ES2185488B1

ES2185488B1 - Equipo y sistema de deteccion y monitorizacion de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnologia movil.

Info

Publication number: ES2185488B1
Application number: ES200101371A
Authority: ES
Inventors: Rafael Salazar De Andres; Miguel Angel Fernandez Montalvo; Jose Manuel Vallejo Ramada; Luis Miguel Vindel Berenguer; Fernando Jimenez Herreros; Jose Manuel Quesada Campaña
Original assignee: Grupo It Deusto S L; GRUPO IT DEUSTO SL
Current assignee: Grupo It Deusto S L; GRUPO IT DEUSTO SL
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2005-02-01
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: WO2002101681A1; ES2185488A1

Abstract

Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil. El sistema está compuesto por un equipo electrónico, de reducidas dimensiones, que permite obtener la señal ECG, sensada en condiciones en las que el enfermo desarrolla su vida diaria, ser amplificadas, filtradas y analizadas mediante algoritmos de estudio de los parámetros de interés de la señal electrocardiográfica. En caso de determinarse una crisis grave en un paciente por el equipo electrónico será enviada, mediante un terminal móvil, una alarma junto con la señal del electrocardiograma a un centro de gestión y supervisión de pacientes. Este centro, mediante una aplicación gestora bidireccional de alarmas, estará capacitado para actuar en consecuencia ante una crisis grave en un paciente pudiendo ponerse en contacto con el paciente, avisar a una ambulancia o centro hospitalario con el fin de atender lo antes posible al enfermo.

Description

Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil.

Sector de la técnica

La presente invención se refiere al campo de la detección y monitorización de forma automática y en tiempo real de enfermedades de un paciente, en concreto las enfermedades cardiovasculares mediante la señal ECG.

Estado de la técnica

Las técnicas actuales para el estudio y medición de los trastornos del ritmo cardíaco se basan en técnicas de registro electrocardiográfico de las arritmias. El diagnóstico electrocardiográfico es sencillo en aquellos pacientes con arritmias permanentes, en los que basta con realizar un electrocardiograma (ECG) sobre la marcha. El problema aparece en aquellos con arritmias que aparecen y desaparecen espontáneamente (paroxísticas), en los que el ECG ofrece datos de interés sólo en el momento de la arritmia. Para el diagnóstico de estos casos es de utilidad la realización de un ECG con técnica Holter, que permite registrar el ECG durante un tiempo entre 24 y 72 horas (normalmente 24). Desgraciadamente, esta técnica es inútil si la arritmia no sucede en ese período, de modo que es de menor utilidad cuanto más infrecuentes son los episodios. La existencia de arritmias de aparición muy esporádica, así como de síncopes sin causas aparentes, ha llevado al desarrollo de los Holter implantables. Se trata de pequeños dispositivos que se implantan bajo la piel mediante cirugía menor con anestesia local, capaces de registrar y almacenar el ECG durante largos períodos de tiempo, incluso de meses. La información puede ser consultada en la consulta del cardiólogo mediante un ordenador dotado de una sistema de telemetría. Estos sistemas han demostrado ya su utilidad para el diagnóstico de los problemas clínicos ya citados, los síncopes de causa desconocida y las arritmias infrecuentes.

Los inconvenientes de los sistemas de Holter implantable pueden resumirse de la siguiente forma:

1.-: Es necesaria una pequeña intervención quirúrgica, con sus molestias y riesgos inherentes.

2.-: Precio elevado e imposibilidad de reutilizar el equipo, según las leyes comunitarias.

3.-: Los eventos arrítmicos son valorados por el médico en una consulta programada, y no cuando suceden.

4.-: No permite una telemetría a distancia.

Por tanto, disponer de un equipo y sistema de las características descritas supone el analizar la señal continuamente, transmisión de datos en tiempo real y de forma automática cuando se detecte alguna anomalía en la señal del paciente.

No se conoce la existencia de patente o modelo de utilidad alguno, cuyas características sean el objeto de la presente invención.

Explicación de la invención

El sistema está compuesto por un terminal portátil de paciente que dispone de:

\bullet: Módulo de Medición

\bullet: Sistema de Amplificación, filtrado analógico y digitalización de señales

\bullet: Sistema microprocesador y memoria

\bullet: Sistema de alimentación

\bullet: Algoritmos de filtrado y detección de artefactos de señal

\bullet: Sistema de transmisión de información por tecnología móvil

Para la monitorización de forma remota y diagnóstico, el centro dispone de:

\bullet: Unidad Central de Gestión y Supervisión

\bullet: Centro de Monitorización de Alarmas

\bullet: Unidad de Consulta de terminales médicos

Las funciones desarrolladas por cada una de estos sistemas se describe a continuación:

Terminal portátil del paciente Módulo de medición

Se trata del módulo electrónico encargado de la adquisición de las señales del ECG, su preprocesamiento, análisis, comprensión y almacenamiento; además gestiona el proceso de transmisión de la señal por tecnología móvil (GSM, GPRS, UMTS, TRUNCKING....). La principal característica de este sistema es determinar que el paciente sufre una situación de riesgo, detectado mediante el análisis de la señal de ECG. Los parámetros que se calculan sobre la misma son el tiempo entre ondas R y la duración del complejo QRS.

En este módulo se comprende el sistema de electrodos, los cables, sistema de amplificación analógico, sistema de alimentación portátil y un módulo electrónico (microprocesador + memoria digital) que gestionará la captura y análisis de la señal ECG y también la comunicación remota vía móvil.

A nivel hardware el módulo de medición dispone de una unidad de amplificación y acondicionamiento analógico de la señal (amplificación y filtrado) y otra parte de digitalización y procesamiento de la señal. Esta última parte se ha realizado en base a un sistema microprogramado sobre el que se implementan los algoritmos para la detección de artefactos de la señal y el análisis de los parámetros importantes de la misma. Debido a la complejidad de los algoritmos de procesamiento y a que éstos deben ejecutarse en tiempo real, se utiliza un sistema basado en un DSP. El funcionamiento de este módulo es vital en el desarrollo del sistema, pues de él depende el que se puedan detectar aquellos episodios que sean importantes desde el punto de vista clínico y por otra lado, también debe evitar la generación de falsas alarmas, que supondrían el establecimiento de una comunicación y la llamada de atención al facultativo ubicado en la unidad central. Para evitar estos problemas, además de utilizar algoritmos eficientes, se utilizan las siguientes estrategias:

\bullet: Programación desde la unidad central del tipo de forma de onda propia de cada enfermo, mediante el ajuste de ciertos parámetros de la señal ECG, debido a que cada persona tiene un complejo QRS con características propias. El facultativo, gracias a esta posibilidad puede, desde la unidad central, visualizar un número determinado de ciclos cardíacos del paciente, y en función de su forma de onda típica, programar una serie de parámetros (amplitudes y tiempos, con unos márgenes de tolerancia) que puedan considerarse normales para ese paciente.

\bullet: Antes de la detección de una situación de alarma, se realiza la comprobación de la misma un número determinado de veces, que podrá ser programado a distancia desde la unidad central por el facultativo vía remota.

\bullet: El sistema portátil es capaz de poder almacenar continuamente las señales de los 5-10 minutos anteriores a la presentación de una crisis, siendo estos momentos los de mayor interés en cardiología. También tiene la posibilidad de almacenar periódicamente la serial registrada (por ejemplo, dos minutos cada hora), para que dicha serial sea consultada, si así lo demanda, por el facultativo.

El procedimiento es simple en teoría, ya que el transmitir datos a través del móvil a un centro gestor es una técnica que ha alcanzado extraordinarios niveles de precisión. Pero es complicado en la práctica porque, para ser eficaz, el resultado de la medición del ritmo cardíaco cuando un persona está en movimiento tiene que salvar obstáculos: movimientos bruscos del paciente, desplazamiento de electrodos, circuito abierto en los cables de los electrodos, saturación del sistema de amplificación.

Existen patentes que tratan de resolver el problema del análisis y transmisión de datos en tiempo real, aunque no existe ninguna patente de un sistema que permita la detección de una enfermedad en tiempo real, permitiendo la movilidad del paciente. Así la patente WO94/12950 nos muestra un equipo de análisis de glucosa, con posibilidad de imprimir los resultados obtenidos y de almacenar los provenientes de varios pacientes. Sin embargo no presenta un procesamiento de estos datos ni la posibilidad de interacción telemática con una unidad central de procesamiento de los mismos. Las patentes WO94/11831 y EP483595, solucionan parcialmente el problema al permitir una interacción entre un microprocesador acoplado al analizador de glucosa y un ordenador remoto que recibe y suministra datos a través de las interfases respectivas. La limitación de este equipo es que necesita un software de comunicaciones vía MODEM, para transmitir los datos a la unidad de procesamiento. Esta a su vez transmite un informe relativo a los datos recibidos a las unidades periféricas, vía fax. Vemos por tanto como son necesarios diversos equipos, dispersos, en diferentes localizaciones, para transmitir los datos, con lo que la transmisión en tiempo real empieza a desvirtuarse. En otros casos, como se muestra en las patentes WO94/06088 y EP462466, la monitorización del paciente es automática.

La integración en un solo aparato del módulo de medición, junto con un microprocesador, que permite la detección de arritmias, y un teléfono móvil ó módulo de comunicaciones móviles permite la creación de un sólido sistema de gestión y control para tantos pacientes como los respectivos sistemas deseen incorporar. En el mismo momento en que el sistema realiza su medición, el ordenador analiza la onda y en caso de solicitud por parte del Centro de Monitorización de Alarmas ó por la detección de una anomalía, la remite al Centro. La actual cobertura de los sistema de telefonía móvil permite la garantía prácticamente total en la transmisión "on-line" de la cifra.

Sistema de amplificación, filtrado analógico y digitalización de las señales obtenidas

El reconocimiento de las arritmias mediante el ECG necesita como premisa básica una señal de calidad elevada. Dado que se trata de un equipo portátil, sujeto a movimientos, se dispone un sistema adecuado de filtros y un registro estable. Desde el punto de vista hardware se utilizan amplificadores de instrumentación con las características adecuadas (ganancia, ancho de banda, rechazo al modo común, impedancias de entrada, etc). La digitalización de la señal debe realizarse con una frecuencia de muestreo que permita el cálculo de tiempos con la resolución adecuada y con una resolución que asimismo permita el análisis adecuado de las amplitudes de la señal.

Esta etapa debe acondicionar lo mejor posible la señal del ECG para un óptimo tratamiento en etapas posteriores.

Sistema microprocesador y memoria

Se trata de un sistema que permite la adquisición de las señales ya digitalizadas, su procesamiento en tiempo real y el almacenamiento en memorias digitales de aquellos datos que son de interés. Con el fin de conseguir un sistema más compacto, se utiliza un sistema con elevada memoria interna. Este módulo, está comunicado con el módulo de comunicación móvil, con lo que se podrá establecer la comunicación bidireccional con el centro gestor.

Sistema de alimentación

Entregar la alimentación eléctrica al resto del sistema portátil. El sistema portátil tiene la posibilidad de dar una señal acústica al paciente cuando la batería tenga niveles mínimos de energía o cuando el sistema ha tenido un funcionamiento erróneo; en este caso se envía también una señal al centro gestor. Se dispone, asimismo, de una pila de emergencia que permite el envío de una serial de urgencia, en el caso de que la batería se descargue o sufra cualquier problema.

Algoritmos de filtrado y detección de artefactos de la señal

Hasta el momento no existe ningún sistema que permita la detección de forma automática de las características de la señal ECG. Una herramienta de estas características es de gran utilidad para la inspección de la gran cantidad de datos generados por registros de 24-72 horas y por el número de derivaciones obtenidas en los registros ambulatorios.

El uso de algoritmos adecuados para la detección de los complejos QRS y la onda P es la otra condición imprescindible para un adecuado análisis del ritmo. Para ello, las derivaciones mínimas para el análisis han de ser II y V1, ya que son las que con mayor probabilidad registran la onda P, más difícil de detectar por su menor voltaje y sus cambios más lentos. Puede facilitar el análisis el que el operador, al colocar el dispositivo, enseñe al aparato un complejo P-QRS normal que pueda ser tomado con patrón para el análisis. En todo caso, y dado que se trata de un sistema de diagnóstico, los algoritmos de detección consideraran una alta sensibilidad para la detección de eventos, aún a pesar de perder con ello un especificidad que no debe ser tan alta.

Los principales problemas que presenta la señal electrocardiográfica de un paciente es que ésta no es estacionaria y que además vendrá contaminada por interferencias de otras señales: movimientos musculares, desplazamiento de electrodos, interferencias de otros equipos, variaciones de la línea de base, etc. Por este motivo, si se pretende realizar un análisis automático de la señal del ECG con un porcentaje adecuado de fiabilidad, habrá que eliminar en lo posible todas estas circunstancias.

A la hora de capturar una señal con estas características, existen dos posibilidades:

i.-: Captura de una señal totalmente contaminada por ruido. Se puede deber a saturación del sistema de amplificación, circuito abierto en los cables de los electrodos, movimientos bruscos del paciente, desplazamiento de los electrodos, etc. Se puede decir que en este caso el proceso de captura no es válido y que no procede el análisis de esa señal.

ii.-: Obtención de la señal característica de cada paciente, aunque con toda seguridad, la misma presentará una serie de problemas, que deberán ser corregidos en la fase de preprocesamiento. Entre estos problemas se pueden indicar: variación de la línea de base, interferencias de otras señales biológicas, interferencias de la red eléctrica o de otros equipos electrónicos, etc.

Por lo tanto, una de las funciones del sistema es la detección de cualquiera de los casos anteriores, y en el supuesto i, no se continúa con el análisis de la señal. Esta característica no compromete el satisfactorio funcionamiento del sistema, pues en los siguientes ciclos se podrá realizar el análisis de la señal en las condiciones idóneas. Las herramientas que sirven de apoyo para reconocer que se ha presentado esta circunstancia son:

: Medida del valor medio de la señal en un intervalo determinado

: Realización de un proceso de comparación entre la señal patrón propia de cada paciente y la señal que se analiza.

: Detección de saturaciones en el sistema de amplificación de la señal.

En cualquier caso, el algoritmo utilizado es específico para detectar que la serial no es útil, y en ningún caso permite la confusión con una alteración del ritmo que pueda presentarse en el ECG.

A continuación se comentan la forma de solucionar los problemas del apartado ii. El registro de la señal del ECG durante intervalos amplios de tiempo presenta ciertos problemas pues la señal está corrupta por ruido proveniente de varias fuentes y se dan ciertas condiciones que modifican la morfología de la señal. Entre las fuentes de ruido se pueden incluir la interferencia de 50 Hz, (en el caso presente este problema no tiene porque presentarse), variación de la línea de base, lectromiograma (EMG) y los movimientos de los electrodos. Las más difíciles de eliminar son las 2 últimas pues tienen un elevado ancho de banda que coincide en parte con la frecuencia de la señal ECG.

La estimación y la corrección del potencial de base constituye el primer paso en el análisis de la señal del ECG, dicha variación se debe a los movimientos y a la respiración. Se acepta generalmente que la línea de base viene fijada como el potencial medido cuando en el corazón no se producen corrientes eléctricas, por lo tanto, nuestra solución corrige con elevada fiabilidad midiendo la potencia de la señal en el intervalo PT. Si en dicho intervalo la señal presentase una pendiente media que supere un cierto umbral, se espera a otro ciclo en el que se estabilice, para proceder al análisis automático de la señal.

Las interferencias en la señal debida a los movimientos del usuario, es una problemática que surge en el sistema presentado. En este caso, y considerando que no llegan a distorsionar completamente la señal, también es necesario un filtrado adecuado, para poder medir con cierta precisión los puntos de interés. Mediante un nuevo algoritmo de filtrado adaptativo de la señal; eliminamos el ruido de la señal con una distorsión mínima en sus características morfológicas.

Normalmente, la onda R es de fácil localización, y por lo tanto, puede servir de referencia para el estudio de otros puntos importantes de la señal. Si además se localiza el nivel de no actividad eléctrica, se cuenta con datos que pueden ser suficientes en muchos casos para fijar los niveles en lo que se presentan los puntos importantes de la señal. La calidad de la señal puede mejorarse mediante la detección de sus componentes principales (PCA), que además de permitir una reducción en la dimensiones de la señal (compresión de datos), supone un filtrado de la misma que puede facilitar la detección de ciertas ondas.

Con respecto al filtrado de la señal, éste se realiza en el dominio, de la frecuencia, por ejemplo, para la detección del segmento ST o de la onda P. En los casos en los que esta técnica no fuera suficiente para obtener resultados satisfactorios, se utilizará la denomina transformada de ondículas, esta transformada trata de analizar las señales en los dominios del tiempo y de la frecuencia simultáneamente. En señales no estacionarias como las electrocardiográficas es de gran utilidad la localización en el tiempo de las distintas frecuencias que pueden aparecer. Esta localización es imposible con transformadas clásicas como la transformada de Fourier, o no suficientemente detallada con otras transformadas como la transformada de Fourier en tiempo corto. La transformada de ondículas consigue localizar en el tiempo con gran definición altas frecuencias y con menos definición las bajas frecuencias. Este proceso se adecua en gran. medida a las características del ECG, que son señales de bajas frecuencias constantes en el tiempo y frecuencias más altas mezcladas con las anteriores y presentes en momentos muy concretos (complejo QRS). Por tanto, una transformada de ondículas puede ser entendida como un banco de filtros capaz de separar una señal en las distintas frecuencias que la conforman, dando además información sobre el momento en que cada una de esas frecuencias aparece.

Una vez realizado el preprocesamiento de la señal electrocardiográfica, se miden los parámetros de interés:

a.: Medida del tiempo RR. La onda R se caracteriza por tener mayor amplitud que las otras ondas del complejo. En el caso en que nos encontremos con una señal patológica, se segmenta la onda R.

b.: Medida de la duración del complejo QRS. El complejo QT con un algoritmo basado en la medida de los cruces por cero y el cruce con ciertos valores ajustados experimentalmente. La posición inicial del QRS se mide con un algoritmo que adapta el umbral en función del valor medio del intervalo RR.

Sistema de transmisión de información por tecnología móvil

El sistema electrónico de medición de las variables cardiológicas que lleva incorporado cada paciente dispone de un módulo de comunicación vía móvil. Este módulo se encarga de la transmisión de la información medida sobre el paciente a la unidad central del sistema de gestión y supervisión. Así mismo también recibe desde dicha unidad información

\hbox{relativa
a:}

\sqbullet: Parámetros de configuración del terminal del paciente: variables que optimizan los algoritmos de filtrado y de amplificación, claves para el cifrado de las comunicaciones seguras, información de la unidad central a la que está asociado, datos de identificación del paciente, etc.

\sqbullet: Comandos para requerir información del paciente: anchura del complejo QRS, variación del ciclo cardíaco R-R y otros datos de interés.

\sqbullet: Comandos para modificar la periodicidad de la medición del electrocardiograma.

La tecnología empleada en este módulo será móvil que permite la conexión permanente del terminal móvil del paciente a la unidad central estableciendo una comunicación bidireccional para la transmisión de datos entre ambos. Con esta técnica se soluciona el problema de transmisión segura de datos evitando que otros sistemas puedan interceptar información privada de los pacientes. Así mismo el coste asociado a la transmisión de información es más económico pues el operador móvil factura en función del volumen de tráfico cursado y no como actualmente se hace con GSM que es durante todo el tiempo que dura la conexión que en estos casos sería permanente (24 horas diarias).

Este módulo de comunicación móvil otorga al paciente una movilidad total con la ventaja añadida que desde la unidad central de gestión se esta supervisando el estado de salud del paciente.

Gestión y supervisión remota de pacientes

El centro de gestión y supervisión remota de pacientes está compuesto por tres módulos que pueden operar de forma independiente o conjunta:

A. Unidad Central de Gestión y Supervisión

B. Centro de Monitorización de Alarmas

C. Unidad de consulta de terminales médicos

A.Unidad central de gestión y supervisión

Es la unidad principal en la que se procesarán y almacenan todos los datos del sistema. Se trata de una aplicación software ejecutada sobre un ordenador de altas prestaciones y que gestiona un número determinado de pacientes. La comunicación remota con los terminales de los pacientes se realiza a través de la "Unidad de Comunicaciones", las alarmas o eventos producidos se distribuyen automáticamente hacia uno de los puestos de operador del "Centro de Monitorización de Alarmas" y además atiende las peticiones procedentes de los terminales médicos para mostrar información de algún paciente.

Esta unidad se compone de los siguientes procesos:

\bullet: Gestor de comunicaciones: módulo encargado de la comunicación con la "Unidad de Comunicaciones" que permite el envío de telecomandos hacia los terminales de los pacientes así como la recepción de la información solicitada (estado del terminal, variables del electrocardiograma, etc.). También realizará la compresión y descompresión de los datos enviados y recibidos así como la decodificación de la información que puede venir cifrada.

\bullet: Gestor de autenticación: proceso que se encarga de autorizar la entrada de cualquier usuario al sistema, registrando su entrada y su salida del mismo. De esta forma el Gestor de Autenticación tiene constancia en todo momento de cuantos usuarios hay conectados y de su información (perfil del usuario, módulo de comunicaciones por el que se conecta, etc.)

\bullet: Gestor de configuración: proceso que controla todos los parámetros necesarios para el correcto funcionamiento del sistema. Este gestor se encarga de la configuración de la Unidad Central de Gestión y Supervisión así como de los terminales de los pacientes que se encuentren operativos en el sistema.

\bullet: Gestor de provisión: este módulo permite dar de alta/baja un paciente, actualizar sus datos personales, datos clínicos, etc.

\bullet: Distribuidor de alarmas: el sistema es capaz de recoger y almacenar los resultados que se generan en cada uno de los terminales incorporados en los pacientes. En función de ellos, y mediante la aplicación de expresiones matemáticas se generan alarmas y avisos que dan indicaciones sobre el estado de salud de los pacientes monitorizados. Cada una de estas alarmas se distribuyen a uno de los puestos de operador que se encuentre operativos en el "Centro de Monitorización de Alarmas". El operario en cuestión tras previa verificación de la alarma (llamada al paciente) notificará un aviso al servicio de urgencias.

\bullet: Gestor de localización de pacientes: cuando se produce una alarma en un paciente es necesario la atención urgente y rápida del mismo. Para ello es necesario conocer la localización del enfermo y así poder trasladarse el servicio de urgencias al lugar exacto. A través del Gestor de localización el sistema conoce la posición del enfermo. El sistema de localización se apoya en la plataforma de localización de las operadoras, disponiendo de un puerto de expansión para integrar un módulo GPS. Mediante el módulo de GPS se puede conseguir la posición exacta del paciente, trasmitiéndola al centro gestor para su localización.

\bullet: Gestor de consultas: proceso que se encarga de atender las peticiones de los terminales médicos (Unidad de consulta). Entre otras operaciones el personal autorizado (cardiólogos y especialistas) podrá visualizar las señales de un determinado paciente correspondiente al momento actual, o señales generadas en momentos anteriores, historial clínico de cada paciente, estado actual de los pacientes a su cargo, etc.

\bullet: Gestor de datos: gestiona el acceso a la base de datos que contiene toda la información referente a los pacientes y a los usuarios del sistema (médicos, operadores, terminales de pacientes, administradores, etc).

\bullet: Gestor de validación: este gestor valida toda operación que cualquier usuario desee realizar. De esta forma los usuarios solo podrán realizar aquellas operaciones que le estén permitidas.

\bullet: Gestor de informes: el sistema efectúa registros, con fecha y hora, de todos los accesos, alarmas y operaciones que se lleven a cabo sobre el mismo. Este gestor se encarga de proporcionar informes estadísticos del rendimiento del sistema, del número de incidencias registradas en determinados períodos de tiempo, etc.

Todo el sistema está protegido a través de un sistema de claves de acceso que poseen los diferentes usuarios: terminales de pacientes, operadores del centro de alarmas y terminales médicos. Cada usuario a su vez tiene un determinado perfil que identificará las diferentes operaciones que puede llevar a cabo en el sistema.

B.Centro de monitorización de alarmas

El centro puede estar compuesto por vados puestos de operador. Cada puesto dispone de un ordenador sobre el que se ejecuta la aplicación cliente de gestión de alarmas. Las funciones de la misma son:

\bullet: Notificación mediante señales visuales y acústicas de las diferentes alarmas producidas.

\bullet: Activación y desactivación del puesto de operación.

\bullet: Alta y baja de nuevos puestos de operación.

\bullet: Verificación de las alarmas producidas.

\bullet: Consulta de datos de interés: números de teléfonos de urgencias, número de teléfono de los pacientes, localización de los pacientes, etc.

La comunicación entre la "Unidad Central de Procesos y Datos" y los puestos de operación se lleva a cabo a través de una red de área local del edificio donde este instalado el sistema.

Para evitar la intervención del servicio de urgencias en situaciones de falsas alarmas se lleva a cabo un nuevo procedimiento de verificación de alarmas cuando el sistema detecta una anomalía en el estado de salud de un paciente. Este procedimiento consiste en testar de nuevo el ritmo cardíaco del paciente así como realizar una llamada telefónica al mismo. Si tras estas dos comprobaciones sigue existiendo la mínima duda de peligro en el paciente el operador avisará rápidamente al servicio de urgencias, proporcionándole los datos del paciente y en particular su localización exacta.

C. Unidad de Consulta médica

Estas unidades son unas aplicaciones que se pueden ejecutar sobre los PC's, PDA's de los facultativos (generalmente cardiólogos). Entre las operaciones que el personal médico puede realizar a través de estas unidades tenemos:

\bullet: Alta o baja de pacientes que se desean monitorizar.

\bullet: Visualizar las señales ECG de un determinado paciente: señales recibidas en tiempo real o señales generadas en momentos anteriores.

\bullet: Historial clínico de cada paciente, para que el cardiólogo pueda tomar en todo momento la decisión adecuada.

\bullet: Actualización de los datos personales del paciente, datos clínicos, etc.

\bullet: Informes estadísticos aplicados a un paciente o sobre todos los pacientes del sistema, pudiendo especificar rangos de fechas y condiciones de estudio.

\bullet: Configuración remota de los terminales de los pacientes.

Otras características relevantes del software

Además de las prestaciones descritas anteriormente, el sistema posee otras características que lo hacen aun más atractivo. Entre ellas cabe destacar:

\bullet: Posibilidad de cargar nuevos algoritmos de forma remota. Una de las características importantes del sistema desarrollado es la de permitir la actualización y carga de algoritmos en el módulo portátil de medición, con el fin de que el paciente no tenga que acercarse por el centro médico, ante cualquier nueva versión o algoritmo.

\bullet: Exportar. Se incorpora un formato de salida de datos compatible con MATLAB/SIMULINK. Lo que abre una vía para la realización de trabajos de análisis más detallado en este entorno de las señales.

\bullet: Ayuda. Como en cualquier aplicación Windows, se incorpora una opción de ayuda, en la que se incluye una descripción precisa el funcionamiento del sistema, así como los diferentes modos de control soportados por los motores. Además se incluyen aspectos teóricos, que facilitan la interpretación del control que se está realizando

\bullet: Analizador de señales. Se pueden analizar todas las señales de una forma sencilla mediante herramientas como zoom y cursores (para realizar medidas absolutas y relativas).

\bullet: Señales de alarma. Existen señales de detección de fallo que alertan de posibles anomalías en las distintos equipos.

\bullet: Impresión de resultados. Todas las señales con las que se trabaja, se pueden registrar en la impresora que esté configurada en Windows.

Modo de realización

A continuación se describe un ejemplo preferido de puesta en práctica de la invención, desglosado según cada uno de sus diferentes componentes. Variaciones que no alteren la funcionalidad, ni los principios operativos básicos de la invención, deben entenderse como cubiertas por el ámbito de protección que eventualmente puede concederse a la misma.

A grandes rasgos, y para conseguir un sistema con un funcionamiento más robusto, se propone el siguiente método:

Terminal portátil del paciente

El terminal del paciente está compuesto por un sistema de adquisición de las señales del ECG, con preprocesamiento, análisis, comprensión y almacenamiento y un módulo de transmisión móvil (GSM), integrados en un solo equipo.

Las características técnicas del terminal en su conjunto son las indicadas más abajo.

1.: Elemento de adquisición de señales dotado de sistema de amplificación, filtrado analógico y digitalización de las señales obtenidas. A su vez consta de los siguientes componentes:

a.: Electrodos

b.: Sistema microprocesador y memoria. Sus funciones abarcan desde la adquisición de las señales, su procesamiento en tiempo real y el almacenamiento en memorias digitales de aquellos datos que son de interés. Se ha realizado en base a un sistema microprogramado sobre el que se implementan los algoritmos para la detección de artefactos de la señal y el análisis de los parámetros importantes de la misma. Debido a la complejidad de los algoritmos de procesamiento y a que éstos deben ejecutarse en tiempo real, se utiliza un sistema basado en un DSP.

2.: Elemento terminal telefónico móvil GSM del paciente.

3.: Sistema de Alimentación. Permite la entregar la alimentación eléctrica al resto del sistema portátil. Cuando la batería esta baja, el sistema emite una señal que indica los niveles mínimos. Esta señal también se envía al centro gestor.

Unidad central de gestión y supervisión

A.: Unidad Central de Gestión y Supervisión

: Esta instalación dispone de un Gestor de Comunicaciones implementado sobre un Servidor de Comunicaciones, un Gestor de Autenticación implementado sobre un equipo de gestión de claves. El resto de funcionalidad está implementada sobre un Servidor de Datos.

: Las características técnicas de cada uno de los componentes del sistemas son las que se indican más abajo:

: Servidor de Comunicaciones

\bullet: Microprocesador Intel Pentium III 1000 Mhz

\bullet: 256 Mb de Memoria RAM

\bullet: 20 Gb de Disco Duro

\bullet: Monitor Color

\bullet: Unidad de Disquetes 3 1/2

\bullet: Tarjeta de Red de 32 bits de altas prestaciones

\bullet: Controladora de discos de 32 Bits de altas prestaciones

\bullet: Capacidad de gestionar más de 1000 comunicaciones de forma simultánea

\bullet: Sistema de Alimentación Interrumpida (SAI)

: Servidor de Datos

\bullet: Microprocesador Intel Pentium III 933 Mhz

\bullet: 256 Mb de Memoria RAM

\bullet: 40 Gb de Disco Duro

\bullet: Monitor Color

\bullet: Unidad de Disquetes 3 1/2

\bullet: Tarjeta de Red de 32 bits de altas prestaciones

\bullet: Controladora de discos de 32 Bits de altas prestaciones

\bullet: Sistema de Alimentación Interrumpida (SAI): Potencia 5000 Watios, Tiempo de Autonomía 30 minutos.

\bullet: Sistema de Back Up (Respaldo).- Sistema de cintas de tipo DAT de 4 mm, con interface SCSI, conectada a una estación de trabajo de la red de altas prestaciones

B.: Centro de monitorización de alarmas

: El centro está compuesto por vados puestos de operador. Cada puesto dispone de un ordenador sobre el que se ejecuta la aplicación cliente de gestión de alarmas. Las funciones de la misma son la de Notificación mediante señales visuales y acústicas de las diferentes alarmas producidas, Activación y desactivación del puesto de operación, Alta y baja de nuevos puestos de operación, Verificación de las alarmas producidas, Consulta de datos de interés: números de teléfonos de urgencias, número de teléfono de los pacientes, localización de los pacientes, etc.

: Puesto de operador

\bullet: Microprocesador Intel Pentium III 700 Mhz

\bullet: 128 Mb de Memoria RAM

\bullet: 10 Gb de Disco Duro

\bullet: Monitor Color

\bullet: Unidad de Disquetes 3 1/2

\bullet: Tarjeta de Red de 32 bits de altas prestaciones

\bullet: Capacidad de comunicación con el Centro de Comunicaciones

\bullet: Sistema de Alimentación

C.: Unidad de consulta de terminales médicos

: Se ha implementado en modo PC's y en PDA's Entre las operaciones que el personal médico puede realizar a través de estas unidades tenemos: Alta o baja de pacientes que se desean monitorizar, Visualizar las señales ECG de un determinado paciente: señales recibidas en tiempo real o señales generadas en momentos anteriores, Historial clínico de cada paciente, para que el cardiólogo pueda tomar en todo momento la decisión adecuada, Actualización de los datos personales del paciente, datos clínicos, etc., informes estadísticos aplicados a un paciente o sobre todos los pacientes del sistema, pudiendo especificar rangos de fechas y condiciones de estudio, Configuración remota de los terminales de los pacientes.

: Modo PC

\bullet: Microprocesador Intel Pentium III 700 Mhz

\bullet: 64 Mb de Memoria RAM

\bullet: 10 Gb de Disco Duro

\bullet: Monitor Color

\bullet: Unidad de Disquetes 3 1/2

\bullet: Tarjeta de Red de 32 bits de altas prestaciones

\bullet: Capacidad de comunicación con el Centro de Comunicaciones

\bullet: Sistema de Alimentación

: Modo PDA

: Se utiliza la PDA de Compaq iPaq, que dispone entre otros elementos de comunicaciones móviles integradas, memoria RAM y de almacenamiento, pantalla de plasma para la visualización en color.

Claims

1. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, que obtiene la señal ECG automáticamente, sensada en condiciones en las que el enfermo desarrolla su vida diaria, ser amplificada, filtrada y analizada mediante algoritmos de estudio de interés de la señal electrocardiográfica, en una unidad periférica, preferentemente portátil, caracterizado por permitir la localización del paciente mediante la comunicación con un sistema GPS y/o la utilización de los servicios de las Operadoras de Móviles de Localización.

2. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por poder determinar una crisis grave de un paciente mediante algoritmos de detección, en el propio terminal del paciente.

3. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por poder grabar la señal ECG desde el momento que se determina una anomalía en el paciente, en una base de datos, en la memoria del equipo terminal.

4. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por monitorizar cada paciente de forma individual o en grupo desde un Centro de Gestión y Supervisión de Pacientes.

5. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la comunicación bidireccional mediante voz y datos entre el Centro de Gestión y Supervisión de Pacientes y el equipo terminal del paciente.

6. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la emisión de una alarma desde el equipo terminal del paciente hacia el Centro de Gestión y Supervisión de Pacientes.

7. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la carga en el terminal del paciente, desde Centro de Gestión y Supervisión de Pacientes de nuevos algoritmos para la detección de enfermedades cardiovasculares y su configuración.

8. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la configuración de los parámetros característicos del ritmo cardiaco de cada paciente de forma remota.

9. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque todo el sistema está protegido a través de un sistema de claves de acceso que poseen los diferentes usuarios: terminales de pacientes, operadores del centro de alarmas y terminales médicos, y porque cada usuario a su vez tiene un determinado perfil que identificará las diferentes operaciones que puede llevar a cabo en el sistema.

10. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el terminal del paciente consta de:

\bullet: Elemento de Medición, que dispone de una unidad de amplificación y acondicionamiento analógico de la señal mediante amplificación y filtrado, y otra parte de digitalización y procesamiento de la señal;

\bullet: Elemento de amplificación, filtrado analógico y digitalización de las señales obtenidas;

\bullet: Elemento microprocesador y memoria;

\bullet: Elemento de alimentación;

\bullet: Algoritmos de filtrado y detección de artefactos de la señal; y

\bullet: Elemento de comunicaciones, con diversos protocolos de comunicaciones móviles y circuitos conmutados.

11. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la Unidad Central de Gestión y Supervisión poseen las funciones de:

\sqbullet: Gestión de Comunicaciones, encargado de la comunicación con la Unidad de Comunicaciones que permite el envío de telecomandos hacía los terminales de los pacientes, así como la recepción de la información solicitada, incluyendo estado del terminal y variables del electrocardiograma, y que realizará la compresión y descompresión de los datos enviados y recibidos así como la decodificación de la información que puede venir cifrada;

\sqbullet: Gestor de autenticación, encargado de autorizar la entrada de cualquier usuario al sistema, registrando su entrada y su salida del mismo;

\sqbullet: Gestor de configuración, que comprende un proceso que controla todos los parámetros necesarios para el correcto funcionamiento del sistema y cuyo gestor se encarga de la configuración de la Unidad Central de Gestión y Supervisión así como de los terminales de los pacientes que se encuentren operativos en el sistema;

\sqbullet: Gestor de Provisión, que permite dar de alta/baja un paciente y actualizar sus datos personales y clínicos;

\sqbullet: Distribuidor de alarmas, de manera que el sistema es capaz de recoger y almacenar los resultados que se generan en cada uno de los terminales incorporados en los pacientes;

\sqbullet: Gestor de localización de pacientes, que, con el fin de que cuando se produce una alarma en un paciente se pueda lograr la atención urgente y rápida del mismo, se apoya en la plataforma de localización de las operadoras, disponiendo de un puerto de expansión para integrar un módulo GPS, mediante el cual se puede conseguir la posición exacta del paciente, trasmitiéndola al centro gestor para su localización;

\sqbullet: Gestor de consultas, que comprende un proceso que se encarga de atender las peticiones de los terminales médicos, de manera que, entre otras operaciones, el personal autorizado podrá visualizar las señales de un determinado paciente correspondiente al momento actual, o señales generadas en momentos anteriores, historial clínico de cada paciente así como estado actual de los pacientes a su cargo;

\sqbullet: Gestor de datos que gestiona el acceso a la base de datos que contiene toda la información referente a los pacientes y a los usuarios del sistema, incluyendo médicos, operadores, terminales de pacientes, y administradores;

\sqbullet: Gestor de validación que valida toda operación que cualquier usuario desee realizar, de manera que los usuarios solo podrán realizar aquellas operaciones que le estén permitidas;

\sqbullet: Gestor de informes que permite que el sistema efectúa registros, con fecha y hora, de todos los accesos, alarmas y operaciones que se llevan a cabo sobre el mismo, encargándose el gestor de proporcionar informes estadísticos del rendimiento del sistema, y del número de incidencias registradas en determinados periodos de tiempo.

12. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la Unidad Central de Gestión y Supervisión consta de:

\bullet: Elemento Ordenadores Servidores Interconectados de altas prestaciones con sistema de almacenamiento de datos RAID;

\bullet: Elemento Sistema Operativo Multitarea;

\bullet: Elemento Red de Área Local;

\bullet: Elemento Programas de Monitorización, Gestión y Control;

\bullet: Elemento Comunicaciones y Enlace tipo Encaminador a distintas velocidades de transmisión, con diversos protocolos de comunicaciones, que permite la gestión de todas las comunicaciones con cualquier tipo de modem;

\bullet: Elemento Suministro de Energía Eléctrica, con Sistema de Alimentación Interrumpida, conexiones y protecciones;

\bullet: Elementos de Comunicaciones y Enlaces con los terminales de Consulta Médica, terminales portátiles de Pacientes, terminales del Centro Monitorización de Alarmas; y

\bullet: Elementos Auxiliares: pantallas, impresoras y similares.

13. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el Centro de Monitorización de Alarmas consta de:

\sqbullet: Elemento ordenadores tipo PC;

\sqbullet: Elemento Sistemas Operativos para los Ordenadores PC;

\sqbullet: Elemento Base de Datos para los Ordenadores PC; y

\sqbullet: Elemento modems/tarjetas de red para la conexión con la Unidad Central de Gestión y Supervisión.

14. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la Unidad de Consulta Médica posee las siguientes funcionalidades:

\sqbullet: alta o baja de pacientes que se desean monitorizar;

\sqbullet: visualización de las señales ECG de un determinado paciente: señales recibidas en tiempo real o señales generadas en momentos anteriores;

\sqbullet: historial clínico de cada paciente, para que el cardiólogo pueda tomar en todo momento la decisión adecuada;

\sqbullet: actualización de los datos personales del paciente, y de datos clínicos;

\sqbullet: informes estadísticos aplicados a un paciente o sobre todos los pacientes del sistema, pudiendo especificar rangos de fechas y condiciones de estudio; y

\sqbullet: configuración remota de los terminales de los pacientes.

15. Equipo y sistema de detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares de un paciente mediante tecnología móvil, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la Unidad de Consulta Médica constan de:

\sqbullet: elemento ordenadores tipo personal, portátiles o fijos, incluyendo portátiles de pequeño tamaño incluyendo los denominados agenda personal, PDA, PALM, e iPAQ, y que incluye tanto hardware como software;

\sqbullet: elemento teléfono móvil, si es el caso que el elemento portátil no lo incluye;

\sqbullet: elementos programas específicos para detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares, que permiten la visualización del ritmo cardiaco y el historial clínico del paciente; y