no computador para controlar um processador programável com o objetivo de:
[055] - detectar se a tendência do tempo de um sinal indicativo de movimento cardiovascular manifesta um fenômeno indicativo onde a amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude de um segundo batimento cardíaco e se a taxa de batimentos cardíacos é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco, e
[056] - produzir um indicador de doença cardíaca, ex: fibrilação auricular, em resposta à detecção do fenômeno indicativo.
[057] Os módulos de software podem ser, por exemplo, sub-rotinas ou funções implementadas com uma linguagem de programação adequada e com um compilador adequado à linguagem de programação e ao processador programável.
[058] Um produto do programa do computador de acordo com uma versão exemplificativa da invenção que inclui um meio legível no computador, por exemplo, um disco compacto "CD", codificado com um programa de computador de acordo com uma versão da invenção.
[059] Um sinal de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, codificado para transportar informações definindo um programa de computador de acordo com uma versão da invenção.
[060] A figura 6 ilustra um esquema de um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção para determinar a informação indicativa de doenças cardíacas. O dispositivo inclui uma interface do sinal 601 para receber um primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular. O dispositivo inclui um dispositivo de processamento 602 acoplado à interface do sinal. O dispositivo de processamento está configurado para
[061] - detectar se a tendência temporal do primeiro sinal manifesta um fenômeno indicativo onde a amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude de um segundo batimento cardíaco e se a taxa de batimentos cardíacos, batimentos por segundo, é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco, e
[062] - produzir um indicador de doença cardíaca, ex: fibrilação auricular, em resposta à detecção do fenômeno indicativo.
[063] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, o dispositivo de processamento 602 está configurado para utilizar o comprimento temporal do período do batimento cardíaco que precede o primeiro batimento cardíaco como uma quantidade indicativa da taxa de batimentos cardíacos anterior ao primeiro batimento cardíaco, e o comprimento temporal do período de batimentos cardíacos que precede o segundo batimento cardíaco como uma quantidade indicativa da taxa de batimentos cardíacos anterior ao segundo batimento cardíaco.
[064] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, na qual o dispositivo de processamento 602 está configurado para determinar a correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos, de modo a detectar o fenômeno indicativo.
[065] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, na qual o dispositivo de processamento 602 está configurado para determinar a correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e os comprimentos temporais dos períodos dos batimentos cardíacos que precedem os batimentos cardíacos. Neste caso, uma correlação negativa indica a presença do fenômeno indicativo.
[066] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, na qual o dispositivo de processamento 602 está configurado para as taxas de batimentos cardíacos nos períodos dos batimentos cardíacos que precedem os batimentos cardíacos. Neste caso, uma correlação negativa indica a presença do fenômeno indicativo.
[067] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, na qual o dispositivo de processamento 602 está configurado para calcular a correlação do coeficiente C indicativo do grau de correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as quantidades indicativas das taxas dos batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos de acordo com a seguinte equação:
[068]
Figure img0005
[069] em que E é o operador de valor esperado, A representa as amplitudes dos batimentos cardíacos, μA é a média das amplitudes, Q representa as quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos e μQ é a média das quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos.
[070] Adicionalmente, o dispositivo de processamento 602 pode ser configurado para comparar a correlação calculada do coeficiente C com um ou mais limites e para produzir um sinal que expresse uma doença cardíaca em resposta à situação na qual o resultado da comparação indique a presença de doença cardíaca. O sinal pode ser, por exemplo, uma mensagem mostrada numa tela 606. Um ou mais limites são preferencialmente parâmetros ajustáveis que podem ser fornecidos ao dispositivo através da sua interface do utilizador.
[071] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, o dispositivo de processamento 602 está configurado para extrair ou produzir, a partir de ou com base no primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular, um dos seguintes, que representa as amplitudes dos batimentos cardíacos: alturas dos picos AO causadas pela abertura da válvula aórtica, valores máximos de pico a pico dentro de janelas temporais envolvendo um dos picos AO ou valores quadráticos médios "RMS" calculados nas janelas temporais, cada uma envolvendo um dos picos AO.
[072] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, o dispositivo de processamento 602 está configurado para extrair, a partir de um primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular, períodos temporais entre sucessivos picos AO. Neste caso, os comprimentos temporais dos períodos temporais entre sucessivos picos AO ou os valores inversos dos comprimentos temporais, podem ser utilizados como as quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos. O dispositivo de processamento 602 está vantajosamente configurado para o filtro passa baixo do primeiro sinal antes da procura das localizações temporais dos picos AO, porque a filtragem passa baixo facilita a detecção das localizações temporais dos picos AO. A frequência do limite superior da filtragem passa baixo pode ser, por exemplo, mas não necessariamente, 30 Hz.
[073] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, a interface do sinal 601 está configurada para receber um segundo sinal indicativo dos fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca, e o dispositivo de processamento 602 está configurado para extrair, a partir do segundo sinal, períodos temporais entre sucessivos picos R causados pela despolarização do tecido muscular ventricular. Neste caso, os comprimentos temporais dos períodos temporais entre sucessivos picos R ou os valores inversos dos comprimentos temporais, podem ser utilizados como as quantidades indicativas das taxas temporárias de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos.
[074] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, o dispositivo de processamento 602 está configurado para determinar primeiro a variação temporal indicativa da variação dos comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos e depois, se a variação temporal detectada exceder um limite, detectar se a tendência temporal do primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular manifesta o fenômeno indicativo.
[075] Num dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, o dispositivo de processamento 602 está configurado para calcular uma variação-quantidade V indicativa da variação temporal de acordo com a seguinte equação:
Figure img0006
[076] em que E é o operador de valor esperado, TL representa os comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos e μT é a média dos comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos.
[077] Um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, que inclui também um primeiro elemento sensor 603para medição do primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular no corpo de uma pessoa 609. O elemento sensor 603 poderá incluir, por exemplo, um acelerómetro, um sensor piezo-eletrônico ou qualquer outro elemento adequado para medição da força, aceleração, deslocação ou qualquer outra quantidade física relacionada com e indicativa de movimento cardiovascular. O elemento sensor poderá incluir também, por exemplo, um amplificador, um filtro do sinal e/ou um conversor "AD" analógico para digital. Um acelerómetro é vantajosamente um acelerómetro de três eixos, capaz de medir os movimentos de forma independente em três direções mutuamente ortogonais x, y e z do, por exemplo, sistema de coordenadas 650 ilustrado na figura 6. Neste caso, o primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular inclui três componentes e o primeiro sinal pode ser, por exemplo, pré-processado formando a sua norma Euclidiana, isto é, o valor absoluto dos vetor de três componentes indicativo de movimento cardiovascular.
[078] O elemento sensor 603 está ligado à interface do sinal 601 através de uma ou mais ligações de transferência de dados, sendo que cada uma delas pode ser, por exemplo, uma ligação rádio ou uma ligação por cabo. A transferência de dados a partir do elemento sensor 603 para a interface do sinal 601, poderá ocorrer diretamente ou através de uma rede de transferência de dados 605, como por exemplo, uma rede de telecomunicações. Na situação exemplificativa ilustrada na figura 6, o elemento sensor 603 está ligado a um transmissor rádio 608. É também possível que o dispositivo que inclui o dispositivo de processamento 602 seja integrado com os elementos sensor. Neste caso, a interface do sinal é de fato uma ligação por cabo simples do elemento sensor 603 para o dispositivo de processamento 602.
[079] Um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, que inclui também um segundo elemento sensor 604 para medição, no corpo de uma pessoa 609, o segundo sinal indicativo dos fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca. Nesta situação exemplificativa, o elemento sensor 604 inclui elétrodos adequados para serem colocados no corpo de uma pessoa. O elemento sensor 604 poderá incluir também, por exemplo, um amplificador, um filtro do sinal e/ou um conversor "AD" analógico para digital. O segundo sinal medido com o elemento sensor 604 pode ser transmitido para a interface do sinal 601 com a ajuda dos mesmos meios de transferência de dados do primeiro sinal medido com o elemento sensor 603.
[080] Um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, configurado para registar o primeiro sinal e/ou o segundo sinal medido dentro de uma janela temporal, com um ponto inicial temporal fixo e um ponto final temporal fixo ou dentro de uma janela de tempo deslizante, com um comprimento temporal fixo e que se move juntamente com o decorrer do tempo. O dispositivo poderá incluir uma memória interna 607 ara registo do primeiro e/ou segundo sinais e/ou o dispositivo poderá incluir uma porta de dados para ligação a uma memória externa.
[081] Um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, que inclui meios de pré-processamento do primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular e/ou do segundo sinal indicativo de fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca. O pré-processamento poderá incluir, por exemplo, a eliminação do ruído no primeiro sinal causado por exemplo, pela respiração, movimentos não cardiovasculares de uma pessoa, tremor causado por razões externas, etc. Os meios de pré- processamento podem ser, por exemplo, implementados com o dispositivo de processamento 602 ou poderá ser um ou mais dispositivos de processamento individuais para o pré-processamento.
[082] O dispositivo de processamento 602 pode ser, por exemplo, implementado com um ou mais circuitos processadores, cada um dos quais podendo ser um circuito processador programável fornecido com software adequado, um processador de hardware dedicado como por exemplo, um circuito integrado específico da aplicação "ASIC" ou um processador de hardware configurável, como por exemplo, uma matriz de portas de campo programável "FPGA".
[083] Um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, que é um sistema portátil que inclui o primeiro elemento sensor 603, o dispositivo de processamento 602 ligado ao primeiro elemento sensor 603 e uma interface do sinal adequada e/ou uma interface do utilizador para saída de um sinal que expresse a doença cardíaca quando ocorre a doença cardíaca. Por exemplo, um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, que pode ser integrado num dispositivo portátil de eletrocardiografia "ECG", de modo a que o ECG portátil possua o primeiro elemento sensor 603 para medição do primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular. Um sistema de processamento do dispositivo ECG portátil, que pode ser configurado para detectar se uma tendência temporal do primeiro sinal manifesta um fenômeno indicativo onde a amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude de um segundo batimento cardíaco e uma taxa de batimentos cardíacos é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco e para produzir um indicador de doença cardíaca em resposta à detecção do fenômeno indicativo.
[084] Um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, que é um sistema utilizável que poderá incluir, por exemplo, um colete ou outra peça de roupa que inclui o primeiro elemento sensor 603, o dispositivo de processamento 602 ligado ao primeiro elemento sensor 603 e uma interface do sinal adequada e/ou uma interface do utilizador para saída de um sinal que expresse a doença cardíaca quando ocorre a doença cardíaca.
[085] O primeiro elemento sensor 603 pode ser um micro sistema eletromecânico "MEMS" que torna possível que o tamanho do dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, possa ser pequeno. É também possível que o dispositivo seja um dispositivo implantável, isto é, sob a pele. Um dispositivo de acordo com esta versão exemplificativa da invenção, que pode ser, por exemplo, integrado com um sistema de monitorização cardíaca sob a pele, como por exemplo Reveal LINQ™ da Medtronic. O dispositivo é implantado na zona do peito.
[086] Adicionalmente, um dispositivo de acordo com uma versão exemplificativa da invenção, que pode ser implementado com um telemóvel programável ou outro dispositivo móvel, que inclui um sensor de aceleração adequado para a produção do primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular. O dispositivo de acordo com esta versão exemplificativa da invenção, que pode ser implementado através da programação do telemóvel ou de outro dispositivo móvel para detectar se uma tendência temporal do primeiro sinal manifesta um fenômeno indicativo onde uma amplitude de um primeiro batimento cardíaco é maior do que uma amplitude de um segundo batimento cardíaco e uma taxa de batimentos cardíacos é maior antes do primeiro batimento cardíaco do que antes do segundo batimento cardíaco e para produzir um indicador de doença cardíaca em resposta à detecção do fenômeno indicativo. O dispositivo implementado com o telemóvel ou com outro dispositivo móvel, pode ser utilizado colocando o dispositivo sobre ou contra o peito de uma pessoa sob consideração.
[087] Os exemplos específicos fornecidos na descrição acima mencionada, não devem ser considerados como limitativos do âmbito e/ou da aplicabilidade das reivindicações anexas. Adicionalmente, deve-se salientar que, em muitos casos, a presente invenção pode ser utilizada em conjunto com outras técnicas para detecção de doenças cardíacas.

Claims (20)

1. Aparelho que inclui: - uma interface do sinal (601) para receber um sinal indicativo de movimento cardiovascular, e - um dispositivo de processamento (602) acoplado à interface do sinal, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para - detectar se a tendência temporal do primeiro sinal manifesta um fenômeno indicativo onde uma amplitude máxima pico-a-pico (p-p) de um primeiro batimento cardíaco é maior do que a amplitude máxima pico-a-pico (pp) de um segundo batimento cardíaco e um período de batimento cardíaco (HP(i)) que precede o primeiro batimento cardíaco é mais curto que um período de batimento cardíaco (HP(i + 1)) que precede o segundo batimento cardíaco, e - produzir um indicador de doença cardíaca em resposta à detecção do fenômeno indicativo.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para utilizar um comprimento temporal de um período de batimentos cardíacos que precede o primeiro batimento cardíaco como uma quantidade indicativa da taxa de batimentos cardíacos anterior ao primeiro batimento cardíaco, e um comprimento temporal de um período de batimentos cardíacos que precede o segundo batimento cardíaco como uma quantidade indicativa da taxa de batimentos cardíacos anterior ao segundo batimento cardíaco.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para determinar a correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos, de modo a detectar o fenômeno indicativo.
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para determinar a correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e os comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos que precedem os batimentos cardíacos, uma correlação negativa que indica a presença do fenômeno indicativo.
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para determinar a correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as taxas de batimentos cardíacos nos períodos de batimentos cardíacos que precedem os batimentos cardíacos, uma correlação positiva que indica a presença do fenômeno indicativo.
6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para calcular uma correlação do coeficiente C indicativa do grau de correlação entre as amplitudes dos batimentos cardíacos e as quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos:
Figure img0007
em que E é o operador de valor esperado, A representa as amplitudes dos batimentos cardíacos, μA é a média das amplitudes, Q representa as quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos e μQ é a média das quantidades indicativas das taxas de batimentos cardíacos.
7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para extrair ou produzir, a partir de ou com base no primeiro sinal, um dos seguintes que representam as amplitudes dos batimentos cardíacos: alturas dos picos AO causadas pela abertura da válvula aórtica, valores máximos de pico a pico dentro de janelas temporais, cada uma envolvendo um dos picos AO ou valores quadráticos médios calculados nas janelas temporais, cada uma envolvendo um dos picos AO.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para extrair, a partir do primeiro sinal, sendo os períodos temporais entre sucessivos picos AO, comprimentos temporais dos períodos temporais entre sucessivos picos AO indicativos das taxas de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos.
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a interface do sinal estar configurada para receber um segundo sinal indicativo dos fenômenos eletromagnéticos relacionados com a atividade cardíaca e o dispositivo de processamento estar configurado para extrair, a partir do segundo sinal, períodos temporais entre sucessivos picos R, sendo os picos R causados pela despolarização do tecido muscular ventricular e sendo os comprimentos temporais dos períodos temporais entre sucessivos picos R, indicativos das taxas de batimentos cardíacos anteriores aos batimentos cardíacos.
10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para determinar a variação temporal indicativa da variação dos comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos e para detectar se a tendência temporal do primeiro sinal manifesta o fenômeno indicativo em resposta a uma situação na qual a variação temporal detectada excede um limite.
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para determinar uma variação-quantidade V indicativa da variação temporal.
Figure img0008
comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos e μT é a média dos comprimentos temporais dos períodos de batimentos cardíacos.
12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o dispositivo incluir também um elemento sensor (604) para medição do primeiro sinal.
13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o elemento sensor incluir um dos seguintes: um acelerómetro, um sensor piezo- eletrônico.
14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por o dispositivo de processamento estar configurado para produzir um sinal que expresse a fibrilação auricular em resposta a uma situação na qual o fenômeno indicativo é detectado como estando presente.
15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado por o elemento sensor ser um micro sistema eletromecânico.
16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado por o dispositivo ser implantável sob a pele de uma pessoa sob consideração.
17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado por o dispositivo ser um telemóvel que inclui o elemento sensor e o dispositivo de processamento.
18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado por o dispositivo ser utilizável e incluir uma peça de roupa que inclui o elemento sensor e o dispositivo de processamento ligado ao elemento sensor.
19. Método caracterizado por a detecção incluir: - a detecção (201) se uma tendência temporal de um primeiro sinal indicativo de movimento cardiovascular manifesta um fenômeno indicativo onde uma amplitude máxima pico-a-pico (p-p) de um primeiro batimento cardíaco é maior do que uma amplitude máxima pico-a-pico (p-p) de um segundo batimento cardíaco e um período de batimento cardíaco (HP(i)) que precede o primeiro batimento cardíaco é mais curto que um período de batimento cardíaco (HP(i + 1)) que precede o segundo batimento cardíaco, e - a produção (202) de um indicador de doença cardíaca em resposta à detecção do fenômeno indicativo.
20. Meio legível por computador caracterizado por executar o método da reivindicação 19 quando executado por um computador.
BR112015031458-9A 2013-06-19 2014-06-13 Método e dispositivo para determinar a informação indicativa de doença cardíaca BR112015031458B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20135669 2013-06-19
FI20135669 2013-06-19
PCT/FI2014/050477 WO2014202829A1 (en) 2013-06-19 2014-06-13 Method and apparatus for determining information indicative of cardiac malfunctions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112015031458A2 BR112015031458A2 (pt) 2017-07-25
BR112015031458B1 true BR112015031458B1 (pt) 2022-09-20

Family

ID=51211259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112015031458-9A BR112015031458B1 (pt) 2013-06-19 2014-06-13 Método e dispositivo para determinar a informação indicativa de doença cardíaca

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9872638B2 (pt)
EP (1) EP3010407B1 (pt)
JP (1) JP6441914B2 (pt)
KR (1) KR102261769B1 (pt)
CN (1) CN105392420B (pt)
BR (1) BR112015031458B1 (pt)
CA (1) CA2915965C (pt)
DK (1) DK3010407T3 (pt)
ES (1) ES2802259T3 (pt)
HK (1) HK1219637A1 (pt)
HU (1) HUE050008T2 (pt)
WO (1) WO2014202829A1 (pt)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104873218B (zh) * 2015-04-15 2018-03-13 南京邮电大学 一种4通道心音同步定位采集装置
JP6765622B2 (ja) * 2015-07-17 2020-10-07 日本光電工業株式会社 救命支援装置
WO2017127355A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Harnessing s1 variability for af detection
JP6793287B2 (ja) * 2016-03-22 2020-12-02 国立大学法人秋田大学 生体信号測定装置及び生体信号測定方法
JP6829990B2 (ja) * 2016-12-26 2021-02-17 日本光電工業株式会社 心房細動検出装置、心房細動検出方法、プログラム及び記憶媒体
EP3417770A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-26 Koninklijke Philips N.V. Device, system and method for detection of pulse and/or pulse-related information of a patient
US11504047B2 (en) 2017-12-28 2022-11-22 Heart Force Medical Inc. Sensor apparatuses, methods of operating same, and systems including same, and methods and systems for sensing and analyzing electromechanical characteristics of a heart
CN111770722B (zh) * 2018-02-27 2024-01-02 罗伯特·博世有限公司 具有心脏振动描记信号的自动参考的可穿戴健康设备系统
CN109770851B (zh) * 2019-01-03 2022-03-04 湖北工业大学 一种基于蓝牙无线通信的心脏健康状态监测系统及方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2709968B1 (fr) * 1993-08-13 1995-12-01 Ela Medical Sa Circuit de détection pour détecteur de tachyarythmie.
JP3465133B2 (ja) * 1997-08-05 2003-11-10 日本光電工業株式会社 患者監視装置
FI20021145A (fi) * 2002-06-13 2003-12-14 Alpo Vaerri Laitteisto elintoimintojen mittaamiseksi
EP1592344A4 (en) * 2003-01-31 2006-08-16 Univ Leland Stanford Junior PROOF OF TOP MOTION TO MONITOR THE HEART FUNCTION
US7846106B2 (en) 2006-04-26 2010-12-07 The General Electric Company Atrial fibrillation detection using SPO2
US7846104B2 (en) 2007-02-08 2010-12-07 Heart Force Medical Inc. Monitoring physiological condition and detecting abnormalities
US20080300641A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-04 Brunekreeft Willie N Cardiac information and activity information association systems, apparatus, and methods
KR101023446B1 (ko) * 2007-09-21 2011-03-25 주식회사 바이오에이비씨랩 연신에 의해 전기적 신호를 발생시키는 물질을 포함하는 센서
US8396541B2 (en) 2007-10-24 2013-03-12 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Signal analysis of cardiac and other patient medical signals
CA2709172A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-11 Heart Force Medical Inc. Method and apparatus for acquiring and analyzing data relating to a physiological condition of a subject
EP2317919B1 (en) 2008-07-11 2013-09-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ballistocardiogram analysis method and device
EP2442710A1 (en) * 2009-06-17 2012-04-25 Heart Force Medical Inc. Method and apparatus for obtaining and processing ballistocardiograph data
WO2011068687A1 (en) 2009-11-18 2011-06-09 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for sensing blood flow and hemodynamic parameters
WO2011063092A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-26 Texas Instruments Incorporated Apparatus and methods for monitoring heart rate and respiration
US20110301480A1 (en) 2010-06-03 2011-12-08 Medtronic, Inc. System and method for assessing a likelihood of a patient to experience a cardiac arrhythmia

Also Published As

Publication number Publication date
BR112015031458A2 (pt) 2017-07-25
JP2016526409A (ja) 2016-09-05
JP6441914B2 (ja) 2018-12-19
US20160135717A1 (en) 2016-05-19
US9872638B2 (en) 2018-01-23
ES2802259T3 (es) 2021-01-18
EP3010407A1 (en) 2016-04-27
CN105392420B (zh) 2018-11-13
HK1219637A1 (zh) 2017-04-13
CA2915965A1 (en) 2014-12-24
WO2014202829A1 (en) 2014-12-24
HUE050008T2 (hu) 2020-11-30
CN105392420A (zh) 2016-03-09
KR102261769B1 (ko) 2021-06-08
EP3010407B1 (en) 2020-04-29
KR20160022366A (ko) 2016-02-29
DK3010407T3 (da) 2020-06-22
CA2915965C (en) 2022-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112015031458B1 (pt) Método e dispositivo para determinar a informação indicativa de doença cardíaca
US10492733B2 (en) Method and apparatus for determining information indicative of cardiac malfunctions and abnormalities
ES2971765T3 (es) Método y aparato para determinar información indicativa de disfunciones y anomalías cardíacas
ES2900837T3 (es) Método y aparato para producir información indicativa de disfunciones cardíacas
Lahdenoja et al. Heart rate variability estimation with joint accelerometer and gyroscope sensing
BR112018007047B1 (pt) Aparelho e método para produzir informações indicativas de condição cardíaca

Legal Events

Date Code Title Description
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: PRECORDIOR OY (FI)

B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/06/2014, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS