BR112016005096B1 - Sistema, método, e meio de armazenamento legível por computador de monitoramento cardíaco - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE MONITORAMENTO CARDÍACO. A presente invenção refere-se a um dispositivo que inclui um sensor de movimento angular configurado para obter um sinal de balistografia que indica o movimento rotacional do tórax de um indivíduo. Os meios de processamento de sinal são configurados para gerar, a partir desse sinal de balistocardiografia angular, valores medidos de um parâmetro de saída, que indica a operação cardíaca do indivíduo.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se ao monitoramento de sinais vitais de um usuário e, especificamente, a um sistema, método e um produto de programa de computador para o monitoramento da operação cardíaca de um indivíduo, definidos nos preâmbulos das reivindicações independentes.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Um coração é um tecido oco formado de células que têm capacidade para produzir uma contração que altera o comprimento e o formato da célula. O coração bombeia sangue em contrações cíclicas através de uma rede de artérias e veias chamada de sistema cardiovascular. Conforme mostrado na Figura 1, um coração humano inclui quatro câmaras, que são divididas por um septo em um lado direito (átrio direito RA e ventrículo direito RV) e um lado esquerdo (átrio esquerdo LA e ventrículo esquerdo LV). Durante um ciclo de batimento cardíaco, o átrio direito RA recebe sangue das veias e bombeia o mesmo no ventrículo direito e o ventrículo direito RV bombeia o sangue nos pulmões para oxigenação. O átrio esquerdo LA recebe o sangue oxigenado dos pulmões e bombeia o mesmo para o ventrículo es-querdo LV, e o ventrículo esquerdo LV bombeia o sangue nas veias. O AP de ápice do coração é uma porção formada pela parte inferolateral do ventrículo esquerdo LV.

[0003] Várias técnicas foram desenvolvidas para fornecer parâme tros mensuráveis que indicam a operação cardíaca de um indivíduo monitorado. Muitas dessas técnicas são invasivas e, portanto, adequadas apenas para uso médico avançado.

[0004] No lado não invasivo, ecocardiografia é uma técnica que aplica ultrassom para fornecer uma imagem do coração. A ecocardio- grafia pode ser realizada de maneira confortável no leito e, portanto, se tornou uma ferramenta amplamente usada para estudos não inva- sivos de mecânica cardíaca de corações adoecidos e saudáveis. As imagens produzidas necessitam, no entanto, de um equipamento de computador complexo e basicamente imóvel e as imagens precisam ser interpretadas por um médico muito treinado. O monitoramento ambulatorial ou de longo prazo da operação cardíaca fora do ambiente clínico por ecocardiografia é praticamente impossível.

[0005] A eletrocardiografia é baseada na medição da atividade elé trica do coração com eletrodos anexados à superfície da pele do indivíduo monitorado. Na eletrocardiografia, a despolarização de onda do coração é detectada como alterações na tensão entre um par de eletrodos colocados em posições específicas na pele. Tipicamente, vários eletrodos são usados, e os mesmos são dispostos em combinação em pares (guias). Os eletrocardiogramas são muito precisos e amplamente usados, e também permitem alguma interpretação computadorizada. A colocação adequada dos eletrodos pode, no entanto, ser um desafio para os usuários sem treinamento médico. Além disso, o sistema de medição necessita, tipicamente, de um sistema computadorizado conectado com cabos a uma pluralidade de almofadas autoadesivas que se acoplam através da condução de gel à pele do indivíduo monitorado. A locomoção com tal fiação é muito limitada.

[0006] A publicação de patente WO2010145009 descreve um apa relho para determinar as informações que indicam a condição fisiológica de um indivíduo. O aparelho compreende um dispositivo de sensor que obtém os dados de balistocardiográfico que indicam o movimento do coração do indivíduo, medido ao longo de uma pluralidade de eixos geométricos espaciais. Os dados de balistocardiográfico indicam a extensão dos movimentos mecânicos de um corpo que ocorrem em res- posta à atividade miocardial do coração. Esses dados de balistocardi- ográfico são, então, usados para processar os dados que indicam o movimento do coração do indivíduo. O método da técnica anterior supera algumas das limitações da técnica anterior. No entanto, observou-se que a medição linear ao longo dos eixos geométricos espaciais é altamente afetada pela postura do indivíduo monitorado durante a medição. Além disso, algumas características do ciclo de batimento cardíaco não são completamente mensuráveis de maneira confiável com os dados de movimento linear.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0007] O objetivo da presente invenção é fornecer uma solução de monitoramento de operação cardíaca não invasivo em que pelo menos uma das desvantagens da técnica anterior é eliminada ou pelo menos aliviada. Os objetivos da presente invenção são alcançados com um sistema, método e produto de programa de computador de acordo com as porções de caracterização das reivindicações independentes.

[0008] As modalidades preferenciais da invenção são reveladas nas reivindicações independentes.

[0009] Devido a uma orientação específica das fibras miocardiais, em um ciclo de batimento cardíaco, o coração realiza um giro ao longo de seu eixo geométrico longo e um movimento de torcedura (torção). A compressão torsional e a abertura do ventrículo esquerdo LV causadas pela rotação do coração representam cerca de 60% do volume sistolítico do coração. O resto pode ser considerado como resultante da deflexão de uma parede entre o ventrículo esquerdo LV e o átrio esquerdo LA, e da compressão linear do ventrículo esquerdo LV a partir do AP de ápice.

[0010] A presente invenção descreve um dispositivo que inclui um sensor de movimento angular configurado para obter um sinal de balis- tografia angular que indica o movimento rotacional de um tórax de um indivíduo. Os meios de processamento de sinal são configurados para gerar, a partir desse sinal de balistocardiografia angular, valores medidos de um parâmetro de saída, que indica a operação cardíaca do indivíduo. Os valores ou parâmetros gerados podem ser usados em um sistema independente ou em combinação para aprimorar os sinais e/ou análise realizada em um sistema que aplica uma ou mais dentre as técnicas da técnica anterior.

[0011] O sinal de um sensor de movimento angular não é afetado pela gravidade, o que torna a medição praticamente independente da posição ou da postura do indivíduo monitorado. Foi observado que o movimento angular externo do tórax é maior em ordens de grandeza do que aquele que seria antecipado pela simples extensão da rotação do coração e da razão entre o tamanho do coração e o diâmetro do tórax de humano. Também foi observado que a detecção do movimento angular também é relativamente insensível à localização do sensor em relação ao coração. Devido a esses aspectos, medições precisas podem ser realizadas com até mesmo um giroscópio, por exemplo, giroscópio microeletromecânico, anexado ao tórax do indivíduo monitorado. Os giroscópios microeletromecânicos são precisos, de tamanho pequeno e facilmente disponíveis para comercialização.

[0012] Essas e outras vantagens adicionais da invenção são dis cutidas em maiores detalhes a seguir com descrições detalhadas de algumas modalidades da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0013] A seguir, a invenção será descrita em maiores detalhes, em conexão com modalidades preferenciais, com referência aos desenhos em anexo, nos quais A Figura 1 ilustra os elementos de um coração humano; A Figura 2 ilustra elementos funcionais de uma modalidade de um sistema de monitoramento; A Figura 3 ilustra a configuração funcional de um sistema de monitoramento cardíaco; A Figura 4 ilustra outra configuração exemplificadora de um sistema de monitoramento cardíaco; A Figura 5 ilustra os resultados de medição obtidos com o sistema da Figura 4; A Figura 6 ilustra um sistema de monitoramento remoto que inclui o sistema de monitoramento cardíaco; A Figura 7 ilustra um sinal de balistocardiografia angular exemplificador durante ciclos de batimento cardíaco; A Figura 8 mostra um exemplo simplificado de um sinal de balistocardiografia angular; A Figura 9 ilustra um sinal de saída exemplificador que cor-responde ao sinal de balistocardiografia angular da Figura 7 após uma filtragem especificamente equiparada; A Figura 10 ilustra um pico de AO em potencial do sinal da Figura 7; e A Figura 11 ilustra valores exemplificadores de volume sis- tolítico e marcações de tempo de batimento cardíaco medidas a partir de um indivíduo de teste; A Figura 12 ilustra medições tomadas simultaneamente de um indivíduo de teste com várias tecnologias de medição; A Figura 13 ilustra a geração de um parâmetro que indica a extrassístole atrial do indivíduo; A Figura 14 mostra diferenças de tempo (TD) exemplifica- doras em um caso de fibrilação atrial do indivíduo; A Figura 15 ilustra a variação de amplitude de um sinal exemplificador em um caso de fibrilação atrial quando uma pessoa sob exame se encontra respirando; A Figura 16 ilustra um exemplo de uma forma de onda de ECG e uma forma de onda de balistocardiograma angular de um sinal exemplificador que indica a rotação cardiovascular.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE ALGUMAS MODALIDADES

[0014] As modalidades a seguir são exemplificadoras. Embora o relatório descritivo possa se referir a "uma", "uma (1)" ou "algumas" modalidade(s), não significa necessariamente que cada tal referência se refira a(s) mesma(s) modalidade(s), ou que o recurso se aplique apenas a uma única modalidade. Os recursos individuais de diferentes modalidades podem ser combinados para fornecer modalidades adicionais.

[0015] A seguir, os recursos da invenção serão descritos com um único exemplo de uma arquitetura de dispositivo na qual várias modalidades da invenção podem ser implantadas. Apenas os elementos relevantes para a ilustração das modalidades serão descritos em detalhes. Várias implantações de sistemas e métodos de monitoramento de coração compreendem elementos que são conhecidos, em geral, por um indivíduo versado na técnica e podem não ser especificamente descritos no presente documento.

[0016] O sistema de monitoramento, de acordo com a invenção, gera um ou mais valores de saída para um ou mais parâmetros que indicam a operação do coração de um indivíduo. Esses valores podem ser usados como tal ou podem ser adicionalmente processados para indicar a condição do coração do indivíduo. O sistema de monitoramento é descrito no presente documento conforme aplicado a um indivíduo humano. A invenção é, no entanto, aplicável a espécies de animais ou qualquer tipo de indivíduo que tenha um coração e um corpo que engloba de maneira responsiva o coração de modo que o batimento cardíaco resulte em um movimento de recuo do corpo.

[0017] O diagrama de bloco da Figura 2 ilustra os elementos fun cionais de uma modalidade de um sistema de monitoramento 200, de acordo com a presente invenção. O sistema inclui um sensor de movimento angular configurado para obter um sinal de balistografia angular que indica o movimento rotacional de um tórax de um indivíduo, e meios de processamento de sinal configurados para gerar, a partir do sinal de balistocardiografia angular, valores medidos de um parâmetro de saída que indicam a operação cardíaca do indivíduo. Esses elementos podem ser implantados como um dispositivo físico, por exemplo, um dispositivo de computação móvel, como um telefone inteligente ou um computador tipo tablet. Alternativamente, os elementos podem ser incluídos em dois ou mais dispositivos físicos acoplados de modo elétrico ou comunicativo do sistema. A Figura 2 ilustra uma configuração exemplificadora em que o sistema 200 compreende uma unidade de sensor 202 e uma unidade de controle 204. Nesse exemplo, a unidade de sensor 202 pode ser considerada como um elemento para ser anexado ao indivíduo monitorado e a unidade de controle 204 pode ser considerada como um elemento fisicamente desanexado do indivíduo monitorado.

[0018] A unidade de sensor 202 inclui um sensor de movimento angular 206. O sensor de movimento angular é configurado para ser anexado ao indivíduo para se mover ao longo de movimentos do indivíduo, ou à parte do indivíduo a qual é anexado. O movimento rotacio- nal ou o movimento angular se refere, no presente documento, ao movimento circular no qual um objeto progride em orientação radial a um eixo geométrico de rotação. O sensor de movimento angular se refere aqui a um elemento funcional que pode ser exposto ao movimento angular do indivíduo e interpreta pelo menos uma variável do movimento angular em um sinal elétrico. As variáveis aplicáveis incluem, por exemplo, a posição em orientação radial, velocidade angular e aceleração angular. O movimento rotatório do coração e o movimento rotatório reverso da parte circundante do corpo do indivíduo são oscilató- rios, então, o sensor de movimento angular pode ser configurado para detectar tanto a direção quanto a magnitude de uma variável aplicada.

[0019] A unidade de sensor 202 também pode incluir uma unidade de condicionamento de sinal 208 que manipula o sinal elétrico de entrada bruto para atender às exigências de uma próxima etapa para processamento adicional. O condicionamento de sinal pode incluir, por exemplo, isolar, filtrar, amplificar e converter um sinal de entrada de sensor em um sinal de saída proporcional que pode ser enviado para outro dispositivo de controle ou sistema de controle. Uma unidade de condicionamento de sinal 208 também pode executar algumas funções de computação tal como totalização, integração, modulação de largura de pulso, linearização e outras operações matemáticas em um sinal. A unidade de condicionamento de sinal 208 pode, alternativamente, ser incluída na unidade de controle 204.

[0020] O sensor de movimento angular é configurado para gerar um sinal de movimento de tórax, um sinal de balistocardiografia angular que indica o movimento de recuo rotacional no tórax em resposta à operação cardíaca do indivíduo dentro do tórax. A balistocardiografia se refere, em geral, a uma tecnologia para medir os movimentos de um corpo, que são ocasionados em resposta a mudanças no centro de massa do corpo durante os ciclos de batimento cardíaco. O tórax se refere, aqui, a uma parte de peitoral do corpo no torso superior entre o pescoço e o abdômen do indivíduo. De modo vantajoso, o movimento rotacional do tórax em torno de seu eixo geométrico paralelo ao plano sagital do indivíduo é medido. No entanto, outros eixos geométricos também podem ser aplicados dentro do escopo.

[0021] O sensor de movimento angular 206 pode ser anexado em uma posição e orientação desejada ao exterior do tórax do indivíduo com um elemento de fixação de modo que, quando a parte subjacente do tórax se move, o sensor se move como consequência. O elemento de fixação se refere, aqui, a meios mecânicos que podem ser aplicados para posicionar o sensor de movimento angular 206 em contato com a superfície externa da pele do usuário. O elemento de fixação pode ser implantado, por exemplo, com uma tira elástica ou ajustável. O sensor de movimento angular 206 e qualquer fiação elétrica exigida por suas conexões elétricas podem ser anexados ou integrados à tira. Outros mecanismos de fixação também podem ser aplicados. Por exemplo, o elemento de fixação pode compreender uma ou mais bandas adesivas facilmente removíveis para anexar o sensor de movimento angular 206 na pele na área do tórax. O movimento rotacional do tórax do indivíduo pode, alternativamente, ser detectado com um sensor de movimento angular acoplado a uma posição em qualquer outra parte do torso superior do indivíduo. Por exemplo, uma posição no lado posterior do torso superior do indivíduo pode ser aplicada para esse propósito. Tal configuração de sensor permite medições sem elementos de fixação específicos. Por exemplo, uma unidade de sensor pode ser incorporada a uma camada inferior, como um colchão no qual o indivíduo monitorado pode se deitar sem tiras ou fitas adicionais.

[0022] Um sensor de movimento angular tem, tipicamente, uma direção de detecção, o que significa que o mesmo é configurado para detectar o movimento angular em torno de um eixo geométrico de rotação específico. Esse eixo geométrico de rotação define a direção de detecção do sensor de movimento angular.

[0023] Sabe-se que as estruturas microeletromecânicas (MEMS) podem ser aplicadas para se detectar rapidamente e com exatidão alterações muito pequenas em propriedades físicas. Um giroscópio mi- croeletromecânico pode ser aplicado para detectar rapidamente e com exatidão deslocamentos angulares muito pequenos. O movimento tem seis graus de liberdade: interpretações em três direções e rotações ortogonais em torno de três eixos geométricos. Os últimos três podem ser medidos por um sensor de taxa angular, também conhecido como um giroscópio. Os giroscópios de MEMS usam o efeito coriólis para medir a taxa angular. Quando uma massa sem move em uma direção e a velocidade angular rotacional é aplicada, a massa experimenta uma force na direção ortogonal como resultado da força de coriólis. O deslocamento físico resultante ocasionado pela força de coriólis pode ser, então, lido a partir de, por exemplo, uma estrutura de detecção capacitiva, piezoelétrica ou piozoresistiva.

[0024] Em giroscópios de MEMS, o movimento principal não é, tipicamente, a rotação contínua como naqueles convencionais devido à ausência de rolamentos adequados. Em vez disso, a oscilação mecânica pode ser usada como o movimento principal. Quando um giros- cópio de oscilação é submetido a um movimento angular ortogonal à direção do movimento principal, resulta em uma força de coriólis ondulante. Isso cria uma oscilação secundária ortogonal ao movimento principal e ao eixo geométrico do movimento angular, e na frequência da oscilação principal. A amplitude dessa oscilação acoplada pode ser usada como a medição do movimento angular.

[0025] Com base na força de coriólis, o sinal detectado de um gi- roscópio é minimamente afetado pela gravidade. Isso torna os girocar- diogramas muito mais insensíveis à postura do indivíduo monitorado do que, por exemplo, os sismocardiogramas. O indivíduo pode, então, selecionar livremente uma posição confortável para realizar uma medição de cardiograma ou, até certo ponto, até se mover durante a medição.

[0026] Durante a medição, a posição do sensor deve, de maneira eficiente, ser a mais próxima do coração quanto possível e a orientação do sensor deve ser de tal modo que a direção de detecção seja alinhada com a maior exatidão possível ao eixo geométrico de rotação do corpo do indivíduo. Em um indivíduo humano, os eixos geométricos paralelos ao plano sagital que passa da ventral a dorsal e dividem o corpo em metades podem ser aplicados. Essas exigências para o posicionamento de sensor são fáceis de entender e implantar. As tolerâncias no posicionamento são, além disso, razoáveis, o que habilita a fixação da unidade de sensor em, por exemplo, um ambiente ambulatorial ou por pessoas com menos ou nenhum treinamento médico.

[0027] A função cardíaca inclui, tipicamente, vários movimentos direcionais ventriculares de estreitamento, encurtamento, alongamento, ampliação e torção. Apesar dessa direcionalidade, detectou-se que o efeito de recuo é relativamente insensível à posição e à orientação da unidade de sensor. Uma razão para a insensibilidade relativa aos desvios na orientação é que, em teoria, o erro é proporcional ao cosseno de um ângulo entre a direção de detecção do sensor e um eixo geométrico de rotação da oscilação rotatória do coração. Sabe-se que nas vizinhanças de zero, o cosseno é uma função que decresce lentamente. Uma razão para a insensibilidade relativa à posição do sensor é que diferentes partes do coração se acoplam de maneira diferente à região circundante, principalmente tecido líquido. Além disso, um volume de sangue que flui para a aorta contribui para o movimento de recuo detectado do tórax. Os volumes inerciais além da extensão do músculo do coração em si equilibram o efeito de recuo de modo que desvios razoáveis na posição e na orientação da unidade de sensor possam ser tolerados. Além disso, o movimento detectado é maior e, desse modo, fornece sinais maiores relativamente mais de detectar.

[0028] A unidade de controle 204 é acoplada de modo comunicati vo à unidade de sensor para inserir sinais gerados pelo sensor de movimento angular para processamento adicional. Tipicamente, o acoplamento é elétrico, que permite tanto o fornecimento de potência à unidade de sensor quanto a comutação de cabo de perfilagem de sinais entre a unidade de sensor e a unidade de controle. A unidade de sensor pode, no entanto, ser uma unidade independente com seu próprio fornecimento de potência e interface de rádio para a unidade de controle. Por outro lado, a unidade de sensor e a unidade de controle podem ser implantadas como um dispositivo físico integrado.

[0029] A unidade de controle 204 é um dispositivo que pode com preender um componente de processamento 210. O componente de processamento 210 é uma combinação de um ou mais dispositivos de computação para a realização de execução sistemática de operações mediante dados predefinidos. O componente de processamento pode compreender uma ou mais unidades logicas de aritmética, vários registros específicos e circuitos de controle. O componente de processamento pode compreender ou pode ser conectado a uma unidade de memória 212 que fornece um meio de dados em que os dados legíveis por computador ou os programas, ou os dados de usuário podem ser armazenados. A unidade de memória pode compreender uma ou mais unidades de memória volátil ou não volátil, por exemplo, EEPROM, ROM, PROM, RAM, DRAM, SRAM, firmware, lógica programável, etc.

[0030] A unidade de controle 204 também pode compreender, ou ser conectada a uma unidade de interface 214 que compreende pelo menos uma unidade de entrada para inserir os dados nos processos internos da unidade de controle, e pelo menos uma unidade de saída para emitir dados dos processos internos da unidade de controle.

[0031] Se uma interface de linha for aplicada, a unidade de interfa ce 214 tipicamente compreende unidades adicionais que agem como uma porta de comunicação para informações entregues a seus pontos de conexão externa e para informações alimentadas às linhas conectadas a seus pontos de conexão externa. Se uma interface de rádio for aplicada, a unidade de interface 214 compreende, tipicamente, uma unidade transceptora de rádio, que inclui um transmissor e um receptor. Um transmissor da unidade transceptora de rádio pode receber um fluxo de bits do componente de processamento 210, e converter os mesmos a um sinal de rádio para transmissão por uma antena. De maneira correspondente, os sinais de rádio recebidos pela antena podem ser levados a um receptor da unidade transceptora de rádio, que converte o sinal de rádio em um fluxo de bits que é enviado para processamento adicional ao componente de processamento 210. Diferentes interfaces de linha ou rádio podem ser implantadas em uma unidade de interface.

[0032] A unidade de interface 214 também pode compreender uma interface de usuário com um teclado numérico, uma tela sensível ao toque, um microfone, ou semelhantes para inserir os dados e uma tela, uma tela sensível ao toque, um alto-falante, ou semelhantes para emitir os dados para um usuário do dispositivo.

[0033] O componente de processamento 210 e a unidade de inter face 214 são eletricamente interconectados para fornecerem meios para realizar a execução sistemática de operações nos dados recebidos e/ou armazenados de acordo com processos predefinidos e essencialmente programados. Essas operações compreendem os procedimentos descritos no presente documento para a unidade de controle do sistema de monitoramento da Figura 2.

[0034] A Figura 3 ilustra a configuração funcional de um sistema de monitoramento cardíaco 200 que inclui a unidade de sensor 202 e a unidade de controle 204 da Figura 2. A unidade de sensor, anexada ao tórax do indivíduo monitorado, é exposta ao movimento angular temporário AMchest do tórax, e passa por um movimento correspondente am(t). Em resposta ao movimento angular am(t), a unidade de sensor gera um sinal de balistocardiografia angular Sam e envia o mesmo para a unidade de controle. A unidade de controle inclui uma ou mais funções de processamento de dados F1, F2, F3, cada uma das quais define uma regra ou correspondência entre os valores do sinal de balisto- cardiografia angular Sam e os valores de parâmetros de saída p1, p2, p3 que indicam os parâmetros operacionais do coração do indivíduo. A unidade de controle pode armazenar um ou mais desses parâmetros de saída p1, p2, p3 em um armazenamento de dados local para o processamento posterior, emitir um ou mais dos mesmos em uma ou mais formas de mídia através da interface de usuário da unidade de controle, ou transmitir um ou mais dos mesmos para um nó remoto para processamento adicional.

[0035] A Figura 4 ilustra outra configuração exemplificadora em que o sistema 400 é um dispositivo de computação móvel, um telefone inteligente que incorpora tanto a unidade de sensor quanto a unidade de controle. Muitos dos dispositivos de computação móveis avançados hoje em dia incluem um aparelho de giroscópio, frequentemente um giroscópio de múltiplos eixos geométricos com capacidade para detectar o movimento angular em várias direções. O sinal ou os sinais do aparelho de giroscópio interno podem estar disponíveis, por exemplo, através de uma interface de programação de aplicativo (API) do sistema operacional. Um aplicativo pode ser configurado para usar os sinais de giroscópio e os meios de computação do dispositivo de computação móvel e, desse modo, formar o sistema reivindicado. A vantagem de se usar um sistema de dispositivo de computação móvel é que o monitoramento pode ser realizado com um dispositivo não dedicado, tipicamente disponível ao usuário em qualquer caso. O usuário pode facilmente usar, por exemplo, um telefone inteligente para realizar seu próprio girocardiograma para, por exemplo, medir as taxas do coração, detectar a fibrilação atrial, etc. Além disso, os meios de processamento, memória e interface do dispositivo de computação móvel permitem que os dados medidos sejam armazenados, pré-processados ou processados localmente no dispositivo de computação móvel, e/ou sejam transmitidos para uma localização remota para processamento adicio- nal, ou que sejam analisados, por exemplo, por um médico.

[0036] Conforme será discutido em maiores detalhes posterior mente, nos sistemas de monitoramento, o sinal de giroscópio pode ser usado em combinação com outros tipos de sinal. O dispositivo de computação móvel da Figura 4 pode ser equipado com, por exemplo, um recurso de monitoramento de ECG integrando-se os eletrodos de ECG em um compartimento no dispositivo de computação móvel. Tal configuração permite que se combine os sinais de ECG e de giroscó- pio para determinar, por exemplo, os intervalos de tempo cardíaco.

[0037] Conforme ilustrado na Figura 4, o dispositivo de computa ção móvel 400 também pode ser conectado a outros aparelhos, tal como um monitor de frequência cardíaca do tipo para pulso 402 (relógio inteligente ou semelhante) ou um conjunto de um ou mais fones de ouvido 404 com capacidade para medir as taxas do coração. O uso de sinais de dois pontos de medição torna possível determinar um tempo de trânsito de pulso (pulso de pressão arterial) do coração para alguma posição específica, nesses casos exemplificadores, para o pulso ou o ouvido. Quando a distância entre essas duas posições de medição é conhecida, o tempo de trânsito de pulso pode ser usado para medir vários parâmetros fisiológicos, tal como pressão sanguínea e resistência arterial.

[0038] A Figura 5 ilustra os resultados da medição tomada com o sistema da Figura 4, isto é, com um telefone inteligente anexado ao tórax do usuário. O telefone inteligente também inclui um acelerômetro de múltiplos eixos geométricos, e as curvas AccX, AccY, AccZ representam os sinais de direção X, Y e Z do acelerômetro linear. As curvas GyroX, GyroY, GyroZ representam sinais de movimento angular em torno dos eixos de direção X, Y e Z a partir de um aparelho de giros- cópio dentro do mesmo telefone inteligente. Pode ser visto que o sinal de saída do giroscópio de múltiplos eixos geométricos é mais bem de- finido e, portanto, adequado para a análise precisa do que o sinal de saída indistinto do acelerômetro de múltiplos eixos geométricos.

[0039] A Figura 6 ilustra um sistema de monitoramento remoto que inclui o sistema de monitoramento cardíaco da Figura 2. O sistema pode incluir um nó local 600 que compreende a unidade de sensor 202 e a unidade de controle 204 da Figura 2. Além disso, o nó local 600 pode ser conectado de maneira comunicativa a um nó remoto 602. O nó remoto 602 pode ser, por exemplo, um servidor de aplicativo que fornece um aplicativo de monitoramento como um serviço para um ou mais usuários. Um dos aspectos monitorados com o aplicativo pode ser o estado do coração do usuário. Alternativamente, o nó remoto pode ser um dispositivo de computação pessoal no qual um aplicativo de monitoramento de coração foi instalado. O nó local pode ser um dispositivo dedicado ou uma combinação de dispositivos que inclui a unidade de sensor e a unidade de controle descritas acima. Alternativamente, o nó local pode ser implantado como uma unidade de sensor que realiza interface com um aplicativo de cliente em um dispositivo de computador multiuso (por exemplo, um telefone móvel, um dispositivo de computação portátil, ou um terminal de rede de um usuário). Um aplicativo de cliente no dispositivo de computador pode realizar interface com a unidade de sensor e um aplicativo de servidor. O aplicativo de servidor pode estar disponível em um nó remoto físico 602, ou em uma nuvem de nós remotos acessível através de uma rede de comunicação.

[0040] Embora vários aspectos da invenção possam ser ilustrados e descritos como diagramas de bloco, diagramas de fluxo de mensagens, fluxogramas e diagramas de fluxo lógicos, ou com o uso de alguma outra representação pictórica, é bem compreendido que as unidades, blocos, aparelho, elementos de sistema, procedimentos e métodos ilustrados podem ser implantados em, por exemplo, hardware, software, firmware, circuitos ou lógica de propósito específico, um dispositivo de computação ou alguma combinação dos mesmos. As rotinas de software, que também podem ser chamadas de produtos de programa, são artigos de fabricação e podem ser armazenadas em qualquer mídia de armazenamento de dados legível por aparelho, e as mesmas incluem instruções de programa para executar as tarefas pré- definidas particulares. Consequentemente, as modalidades dessa invenção também fornecem um produto de programa de computador, legível por um computador e que codifica instruções para o monitoramento de operações cardíacas de um indivíduo em um dispositivo ou um sistema das Figuras 2, 3, 4 ou 5.

[0041] O sensor de movimento angular é, de maneira vantajosa, um dispositivo microeletromecânico, porém, outras tecnologias de detecção de movimento angular também podem ser aplicadas. Por exemplo, um magnetômetro anexado ao tórax do indivíduo pode ser usado para determinar a alteração da posição do tórax em relação ao campo magnético da terra.

[0042] O ruído e outros recursos indesejados podem ser removi dos do sinal de balistocardiografia angular bruto Sam com filtros analógicos ou digitais. Um passa baixo, passa alto ou filtro de passa-faixa podem ser aplicados. Por exemplo, após converter o sinal analógico para a forma digital, um filtro passa baixo digital da forma y(t)=(1-k)*y(t-1)+k*x(t) (1) em que y(t) = o valor do sinal filtrado na etapa de tempo t, y(t-1) = o valor do sinal filtrado na etapa de tempo (t-1), x = o valor do sinal não filtrado na etapa de tempo t, k = coeficiente de filtração, pode ser aplicado para esse propósito. A filtragem pode, em adição ou alternativamente, aplicar um ajuste polinomial, por exemplo, convolu- ção com um filtro de Savitzky-Golay.

[0043] A curva da Figura 7 ilustra um sinal de balistocardiografia angular filtrado Sam exemplificador durante os ciclos de batimento cardíaco de um indivíduo de teste. O eixo geométrico vertical representa a magnitude da taxa angular detectada na direção de detecção específica, e o eixo geométrico horizontal representa o número de etapas de tempo acumuladas ou o tempo decorrido. A razão entre sinal e ruído pode ser aprimorada por meio de filtração equiparada, em que o sinal filtrado é correlacionado a um modelo pré-definido. O movimento do coração pode ser aproximado para constituir um movimento recipro- cante em que o coração é torcido em uma primeira direção (aqui: torção positiva), e em uma segunda direção oposta (aqui: torção negati-va). O modelo pode compreender um conjunto de um ou mais limites para as características do sinal, por exemplo, amplitude específica, recurso de domínio de tempo ou recurso de domínio de frequência.

[0044] Como um exemplo simples, a filtração equiparada do sinal de balistocardiografia angular Sam da Figura 7 pode ser realizada por meio de valores de extremidade de sinal (mínimo/máximo). A Figura 8 mostra um exemplo simplificado de um sinal de balistocardiografia angular Sam. Por exemplo, a unidade de controle pode ser configurada para determinar os valores máximo e mínimo consecutivos mx1, mn1, mx2, mn2, mx3, mn3, ... e determinar as inclinações s1, s2, ... entre os mesmos, conforme mostrado na Figura 6. s1=mx1-mn1 s2=mx2-mn1 s3=mx2-mn2 s4=mx3-mn2, etc.

[0045] O modelo de filtração equiparada pode incluir um ou mais limites, por exemplo, de valores máximos, valores mínimos, os valores de inclinações individuais, ou de uma combinação de inclinações. A Figura 9 ilustra um sinal de saída exemplificador que corresponde ao sinal de balistocardiografia angular Sam da Figura 7 após uma filtragem especificamente equiparada, que será descrita em maiores detalhes posteriormente.

[0046] A unidade de controle pode ser configurada para gerar vá rios parâmetros de saída. Na forma mais simples, um parâmetro pode indicar a orientação radial do coração, velocidade angular do coração, ou a aceleração angular do coração durante o movimento de torção. Esse parâmetro de saída pode corresponder a um sinal de balistocar- diografia angular medido, condicionado e filtrado Sam mostrado na Figura 7 ou 9.

[0047] Alternativamente, ou adicionalmente, um parâmetro pode indicar o volume sistolítico do coração do indivíduo. O parâmetro de saída pode ser gerado determinando-se a amplitude do sinal de balis- tocardiografia angular Sam e usando a mesma como um valor para representar o volume sistolítico temporal. Por exemplo, uma amplitude de pico, semi-amplitude, ou amplitude de raiz do valor quadrático médio podem ser usadas para esse propósito. Visto que o sinal não é uma onda periódica simétrica pura, a amplitude é medida, de maneira vantajosa, em relação a um valor de referência definido, por exemplo, a partir de um ponto zero da curva de sinal. Outros valores de referência também podem ser aplicados dentro do escopo.

[0048] Alternativamente, ou adicionalmente, um parâmetro pode indicar o batimento cardíaco do indivíduo. Por exemplo, o parâmetro de saída pode ser gerado selecionando-se um ponto característico do sinal de balistocardiografia angular Sam e determinando-se a ocorrência do ponto característico em sequências de sinal consecutivas. Um valor mínimo ou máximo da sequência de sinal pode ser aplicado como o ponto característico. A ocorrência do ponto característico pode ser considerada como uma marcação de tempo do batimento cardíaco. Um período entre duas marcações de tempo pode ser considerado para representar o tempo de batimento a batimento (B-B) temporário do coração do indivíduo. O número de marcações de tempo dentro de um período definido pode ser aplicado para indicar a frequência cardíaca (HR) do indivíduo.

[0049] Alternativamente, ou adicionalmente, um parâmetro pode indicar a abertura ou fechamento aórtico do coração do indivíduo. A abertura aórtica (AO) e o fechamento aórtico (AC) são mostrados, tipicamente, como picos no efeito de recuo do tórax. Nos sistemas de medição em que o recuo é medido com meios de aceleração linear, os picos de AO e AC são bastante semelhantes em formato, mas, normalmente o pico de AO é mais alto do que o pico de AC. Para alguns indivíduos, o pico de AO e o pico de AC podem, no entanto, ser quase da mesma altura, ou o pico de AC pode até ser mais alto do que o pico de AO. Além disso, com os meios de aceleração linear, a postura do indivíduo tende a afetar o formato do sinal. Devido a isso, as medições com os meios de aceleração linear não fornecem necessariamente dados confiáveis, especificamente se for permitido que o indivíduo permaneça em várias posturas. Em sistemas de medição em que o recuo é medido através da detecção do movimento angular com um giroscópio, o pico de AO tem um formato muito distinto e é, portanto, muito mais confiavelmente distinguível do pico de AC no sinal de balis- tocardiografia angular Sam.

[0050] Referindo-se novamente às Figuras 7 e 9, uma seção enfa tizada do sinal de balistocardiografia angular Sam na Figura 7 inclui um pico de AO que pode ser identificado por meio do mecanismo de filtração equiparada descrita de modo geral anteriormente. A Figura 10 ilustra um pico de AO em potencial do sinal da Figura 5. A fim de assegurar que um pico de AO valido seja detectado, as áreas circundan- tes dos valores máximos do sinal de balistocardiografia angular Sam podem ser aplicadas no modelo de filtração equiparada. Por exemplo, a unidade de controle pode ser configurada para determinar as inclinações da curva de sinal, conforme descrito acima, e determinar uma soma de um número definido de inclinações consecutivas. Se o número definido for, por exemplo, quatro, a unidade de controle poderia computar uma soma Stot=s1+s2+s3+s4. Um pico de AO valido pode ser considerado, por exemplo, como existindo em uma faixa que corresponde a um máximo de somas Stot na sequência.

[0051] Alternativamente, ou adicionalmente, um parâmetro pode indicar outra operação vital que interage com uma função cardíaca. Tal operação vital pode ser, por exemplo, a respiração. A Figura 11 ilustra os valores exemplificadores de volume sistolítico e de marcações de tempo de batimento cardíaco em um sinal medido a partir de um indivíduo de teste. Pode ser visto que, durante a respiração, o volume sis- tolítico e o tempo de batimento a batimento do coração são tipicamente alterados. Quando os pulmões estão vazios, o volume sistolítico pode alcançar seus valores máximos, e o tempo de batimento a batimento pode ser mais baixo. Quando os pulmões estão cheios, os valores de volume sistolítico são menores e o coração bate mais rapidamente. Consequentemente, a respiração do indivíduo pode ser vista como uma modulação periódica do sinal de balistocardiografia angular Sam. A frequência da modulação pode ser considerada como representando a taxa de respiração do indivíduo e a amplitude da modulação pode ser considerada como representando a profundidade da respiração do indivíduo.

[0052] Outros parâmetros, deriváveis a partir do sinal de balisto- cardiografia angular Sam e aplicáveis para representarem o estado das funções cardíacas do indivíduo também podem ser usados dentro do escopo.

[0053] A Figura 12 ilustra as medições tomadas simultaneamente de um indivíduo de teste com as duas tecnologias convencionais e com o novo método proposto. A primeira curva 10 mostra um sinal de saída gerado com um eletrocardiograma, a segunda curva 12 mostra um sinal de saída gerado com um acelerômetro de múltiplos eixos geométricos (um sismocardiograma, eixo geométrico z) e a terceira curva 14 mostra o sinal de balistocardiografia angular gerado com um giros- cópio de múltiplos eixos geométricos (eixo geométrico y). Pode ser observado que as ocorrências relacionadas à abertura da válvula aórtica AO (abertura rotacional aórtica) são mais distinguíveis no sinal de ba- listocardiografia angular proposto do que no sinal de acelerômetro de múltiplos eixos geométricos.

[0054] Um ou mais diferentes tipos de parâmetros de saída podem ser criados no sistema. Esses parâmetros podem ser emitidos a partir do sistema ou aplicados no sistema para indicar as falhas e anormalidades na operação cardíaca do indivíduo.

[0055] Em uma modalidade, a temporização de dois padrões de onda que se repetem na frequência de batimento cardíaco do indivíduo pode ser aplicada para indicar a operação cardíaca anormal do indivíduo. Por exemplo, um primeiro sinal que indica os fenômenos eletromagnéticos relacionados à atividade cardíaca pode ser extraído a partir de um primeiro padrão de onda que se repete em uma frequência de batimento cardíaco. Um segundo sinal que indica a rotação cardiovascular pode ser extraído a partir de um segundo padrão de onda que também se repte na frequência de batimento cardíaco. A rotação cardiovascular pode ser medida a partir do movimento rotacional do tórax do indivíduo, conforme descrito acima. O primeiro sinal e o segundo sinal podem ser usados para formar dados de temporização, em que cada valor de temporização dos quais pode indicar um período de tempo a partir de um ponto de referência do primeiro padrão de on- da que pertence ao período de um batimento cardíaco para um ponto de referência do segundo padrão de onda que pertence ao mesmo período de batimento cardíaco. A correlação entre os dados de temporização e os dados de estimulação que indica a frequência de batimento cardíaco pode ser usada como um parâmetro que indica a função (falha) e a normalidade (anormalidade) cardíaca.

[0056] O segundo padrão de onda pode ser selecionado de modo que o mesmo represente uma resposta do coração ao primeiro padrão de onda no primeiro sinal. O primeiro sinal pode representar, por exemplo, uma forma de onda de ECG de eletrocardiográfico. O primeiro padrão de onda pode ser, por exemplo, mas não necessariamente, o pico R da forma de onda de ECG mostrada na Figura 10, e o segundo padrão de onda pode ser, por exemplo, mas não necessariamente, o pico de AO na forma de onda de balistocardiografia angular mostrada na Figura 12. Nesse caso, o topo do pico R pode ser usado como o ponto de referência do primeiro padrão de onda e o topo do pico de AO pode ser usado como o ponto de referência do segundo padrão de onda, e os valores dos dados de temporização TD podem indicar o período de tempo do momento do topo do pico R até o momento do topo do pico de AO.

[0057] O grau de correlação entre os dados de temporização e os dados de estimulação podem ser expresso, por exemplo, mas não ne-cessariamente, com o auxílio de um coeficiente de correlação que pode ser computado de acordo com a seguinte equação: C(j) = E{(TD - μT) X (PD - μp)}, em que C(j) é o coeficiente de correlação, E é o operador de valor esperado, isto é, E{variável} é o valor esperado da variável, TD são os dados de temporização, μT é o meio dos dados de temporização, PD é os dados de estimulação, μP é o meio dos dados de estimulação, e j é um número inteiro que expressa o atraso de tempo dos dados de es- timulação em relação aos dados de temporização em períodos de batimento cardíaco. À luz dos resultados empíricos, é vantajoso que os dados de estimulação PD tenham um atraso do período de um batimento cardíaco em relação aos dados de temporização TD, isto é, j = 1. Nesse caso, quando os dados de temporização TD se refere a um determinado período de batimento cardíaco, os dados de estimulação correspondentes PD se referem ao período de batimento cardíaco anterior. O coeficiente de correlação pode ser expresso em uma GT,P que está sempre na faixa de -1 a +1: GT,P = C(j) / (GT X ap), em que GT e GP são os desvios padrão dos dados de temporização e dos dados de estimulação, respectivamente.

[0058] A Figura 12 ilustra uma maneira exemplificadora de definir os dados de temporização TD. Nesse caso exemplificador, o pico R que aparece na forma de onda de ECG e é causado pela despolarização do tecido do músculo ventricular representa o primeiro padrão de onda 10 que se repete na frequência de batimento cardíaco, e o pico de AO da forma de onda que indica a rotação cardiovascular representa o segundo padrão de onda 14 que se repete na frequência de batimento cardíaco. O topo do pico R pode ser aplicado como o ponto de referência do primeiro padrão de onda e o topo do pico de AO pode ser aplicado como o ponto de referência do segundo padrão de onda.

[0059] Deve-se observar que a equação fornecida e o método pa ra definir os dados de temporização são apenas exemplos. Existem várias maneiras de se expressar a possível correlação entre os dados de temporização e os dados de estimulação, e a presente invenção não é limitada a uma maneira específica de expressar a correlação. Além disso, deve-se observar que a correlação não é necessariamente uma quantidade matemática, mas a mesma se refere a uma ampla classe de relações estatísticas que envolvem dependência, e que a correlação, em seu sentido geral, não implica ou exige causa.

[0060] Como um exemplo específico, a Figura 13 ilustra a geração de um parâmetro que indica a extrassístole atrial do indivíduo. Os dois gráficos no lado esquerdo da Figura 13 mostram o primeiro padrão de onda 10 e o segundo padrão de onda 14, conforme introduzido na Figura 10. O gráfico no lado direito mostra os valores empíricos dos dados de temporização TD obtidos a partir desses padrões de onda. Cada número (1,2,3) no gráfico do lado direito representa a diferença de tempo entre o pico R de uma forma de onda de ECG no primeiro padrão de onda 10 e o pico de AO de uma forma de onda que indica a rotação cardiovascular no segundo padrão de onda 14. Conforme pode ser visto a partir dos gráficos do lado esquerdo da Figura 13, o segundo batimento 2 pode ser considerado como extrassístole atrial, e os primeiro e terceiro batimentos podem ser considerados normais. Conforme mostrado no gráfico do lado direito, a tendência dos dados de temporização aumenta durante a extrassístole atrial, enquanto que em um caso normal, a tendência é substancialmente constante ou em diminuição. Uma inclinação positiva no gráfico do lado direito na Figura 13 ilustra uma correlação positiva entre os dados de temporização e os dados de estimulação. Uma correlação positiva entre os dados de temporização e os dados de estimulação pode, portanto, ser aplicada ou emitida a partir do sistema como um parâmetro que indica a extras- sístole atrial do indivíduo.

[0061] Como outro exemplo específico, à luz dos dados empíricos, observou-se que, durante a fibrilação atrial, há uma variação estocás- tica no atraso de tempo (TD) entre os períodos de batimento cardíaco sucessivos. A Figura 14 mostra as diferenças de tempo (TD) entre o pico R de uma forma de onda de ECG e o pico de AO de uma forma de onda que indica a rotação cardiovascular em diferentes frequências cardíacas do coração em um caso exemplificador de fibrilação atrial do indivíduo.

[0062] O grau da variação mencionada acima pode ser expresso com o auxílio de uma quantidade de variação matemática que pode ser computada, por exemplo, de acordo com a seguinte equação: em que V é a quantidade de variação, M é o número de valores de da- dos de temporização sob consideração na frequência de batimento cardíaco sob consideração, e

[0063] À luz dos dados empíricos, a quantidade de variação V po de ser mais que 10 % durante a fibrilação atrial e cerca de 5 % em um caso normal.

[0064] O sistema pode, portanto, ser configurada para produzir um sinal que expressa a fibrilação atrial em resposta a uma situação em que a quantidade de variação V é maior do que um limiar. Um valor adequado para o limiar pode ser determinado com base nos dados empíricos recolhidos de um grupo de pacientes e/ou outros indivíduos. O limiar não é necessariamente uma constante, mas o limiar pode se alterar de acordo com o individual sob consideração, de acordo com o tempo, e/ou de acordo com alguns outros fatores. Também é possível construir uma série de limiares em que cada limiar representa uma probabilidade específica de fibrilação atrial ou alguma outra falha e/ou anormalidade cardíaca.

[0065] Em outra modalidade, a variação de amplitude, isto é, vari ação de amplitude de um padrão de onda que se repete na frequência de batimento cardíaco no sinal pode ser aplicada para indicar a operação cardíaca anormal do indivíduo. A variação de amplitude pode ser detectada a partir de um sinal que indica a rotação cardiovascular. A variação de amplitude pode ser a variação de amplitude de um padrão de onda que se repete na frequência de batimento cardíaco no sinal de modo que a variação de amplitude inclua uma pluralidade de aumentos da amplitude e uma pluralidade de diminuições da amplitude. Um indicador de falha e anormalidade cardíaca pode, pelo menos parcialmente, ser determinado com base na variação de amplitude detectada. O padrão de onda mencionado acima pode ser, por exemplo, mas não necessariamente, o pico de AO de uma forma de onda que indica a rotação cardiovascular.

[0066] Tais falhas e anormalidades cardíacas, por exemplo, a fibri- lação atrial, que podem algumas vezes ser desafiados de se diagnosticar, podem, no entanto, ocasionar irregularidades na forma de onda do sinal que indica a rotação cardiovascular. Essas irregularidades podem ser difíceis de se detectar a partir de formas de onda de um ou dois períodos de batimento cardíaco, mas as mesmas podem se manifestar em períodos de tempo mais longos que cobrem vários períodos de batimento cardíaco de modo que a amplitude do padrão de onda que se repete na frequência de batimento cardíaco varie de maneira mais intensa do que em um caso normal. Portanto, a variação de amplitude representa as informações que indicam a falha e anormalidade cardíaca.

[0067] Em outra modalidade, a variação de tempo pode ser detec tada a partir do sinal, em que a variação de tempo é a variação de comprimentos temporais de períodos de batimento cardíaco. O indicador de falha e anormalidade cardíaca pode ser determinado com base tanto na variação de amplitude quanto na variação de tempo a fim de aprimorar a confiabilidade das informações que indicam as falhas e anormalidades cardíacas.

[0068] A Figura 15 ilustra a variação de amplitude de um sinal exemplificador que indica a rotação cardiovascular sobre vários batimentos cardíacos sucessivos em um caso de fibrilação atrial quando uma pessoa sob consideração está respirando. A Figura 16 ilustra um exemplo de uma forma de onda de ECG e uma forma de onda de ba- listocardiograma angular de um sinal exemplificador que indica a rotação cardiovascular.

[0069] A quantidade de variação de amplitude pode ser aplicada como um parâmetro que indica a operação cardíaca e a mesma pode ser comparada a um limiar a fim de se detectar a ocorrência de falha e anormalidade cardíaca. O limiar pode ser determinado com base nos dados empíricos recolhidos a partir de um grupo de pacientes e/ou outros indivíduos. O limiar não é necessariamente uma constante, mas o limiar pode se alterar de acordo com o individual sob consideração, de acordo com o tempo, e/ou de acordo com alguns outros fatores. Também é possível construir uma série de limiares de modo que cada limiar represente uma probabilidade específica de fibrilação atrial ou alguma outra falha e/ou anormalidade cardíaca.

[0070] A quantidade de variação de amplitude pode ser, por exemplo: RMSp-p - AVEp-p, em que RMSp-p é a raiz do valor quadrático médio "RMS" dos valores de pico a pico detectados e AVEp-p é a média aritmética dos valores de pico a pico detectados do sinal que indica a rotação cardiovascular. Para outro exemplo, a força da variação de amplitude pode ser expressa com o auxílio do desvio padrão dos valores de pico a pico detectados, isto é, a quantidade de variação de amplitude pode ser o desvio padrão dos valores de pico a pico detectados do sinal que indica a rotação cardiovascular.

[0071] Deve-se observar que existem várias maneiras de se ex pressar a força da variação de amplitude e a presente invenção não é limitada a quaisquer maneiras específicas de se expressar a força da variação de amplitude.

[0072] Para confiabilidade de precisão e funcionalidade adicionais, pode ser, no entanto, vantajoso usar sinais de girocardiograma em combinação com sinais gerados através de outras tecnologias de medição. Por exemplo, o sinal de balistocardiografia angular pode ser usado em combinação com os dados de medição de balistocardiologia linear convencional (BCG), medição de pressão sanguínea dinâmica e/ou estática, fotopletismografia (PPG), monitores de ECG ou equipamentos de medição ultrassônicos ou magnéticos. A combinação dos sinais pode ser realizada na unidade de controle do nó local ou em um nó remoto da Figura 6.

[0073] Para a detecção rápida e eficiente de anomalias na opera ção cardíaca, os sinais de balistocardiografia angulares de um indivíduo ou os valores de parâmetro gerados a partir dos sinais de balisto- cardiografia angulares do indivíduo podem ser armazenados em uma base de dados local ou remota. O sistema pode, então, ser configurado para comparar automaticamente os dados recentes a uma parte selecionada de formações armazenadas, e criar um alarme se o desvio dos novos valores das informações armazenadas exceder um limiar predefinido.

[0074] É óbvio para um indivíduo versado na técnica que, confor me a tecnologia avança, a ideia básica da invenção pode ser implantada de várias maneiras. A invenção e suas modalidades não são, portanto, restritas aos exemplos acima, porém, as mesmas podem variar dentro do escopo das reivindicações.

Claims (43)

1. Sistema, caracterizado pelo fato de que inclui: um giroscópio (206) configurado para obter, em um tórax de um indivíduo e usando efeito coriólis, um sinal de balistocardiografia angular que indica movimento de recuo rotacional no tórax do indivíduo em resposta à rotação cardiovascular dentro do tórax do indivíduo; meio de processamento de sinal (210) configurado para gerar, a partir do sinal de balistocardiografia angular, valores medidos de um parâmetro de saída indicativo de pelo menos um dentre uma orientação radial de um coração do indivíduo, uma velocidade angular do coração ou uma aceleração angular do coração durante a operação cardíaca do indivíduo.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui: uma unidade de sensor (202) que compreende o giroscópio (206); e uma unidade de controle (204) acoplada à unidade de sensor para receber o sinal de balistocardiografia angular.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a unidade de sensor (202) é configurada para ser anexada ao exterior do tórax do indivíduo; e a unidade de controle (204) é acoplada de forma comunicativa à unidade de sensor para receber o sinal de balistocardiografria angular.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que: o giroscópio (206) é configurado para detectar movimento rotacional em uma direção de detecção que é paralela a um eixo geométrico de rotação; e a direção de detecção da unidade de sensor é configurada para ser alinhada a um plano de simetria de um corpo do indivíduo.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o indivíduo é um humano e o plano de simetria é o plano sagital do indivíduo humano.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o sistema é um dispositivo de computação móvel.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui um nó remoto (602), acoplado de forma comunicativa à unidade de controle.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal é configurado para gerar, a partir do sinal de balistocardiogra- fia angular, um valor medido que representa fechamento aórtico ou abertura aórtica do coração, tempo de batimento a batimento ou frequência de batimento cardíaco, volume sistólico temporário do coração, durante a operação cardíaca do indivíduo.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que: o sinal de balistocardiografia angular é sequencial; o meio de processamento de sinal é configurado para determinar uma amplitude de uma sequência do sinal de balistocardio- grafia angular; e o meio de processamento de sinal é configurado para usar a amplitude para gerar um valor medido que representa volume sistóli- co temporário durante a sequência do sinal de balistocardiografia angular.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal (210) é configurado para gerar, a partir do sinal de balistocar- diografia angular, um valor medido que representa outra operação vital do indivíduo.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a operação vital é respiração.

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (204) é configurada para armazenar sinais de balistocardiográfia angulares de um indivíduo ou valores medidos gerados a partir de sinais de balistocardiográfico angulares do indivíduo em uma base de dados local ou remota.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (204) é configurada para comparar novos valores medidos com uma parte selecionada de informação armazenada na base de dados local ou remota, e criar um alarme se o desvio de novos valores da informação armazenada exceder um limite predefinido.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal (210) é configurado para: determinar variação de amplitude do sinal de balistocardio- grafia angular; e gerar valores medidos de um parâmetro de saída a partir da variação de amplitude determinada do sinal de balistocardiografia angular.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal (210) é configurado para determinar a variação de amplitude a partir de padrões de onda que se repetem na frequência de batimento cardíaco no sinal de balistocardiografia angular de modo que a variação de amplitude inclua dois ou mais aumentos da amplitude e duas ou mais diminuições da amplitude.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal (210) é configurado para determinar a variação de amplitude a partir de padrões de onda da abertura aórtica (AO) que se repetem na frequência de batimento cardíaco no sinal de balistocardiografia angular.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal (210) é configurado para: extrair de um sinal indicativo de fenômenos eletromagnéticos relacionados à atividade cardíaca, um primeiro padrão de onda que se repete em uma frequência de batimento cardíaco; extrair do sinal de balistocardiografia angular, um segundo padrão de onda que se repete na frequência de batimento cardíaco; formar dados de temporização, um valor dos dados de temporização indicativo de um período de tempo a partir de um ponto de referência do primeiro padrão de onda que pertence a um período de batimento cardíaco até um ponto de referência do segundo padrão de onda que pertence ao mesmo período de batimento cardíaco; e usar os dados de temporização para gerar valores medidos de um parâmetro de saída.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal (210) é configurado para: determinar correlação entre os dados de temporização e dados de estimulação indicativos da frequência de batimento cardíaco; e usar a correlação para gerar valores medidos de um parâmetro de saída.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal (210) é configurado para: determinar variação estocástica no valor de temporização entre períodos de batimento cardíaco sucessivos; e usar a variação estocástica para gerar valores medidos de um parâmetro de saída.

20. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado pelo fato de que o meio de processamento de sinal (210) é configurado para usar o parâmetro de saída para indicar operação cardíaca anormal do indivíduo.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a operação cardíaca anormal resulta de ex- trassístole atrial ou fibrilação atrial.

22. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo fato de que a unidade de sensor (204) é configurada para ser posicionada em uma parte de peitoral do torso superior do indivíduo, ou em uma parte de lado posterior do torso superior do indivíduo.

23. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de sensor (204) é configurada para obter um sinal de balistocardiografia angular com um giroscópio microeletromecânico.

24. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: obter, com um giroscópio em um tórax de um indivíduo, e usando efeito coriólis, um sinal de balistocardiografia angular (Sam) indicativo de movimento de recuo rotacional do tórax do indivíduo em resposta à rotação cardiovascular dentro do tórax; e gerar, a partir do sinal de balistocardiografia angular, valores medidos de um parâmetro de saída (p1, p2, p3) indicativos de pelo menos uma dentre uma orientação radial de um coração do indivíduo, uma velocidade angular do coração ou uma aceleração angular do coração durante a operação cardíaca do indivíduo.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que inclui: anexar uma unidade de sensor que compreende o giroscó- pio ao exterior do tórax do indivíduo; e enviar o sinal de balistocardiografia angular para uma unidade de controle acoplada de forma comunicativa à unidade de sensor.

26. Método, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, ca-racterizado pelo fato de que inclui: detectar movimento rotacional em uma direção de detecção que é paralela a um eixo geométrico de rotação; e alinhar a direção de detecção a um plano de simetria de um corpo do indivíduo.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o indivíduo é um humano e o plano de simetria é o plano sagital do indivíduo humano.

28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 27, caracterizado pelo fato de que inclui enviar os valores medidos para um nó remoto, o nó remoto sendo acoplado de forma comunicativa à unidade de controle.

29. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 28, caracterizado pelo fato de que compreende gerar, a partir do sinal de balistocardiografia angular, um valor medido que representa fechamento aórtico ou abertura aórtica do coração do indivíduo, tempo de batimento a batimento ou frequência de batimento cardíaco do coração, volume sistólico temporário do coração, durante a operação cardíaca do indivíduo.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o sinal de balistocardiografia angular é sequencial, e o método compreende: determinar uma amplitude de uma sequência do sinal de balistocardiografia angular; e usar a amplitude para gerar um valor medido que representa volume sistólico temporário durante a sequência do sinal de balisto- cardiografia angular.

31. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 28, caracterizado pelo fato de que compreende gerar, a partir do sinal de balistocardiografia angular, um valor medido que representa outra operação vital do indivíduo.

32. Método, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a operação vital é respiração.

33. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 32, caracterizado pelo fato de que compreende armazenar sinais de balistocardiográfia angulares de um indivíduo ou valores medidos gerados a partir dos sinais de balistocardiográfia angulares do indivíduo em uma base de dados local ou remota.

34. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que compreende comparar novos valores medidos com uma parte selecionada de informação armazenada, e criar um alarme se o desvio de novos valores da informação armazenada exceder um limite predefinido.

35. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que compreende: determinar variação de amplitude do sinal de balistocardio- grafia angular; e gerar valores medidos de um parâmetro de saída a partir da variação de amplitude do sinal de balistocardiografia angular.

36. Método, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que compreende determinar a variação de amplitude de padrões de onda que se repetem na frequência de batimento cardíaco no sinal de balistocardiografia angular de modo que a variação de amplitude inclui dois ou mais aumentos da amplitude e duas ou mais diminuições da amplitude.

37. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que compreende determinar a variação de amplitude a partir de padrões de onda da abertura aórtica (AO) que se repetem na frequência de batimento cardíaco no sinal de balistocardiogra- fia angular.

38. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que compreende: extrair, a partir de um sinal indicativo de fenômenos eletro-magnéticos relacionados a atividade cardíaca, um primeiro padrão de onda que se repete em uma frequência de batimento cardíaco; extrair, a partir do sinal de balistocardiografia angular, um segundo padrão de onda que se repete na frequência de batimento cardíaco; formar dados de temporização, um valor de temporização dos dados de temporização sendo indicativo de um período de tempo a partir de um ponto de referência do primeiro padrão de onda que pertence a um período de batimento cardíaco até um ponto de referência do segundo padrão de onda que pertence ao mesmo período de batimento cardíaco; usar os dados de temporização para gerar valores medidos de um parâmetro de saída.

39. Método, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que compreende: determinar correlação entre os dados de temporização e dados de estimulação indicativos da frequência de batimento cardíaco; usar a correlação para gerar valores medidos de um parâmetro de saída.

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que compreende: determinar variação estocástica no valor de temporização entre períodos de batimento cardíaco sucessivos; usar a variação estocástica para gerar valores medidos de um parâmetro de saída.

41. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 42, caracterizado pelo fato de que compreende posicionar a unidade de sensor em uma parte de peitoral do torso superior do indivíduo, ou em uma parte de lado posterior do torso superior do indivíduo.

42. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 40, caracterizado pelo fato de que compreende obter o sinal de balistocardiografia angular com um giroscópio microeletrome- cânico.

43. Meio de armazenamento legível por computador, carac-terizado pelo fato de que compreende instruções para executar o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 24 a 42 em um sistema de monitoramento cardíaco.