ES2320678T3 - Aparato y procedimiento de medicion de parametros hemodinamicos. - Google Patents
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Abstract
Aparato de medición de parámetros hemodinámicos, especialmente del Índice de Aumento (Aix) y/o de la Duración de la Eyección (ED), mediante la medición no invasiva de la presión sanguínea, oclusiva y basada en brazalete, dicho aparato comprende un medidor de presión sanguínea, automático, oscilométrico y oclusivo y unidades que determinan los valores de los parámetros hemodinámicos, caracterizado por - un detector (1) de señales que almacena y separa ondas de oscilación, adaptado para convertir cambios de presión neumática detectados por el brazalete en señales de oscilación digitales, la velocidad de muestreo del mismo es al menos 200/ciclo cardiaco; y tiene una unidad (5) de almacenamiento cuya resolución está organizada en al menos 9 bits, - un antifiltro (8), preferiblemente digital, para compensar las distorsiones que surjan en el muestreo, que separa y digitaliza la onda de oscilación, - una unidad (6) de aritmética de amplitudes que establece el Índice de Aumento (Aix) basado en la señal de la onda de oscilación tratada por el antifiltro, - una unidad (9) de sintetización que establece la Duración de la Eyección (DE) basada en la señal de la onda de oscilación tratada por el antifiltro.
Description
Aparato y procedimiento de medición de
parámetros hemodinámicos.
La materia objeto de la invención es un aparato
de medición de datos característicos de LA hemodinámica, así como
para el examen complejo del sistema cardiovascular por medición
oscilométrica (oclusiva) usando brazalete. El aparato comprende un
medidor automático oscilométrico de presión sanguínea y unidades
complementarias. Otra materia objeto de la invención es un
procedimiento de medición.
Existe una relación cercana entre la
hipertensión y el desarrollo de la arteriosclerosis. El
procedimiento más difundido es, entre otros, la medición del índice
de aumento en la aorta (arteria principal) (AIx) y la Velocidad de
las Ondas del Pulso, es decir, la medición de la rigidez arterial.
La PWV da información acerca de la elasticidad de la pared de la
aorta. Además de la elasticidad de la pared de la aorta, el AIx da
información también acerca de la resistencia de las arterias
periféricas y el tono vascular. El AIx es la diferencia entre la
amplitud de la primera onda sistólica producida por la contracción
del corazón y la segunda producida por el reflejo de la primera
onda en porcentajes de la mayor. En la medición de la PWV, la
diferencia en tiempo entre los arribadas de la onda de pulso a la
arteria yugular y la femoral, la distancia entre los dos puntos de
medición se definen y se calcula la velocidad de la onda de pulso en
la aorta. Existe una iniciativa reciente para solucionar esta tarea
por un procedimiento no invasivo, en lugar del catéter insertado en
la raíz de la aorta. Dichas soluciones se describen en la Patente
de Estados Unidos No. 6,117,087 y en la solicitud internacional WO
90/11043. Sin embargo, las curvas de los pulsos registradas en los
mismos no son totalmente conformes con los de la aorta, así que se
reconstruye la curva del pulso central por un procedimiento
matemático del periférico. A este fin, se desarrolla un modelo de
transformación usando los resultados de varias mediciones invasivas
y no invasivas, así como, por ejemplo, series de Fourier. La
medición realizada en el brazo superior, es decir, sobre la
arteria brachialis o sobre la arteria radialis, por
ejemplo, en la muñeca no proporciona, sin embargo, suficiente
información acerca de los procesos de arteriosclerosis en las
arterias, principalmente en las elásticas centrales (Davies, J. I.
y colega: "Pulse wave analysis and pulse wave velocity: a critical
review of their strengths and weaknesses" J. Hypertens,
2003, Vol. 21 No. 3 463-472). También se debería
tener en cuenta que los exámenes realizados con sensores de presión
de contacto son inevitablemente inexactos debido a los movimientos
inevitables tanto de la persona que examina como de la examinada
durante el examen.
Los aparatos de medición Sphygmocor (Atcor) y
Complior (Artech Medical) que usan también sensores de presión de
contacto permiten la medición no invasiva de la PWV. El pulso
arterial se detecta en dos puntos de la superficie corporal del
paciente, sobre la arteria yugular (arteria carotis) y sobre
la femoral (arteria femoralis) y los momentos en los que se
registra el pulso se toman sobre las dos arterias. La velocidad de
la onda de pulsos se determine en función del tiempo transcurrido
entre los pulsos en los dos puntos y la distancia entre los
mismos.
La mayor deficiencia de los procedimientos
mencionados anteriormente es la de su difícil aplicación, que
requiere especialistas experimentados y dura también demasiado
tiempo. El paciente no puede usarlo de independientemente en su
domicilio ni puede operar él sólo el aparato. Además, el aparato es
extraordinariamente costoso. La Patente de Estados Unidos 6,712,768
busca eliminar estas deficiencias, en donde las curvas de onda del
pulso recibidas del brazalete de medición de presión sanguínea
situado en el brazo se examinan para medir el AIx. El tiempo
entre la aparición de la primera onda generada por la contracción
cardiaca y la de la segunda onda generada por la reflexión de la
primaria de la parte inferior del cuerpo, que se define usando una
curva de presión obtenida por un brazalete inflado por encima de la
presión sistólica, seguidamente se toman estos momentos en la curva
medida en el intervalo bajo presión diastólica y el AIx se
determina usando las amplitudes obtenidas de esta manera. Los
detalles de la onda de pulso entre el valor diastólico y la MAP (=
Presión Arterial Media), que es el punto de mayor amplitud de la
curva de presión parabólica de la medición tradicional de presión
sanguínea realizada gradualmente, no se pueden medir fiablemente
porque la forma de la curva de pulso puede cambiar
significativamente incluso por un pequeño cambio de presión en
brazalete. El brazalete se afloja progresivamente en el intervalo
de presión en diástole, la tensión de la pared del vaso se
incrementa y, consecuentemente, también se incremente la amplitud
de oscilación, así como disminuye significativamente la señal
registrable. Como consecuencia de estas causas el AIx no se pueda
determinar con la exactitud necesaria para práctica médica o
clínica.
La ED (= duración de la eyección), es decir, el
tiempo de estado abierto de la válvula aórtica, es una
característica hemodinámica que tiene importancia similar a la de
las mencionadas anteriormente. Durante un ciclo cardiaco, un cierto
punto del seno de la onda, dentro de un ciclo cardiaco, se designa
como el final del tiempo de la eyección sanguínea de la cámara
izquierda (Wilkinson, L. B. y colegas: "Heart Rate Dependency of
Pulse Pressure Amplification and Arterial Stiffnes". Am. J.
Hypertens. 2002; 15:24-30). Sin embargo, los
procedimientos no invasivos conocidos son inadecuados para separar
fiablemente las ondas reflejadas, y para determinar el punto final
de la ED. Por lo tanto, mediante estos procedimientos conocidos, no
se pueden determinar los valores de AIx y de ED con exactitud y
fiabilidad iguales a las de los exámenes invasivos.
La finalidad de la presente invención es
desarrollar un aparato de examen no invasivo, simple y relativamente
económico para medir características hemodinámicas tales como el
índice de aumento (Aix), la Duración de la Eyección (ED) y la
Velocidad de Onda de Pulso (PWV), etc., así como para el examen
complejo del sistema cardiovascular.
Otra finalidad de la invención es que el aparato
de medición pueda usarse como un aparato de facultativo profesional,
pudiendo también el propio paciente realizar por sí mismo la
medición y siendo el aparato aplicable para su uso en un sistema de
"atención en domicilio" o para combinarse con un monitor
portátil de medición de presión sanguínea ambulatoria durante las
24 horas (ABPM) o un ABPM con unidad de ECG.
La invención se basa en el reconocimiento de que
la tarea se puede realizar dentro del marco de la bien conocida y
usada generalmente medición de presión sanguínea oscilométrica con
brazalete (oclusivamente), si los medidores automáticos de presión
se suministran con unidades proceso y evaluación de la onda de
oscilación.
Los inventores han descubierto que si la
densidad de muestreo es al menos de dos veces y la densidad de
registro de la señal es al menos cuatro veces mayor que la de la
medición tradicional, las características hemodinámicas llegan a
ser reconocibles y adecuadas para el proceso.
También han descubierto que el análisis de la
curva de oscilación del ciclo cardiaco con la alta resolución
exigida solamente es posible con un dispositivo capaz de compensar
("antifiltrado") las distorsiones inevitables que surgen en la
descomposición de la señal de entrada analógica a los componentes de
CA y CC por unidad de RC, usando la función invertida exacta de la
característica de frecuencia de transmisión de la unidad de RC para
la compensación. Por consiguiente, se puede incluir una unidad de
compensación (antifiltrado) en el dispositivo, lo que permite la
eliminación del ruido y de la perturbación de las series de señales
digitalizadas de la curva de oscilación.
Los reconocimientos de los inventores
mencionados anteriormente hacen posible el análisis detallado de las
curvas de oscilación (oscilación del pulso) recibidas en la
medición de la presión sanguínea oscilatoria, que conducen a otros
reconocimientos. Sobre la base de la gran base de datos
oscilométricos creada durante la investigación biológica, los
inventores han descubierto el reconocimiento asombroso de que la
curva de oscilación detectada por medición ordinaria de presión
sanguínea de oscilación sobre la arteria brachialis tiene
características principales idénticas a las de los pulsos de presión
y a la de los pulsos del diámetro de la arteria desde el punto de
vista de la práctica y praxis clínica. Este hecho está probado por
la concordancia de los lugares marcados como "onda primaria" y
"onda secundaria" de las curvas. También se descubrió
asombrosamente que el tiempo entre el comienzo del ciclo cardiaco y
el de la aparición del segundo reflejo medido en la curva de
oscilación de la onda de pulso medida por brazalete es exactamente
cuatro veces mayor que el tiempo de transporte entre la arteria
carotis y la arteria femoralis medido por procedimiento
directo. Este hecho confirma que se midió la onda de presión de la
aorta central durante los exámenes, y se observó en realidad las
ondas de reflejo que arriban inmediatamente de la aorta central. Los
resultados están en concordancia con los resultados medidos
simultáneamente por el dispositivo Complior antes mencionado dentro
del límite de error. Con esta medición se examinó la elasticidad de
la aorta central. Se puede verificar usando el conocido efecto
Valsalva. Cuando los músculos del abdomen y del pecho están tensos,
se incrementa la expansividad de la aorta y disminuye la velocidad
de transporte de la onda de pulso. La información obtenida de esta
manera es correcta como confirman los exámenes realizados si la
medición se realiza a la presión adecuada en el brazalete. Un
cambio de incluso 10 milímetros de mercurio da lugar a cambio
significativo en el oscilograma y conduce a resultados falsos. Esta
es la razón por la que la medición de las características
hemodinámicas se debe realizar a la presión del brazalete
determinada por una medición tradicional anterior de presión
sanguínea. Las ubicaciones y amplitudes de la onda principal y la
primera reflejada se deben medir a una presión suprasistólica
cerrando totalmente la arteria, óptimamente a una presión en el
brazalete de 35 milímetros de mercurio por encima de la sistólica.
La medición a flujo sanguíneo libre se debe realizar en la presión
diastólica medida. El uso de una presión ya sea dentro del
intervalo entre de la presión diastólica y la MAP (presión arterial
media) o a la presión en diástole no proporciona resultados
correctos.
Sumariamente, la esencia del presente
reconocimiento que fundamenta la invención es que si las curvas de
pulso obtenidas en la medición de presión sanguínea de oscilación
se registran con una resolución mayor que lo usual no sólo sus
amplitudes más altas como en el medidor actualmente usado de presión
sanguínea sino la curva de oscilación completa junto con las ondas
reflejadas inducidas, se pueden usar para la evaluación. El AIx, PWV
y la ED se pueden definir con un medidor de presión sanguínea con
brazalete de manera no invasiva, con una medición en un punto en
lugar de la medición complicada en dos puntos. Incluso el propio
paciente puede realizar el examen y el aparato se puede incorporar
simplemente en un sistema de "atención a domicilio". También se
pueden desarrollar variantes profesionales para uso de
investigadores médicos o facultativos.
La solución de acuerdo con la invención basada
en el reconocimiento expuesto anteriormente es un aparato de
medición de parámetros hemodinámicos, especialmente índice de
aumento (AIx) y/o Duración de la eyección (ED), por medición de
presión sanguínea, oclusiva, basada en brazalete, no invasiva,
comprendiendo el aparato un medidor de presión sanguínea,
automático, oscilométrico, oclusivo, y unidades, que determinan los
valores de los parámetros hemodinámicos. El aparato de acuerdo con
la presente invención se caracteriza porque tiene un detector de
señales que almacena y separa ondas de oscilación, adaptado para
convertir cambios de presión neumática detectados por el brazalete
en señales de oscilación digitales. La velocidad de muestro del
mismo es al menos 200/ciclo cardiaco; y tiene una unidad una
unidad de almacenamiento que tiene una organización de al menos 9
bits; un antifiltro preferiblemente digital para compensar las
distorsiones que surgen en el muestreo, separación y digitalización
de la onda de oscilación; una unidad aritmética de amplitud que
establece el Índice de Aumento (AIx) sobre la base de la señal de
la onda de oscilación procesada por el antifiltro; y una unidad
síntetizadora, que establece la duración de la eyección (ED) sobre
la base la señal de la onda de oscilación procesada por el
antifiltro. El aparato de acuerdo con la presente invención se puede
caracterizar ventajosamente porque la velocidad de muestreo del
detector de señales es de 180 a 220/segundo.
\newpage
El aparato de acuerdo con la presente invención
también se puede caracterizar ventajosamente porque la unidad de
almacenamiento que almacena las señales generadas por la onda de
oscilación tiene organización de 10 a 12 bits.
El aparato de acuerdo con la presente invención
se puede incluso caracterizarse ventajosamente porque está
equipado con una unidad aritmética de tiempo que establece la
Velocidad de Onda de Pulso (PWV), y/o una unidad integradora que
establece el índice de Área de Sístole (SAI) e índice de Área de
Diástole (DAI).
El aparato de acuerdo con la presente invención
puede caracterizarse ventajosamente además porque la amplitud
aritmética, la aritmética de tiempo en un caso concreto, y la unidad
integradora se conectan a un controlador de programas común, y
están incluidos en un analizador común.
Una realización ventajosa del aparato de acuerdo
con la presente invención puede caracterizarse porque está
combinado con un monitor ambulatorio portátil de presión sanguínea
de 24 horas. Otra realización ventajosa del aparato de acuerdo con
la presente invención puede caracterizarse porque está incorporado
en un sistema telemédico de atención a domicilio.
Finalmente, una realización ventajosa del
aparato de acuerdo con la presente invención puede caracterizarse
porque está combinado con un monitor de presión sanguínea de 24 h
construido junto con una ECG y controlado por ésta.
Otra materia objeto de la invención es un
procedimiento de medición no invasiva de características
hemodinámicas, especialmente índice de Aumento (AIx) y/o Duración
de la eyección (ED), con brazalete oclusivo sensor de presión,
colocado sobre la arteria branquial, y con el aparato mencionado
anteriormente, muestreando, analizando y evaluando el flujo de
señales de las oscilaciones de las ondas de pulso. El procedimiento
de acuerdo con la presente invención puede caracterizarse porque se
realiza una medición de presión sanguínea, gradual usual, y
se almacenan los valores de SBP, DBP y HR, después de lo cual el
brazalete se ajusta a la presión sistólica, es decir, en el rango
de la presión suprasistólica, preferiblemente a la presión de SBP +
35 milímetros de mercurio, y se realizada una vez más la medición
de la presión sanguínea, aunque surjan distorsiones de la señal en
el muestreo estas se compensan mediante un proceso de
"antifiltrado", después de las curvas de oscilación
antifiltradas recibidas, sobre la base de las amplitudes de onda se
calcula el Índice de Aumento (Aix), y se calculas el valor de la
Duración de la eyección (ED) en función de la curva de oscilación
que determina el punto mínimo después de la primera onda de
reflejo.
El procedimiento de acuerdo con la invención
puede caracterizarse ventajosamente porque la serie de señales de
oscilación se toma a una velocidad de muestreo de al menos
180 muestras/segundo, preferiblemente 200 muestras/ciclo cardiaco,
y las señales digitalizadas se almacenan en al menos una resolución
de 9 bits.
El procedimiento de acuerdo con la invención
tiene otra característica ventajosa, según la cual el brazalete se
ajusta dentro del rango de la presión suprasistólica, sobre la
presión sistólica, preferiblemente a 35 milímetros de mercurio, el
valor de la Velocidad de Onda de pulso (PWV) se calcula en función
del tiempo de cambio de la onda principal y de la primera reflejada
usando la distancia entre la muesca del esternón y el hueso púbico
medida sobre el paciente, y/o el brazalete (11) se ajusta a la
presión diastólica ya determinada o próxima a ésta, la curva del
ciclo cardiaco recibida se divide en dos partes con el punto final
de ED, y los valores del Índice de Área Sistólica (SAI) e Índice de
Área Diastólica (DAI) se establecen de esta manera.
La invención se muestra en detalle en los
ejemplos de realizaciones de las figuras adjuntas sin que los
ejemplos mostrados puedan interpretarse como limitaciones ni a su
aplicabilidad ni al ámbito de la protección reivindicada.
La Figura 1 muestra un diagrama de bloques de la
estructura del aparato.
La Figura 2 muestra un diagrama de flujos lógico
de realización del procedimiento.
La Figura 3 muestra una curva de oscilación
característica del ciclo cardiaco.
La Figura 4 muestra otra curva de oscilación
característica del ciclo cardiaco.
La Figura 5 muestra un diagrama de bloques
simplificado del flujo funcional del "antifiltro".
La Figura 6 muestra el diagrama que limita el
área de verificación del valor de la ED.
La Figura 7 muestra un diagrama de bloques
simplificado del trabajo armonizado de las unidades de aritmética
de amplitud y aritmética de tiempo del aparato de acuerdo con la
presente invención.
La estructura del aparato 10 de acuerdo con la
invención es parcialmente igual que la de un medidor de presión
sanguínea tradicional pero difiere del instrumento tradicional en lo
que se refiere a las soluciones de la invención (véase la Figura
1). Es bien sabido que un medidor de presión sanguínea automático
consta de una parte neumática y una electrónica. La parte neumática
consta de un brazalete 11 neumático que es el sensor al mismo
tiempo que una válvula 13 escape de bomba 12, y una válvula 14 de
emergencia. El brazalete 11 puesto en el brazo es aplicable, por
una parte, para apretar la arteria brachialis y, por otra
parte, detecta la onda de presión de pulso de la arteria y la
transmite cuando la presión pasa a un sensor 21 que la transforma
en un cambio de resistencia eléctrica como, por ejemplo, un cristal
piezoeléctrico. En consecuencia, el medidor de presión sanguínea
automático pertenece a los instrumentos médicos no invasivos. El
sensor es el propio brazalete 11 como contrario a los instrumentos
que usan los sensores de presión de contacto sujetados al cuerpo
del paciente sobre de la arteria. La bomba 12 que produce la presión
interna del brazalete 11, la válvula 13 de escape controlable que
sirve para disminuir la presión y la válvula 14 de emergencia que
termina simultáneamente el apretado de la arteria si el propio
paciente se siente molesto, pertenecen a la parte neumática del
medidor de presión sanguínea. La parte electrónica se puede dividir
teóricamente en dos partes, un detector 1 de señales y un
analizador 2. El detector de señales convierte el flujo de señales
de los cambios neumáticos detectados por el brazalete 11 en flujo
de señales eléctricas y las trata de una manera tal que se obtienen
datos relativos a la presión sanguínea y adecuados para la
evaluación. El analizador 2 procesa y evalúa el flujo de señales
amplificado debidamente y libre de perturbaciones. La descripción de
la patente Húngara Nº. 220,528 que describe uno aparatos de este
tipo se puede mencionar como ejemplo. El analizador 2 controla el
sistema neumático al mismo tiempo. El control se basa en el hecho
que los datos obtenidos y procesados son suficientes para la
evaluación completa. El detector 1 de señales se conecta a través
del sensor 21 a la parte neumática a saber al brazalete 11. El
sensor 21 se conecta fácilmente a un circuito de puente de manera
que la onda de presión de pulso se puede tratar de esta manera como
un cambio de voltaje eléctrico. Un amplificador 22 de medición se
conecta al sensor 21 para amplificar el flujo de señales, para
filtrar el ruido y para dejar pasar un rango de frecuencias deseado
y definido. La salida del amplificador 22 de medición se conecta a
un elemento 23 de R-C de filtrado, que está
conectado a un convertidor 25 de A/D a través de un amplificador 24.
El elemento 23 de R-C de filtrado va a seleccionar
el flujo de señales de oscilación, es decir, el componente
alternativo de la señal de entrada analógica de la onda de pulso.
El amplificador 24 amplifica el flujo de señales de oscilación de
manera que las ondas de oscilación se puedan reconocer,
determinar y sus amplitudes se definen en las siguientes
operaciones. El convertidor 25 de A/D convierte el flujo de señales
de oscilación amplificado en un flujo de señales digitales. En los
medidores de presión sanguínea tradicionales, la presión en el
brazalete 11 se reduce gradualmente desde una presión superior a la
sistólica supuesta hasta una que registra la presión del pulso que
pertenece a cada etapa de presión del brazalete 11. En consecuencia,
solamente una amplitud, es decir, solamente los valores de los
picos de onda digitalizados se deben registrar de la imagen de onda
de cada ciclo cardiaco. Para realizar esta tarea es suficiente
muestrear aproximadamente 100 puntos por segundo del flujo de
señales analógicas para hallar los picos de onda y el registro de
las muestras de oscilación con resolución de 8 bits. La frecuencia
del muestreo y la resolución de las señales no permiten de hecho el
reconocimiento de particulares diferentes de la amplitud máxima. El
convertidor 25 de A/D está equipado con un muestreador 4, que
dirige el muestreo de frecuencia, al menos dos veces mayor que en el
aparato 10 tradicional de acuerdo con la presente invención. En el
ejemplo, la frecuencia aplicada del muestreo es 200 por segundo que
corresponde generalmente a 200 muestras por ciclo cardiaco. El
convertidor 25 de A/D está equipado además con una unidad 5 de
almacenamiento de más de 8 bits en el ejemplo con uno de los 10 bits
en el aparato 10 de acuerdo con la presente invención. Se obtiene
la experiencia que muestra que el flujo de señales de oscilación en
resolución de 10 bits puede mostrar inequívocamente la estructura
fina del oscilograma de un solo ciclo cardiaco a saber la onda
principal y las reflejadas siguientes, lo que permite la aplicación
satisfactoria del brazalete 11 para la medición de características
hemodinámicas sobre la base del descubrimiento médico descrito en
la descripción general de la invención usando el reconocimiento del
inventor basado en al descubrimiento. El controlador 26 de
programas dispuesto dentro del analizador 2 pone en operación
cualquiera de las unidades de medición de la presión sanguínea
tradicionales a fin de definir y presentar la presión sanguínea
sistólica (SBP), la diastólica (DBP) y la frecuencia cardiaca (HR),
o aquellas desarrolladas para determinación y presentación de las
características hemodinámicas adicionales. La unidad 27 de
evaluación de la presión sanguínea determina los valores de SBP,
DBP y HR en función de los pares de valores de presión en el
brazalete y la amplitud de la onda de pulso de acuerdo con la
práctica médica internacional, seguidamente, bien las presenta a
través de la unidad 28 de presión sanguínea conectada a la unidad
27 de evaluación en la LCD del aparato 10 o las imprime de una
forma definida. Cuando se deben definir otras características
hemodinámica, el convertidor 25 de A/D y las otras unidades que
gestionan las señales se conectan al antifiltro 8 bajo el control
del controlador 26 de programas. El antifiltro 8 compensa y
enmienda todas las distorsiones usando la inversa de la función de
transmisión del filtro 23 de R-C, que apareció en el
flujo de señales de oscilación debido al uso del filtro 23 de
R-C y el del amplificador 24. Considerando que las
distorsiones originadas en el filtrado y en la amplificación
dependen de la "frecuencia" del flujo de señales de oscilación
o más concretamente de la velocidad de cambio del cambio señal
entre punto y punto, el antifiltro 8 trabaja en conexión con esta
característica. El analizador 2 conectado fácilmente al antifiltro
8 comprende una unidad 6 aritmética de amplitud, una unidad 7
aritmética de tiempo, una unidad 9 de sintetización y una
unidad 3 de integración. La unidad 61 de salida de AIx, la unidad
91 de salida de ED, la unidad 71 de salida de PWV, y la unidad 31 de
salida de SAI/DAI se conectan análogamente a la unidad 28 de salida
de presión sanguínea. [El SAI significa el Índice de Área de
Sístole, el DAI significa el Índice de Área de Diástole. Estas son
las áreas bajo el sector curvo de oscilación del ciclo cardiaco
antes y después del punto final de ED]. La unidad 6 aritmética de
amplitud determina las amplitudes de la onda principal y las ondas
reflejadas y produce AIx y Alx_{80} en función de las mismas. La
aritmética 7 de tiempo determina los puntos finales de la onda
principal y de la primera reflejada, calculando el valor PWV de las
mismas usando la distancia entre la muesca del esternón y el hueso
púbico medida sobre el paciente. [La evaluación y el cálculo de PWV
se puede hacer sobre la base del tiempo entre el punto de inicio de
la onda principal y los de las ondas reflejadas (pie a pie) y/o el
tiempo entre los picos de las ondas (pico a pico)]. La unidad 9 de
sintetización determina el punto final de la ED, y la unidad 3 de
integración determina los valores de SAI y DAI sobre la base del
punto final de ED, y su cociente que es una información
característica a cerca del estado de la perfusión coronaria del
corazón. El analizador 2 elige convenientemente el ciclo cardiaco
representativo de diez ciclos cardíacos contiguos registrados sobre
la base de la apariencia más característica de los picos de onda o,
en otros casos, la unidad usa un ciclo cardiaco virtual que es el
promedio de 10 ciclos cardiacos contiguos.
El aparato 10 de acuerdo con la invención
también se puede complementar con el aparato de Holter para uso de
24 horas de manera análogamente a los medidores de presión sanguínea
tradicionales. Una realización ventajosa del aparato está integrada
con un aparato de medición de registro automático para uso de 24
horas en el presente ejemplo.
En otra realización ventajosa del aparato 10 de
acuerdo con la invención, el detector 1 de señales y el analizador
2 de procesos se pueden dividir convenientemente en un aparato
básico de muestreo y en uno de evaluación profesional en una PC
clínico (de facultativo). El muestreo de la onda de pulso de presión
sanguínea con frecuencia incrementada y su almacenamiento con
resolución incrementada tiene importancia clave incluso en este
caso.
Una realización extraordinariamente ventajosa
del aparato 10 de acuerdo con la invención está equipada con
dispositivos tales como un ojo infrarrojo o módem para línea
telefónica u otra unidad de entrada/salida adecuada al sistema
telemétrico aplicado que proporciona conexión a un sistema de
"atención a domicilio". Una ventaja importante del aparato de
acuerdo con la invención es que el paciente que necesita los datos
medidos puede ponerse por sí mismo el brazalete 11 y puede iniciar
la medición o permitir que un controlador telemétrico central la
inicie. Hay varios sistemas de "atención a domicilio"
medicinal telemétrica conocidos en la literatura especializada. Uno
de ellos es la invención descrita en la descripción Húngara Nº.
222,052. El aparato 10 de acuerdo con la invención conectado al
sistema de "atención a domicilio" mejora muy ventajosamente las
capacidades de examen y supervisión del sistema y la información
biológica humana facilitada al facultativo.
Otra realización y aplicación del aparato 10 de
acuerdo con la invención es la equipada con medidor de presión
sanguínea combinado con el aparato de ECG. Un estado anóxico local
del músculo cardiaco (isquemia) es un pródromo y precede al infarto
del miocardio con cierta probabilidad. Sin embargo, el estado de ECG
patológico puede ser evaluado satisfactoriamente solamente en
combinación con datos de la medición de la presión sanguínea. El
instrumento combinado conocido y ampliamente usado inicia
automáticamente la medición de la presión sanguínea si se presenta
un estado de ECG patológico. Si el aparato 10 se complementa con uno
de acuerdo con la invención, se pueden reconocer datos
hemodinámicos más amplios en los episodios críticos.
El procedimiento de acuerdo con la invención
tiene como finalidad además de los datos usuales de medición de
presión sanguínea tales como SBP, DBP, HR obtener el conocimiento de
otras características hemodinámicas tales como índice de aumento
(AIx), velocidad de onda de pulso (PWV) y duración de la eyección
(ED) y los SAI, DAI antes mencionados. El uso del aparato 10 y el
trabajo de sus unidades se demuestran más adelante (véase la Figura
2).
El brazalete 11 se pone en el brazo del paciente
hacia la arteria branquial. Se debería considerar el siguiente
hechor para la realización adecuada de la medición. La medición con
el brazalete proporciona oportunidades específicas y ofrece
ventajas entre las mediciones no invasivas si se realiza
adecuadamente. Al contrario que en la medición con los manómetros
de contacto presionados sobre la superficie del cuerpo para medir la
presión sanguínea, la medición con brazalete no depende de la
habilidad de la persona examinadora, de la presión adecuada del
sensor ni de la estabilidad de la presión durante la medición.
Elimina errores subjetivos y los componentes erróneos originados de
la misma. En la medición con brazalete, el sensor es el propio
brazalete y, por lo tanto, la oscilación se transmite desde la
sección neumática a la electrónica. El brazalete de anchura
reducida hasta el 66% del de medición de adultos en el que la
manguera rodea el brazo es adecuado para este fin. Su anchura es de
7 a 8 cm (tamaño para niño) pero el perímetro es más largo que el
usual.
El aparato 10 realiza la medición de la presión
sanguínea de manera gradual normalmente. La presión sanguínea
sistólica (SBP) y diastolita (DBP) se registran y se presentan al
usuario. Seguidamente, la presión del brazalete se incrementa
ventajosamente por encima de la SBP medida (en el llamado rango
suprasistólico) en 35 milímetros de mercurio. Una serie de señales
de oscilación de aproximadamente diez ciclos cardiacos continuos se
registra, se filtra y se amplifica por procedimientos normales
aplicados en la medición usual automática de presión sanguínea. La
serie de señales analógicas se digitaliza con una frecuencia de
muestreo de 200 muestras por segundo y los valores digitalizados se
almacenan y se tratan en resolución de 10 bits. La esencia
de la medición de S + 35 presentada anteriormente (por encima de la
sístole en 35 milímetros de mercurio) es que la arteria del brazo
se constriñe completamente, de manera que, de esta manera, no tiene
lugar flujo sanguíneo alguno durante la medición. La oscilación de
la presión, sin embargo, se dispersa en la sangre de los vasos
sanguíneos, como en un líquido y ejerce presión sobre el brazalete
11. La medición realizada en el rango suprasistólico se basa en las
ondas de presión y se eliminan los efectos pertubadores del flujo
sanguíneo.
El brazalete 11 debe ser adecuadamente
resiliente a fin de transmitir inmediatamente la oscilación de onda
de presión a la sección electrónica, a la que se llega
mediante una presión adecuadamente alta en el brazalete 11. Sin
embargo, la presión no debe ser demasiado alta porque, por una
parte, es incómoda y puede ser dañosa para la persona examinada y,
por otra parte, disminuye la sensibilidad de la medición. La
sobrepresión óptima es aproximadamente 35 milímetros de mercurio de
acuerdo con la experiencia. Se unifica el uso consecuente de 35
milímetros de mercurio a fin de asegurar la reproducibilidad de las
mediciones.
El procedimiento de trabajo del analizador 2 se
muestra en las Figuras 7a y 7b. El aparato 10 toma una nueva
muestra después de la medición tradicional de presión sanguínea y
somete la serie de señales digitalizadas a una corrección usando el
antifiltro 8 para compensar las distorsiones producidas por el
filtrado de RC previo (véase la Figura 5).
El antifiltrado permite realizar el
procedimiento de acuerdo con la invención con resolución de 10 bits
que, de otro modo, se debería realizar con la transformación de una
resolución mucho mayor. Los elementos necesarios para una mayor
resolución pueden aumentar el precio del aparato 10. La serie de
señales originales antes del antifiltrado, a_{i} = F(i) se
almacena en el almacenamiento en la unidad 5 de almacenamiento. La
serie de señales corregida a_{i} = f(i) y la serie de
datos de su primera y segunda derivadas a'_{i} = f'(i) y
a''_{i} = f''(i) también se almacenan en la unidad 5 de
almacenamiento. En estas series, a es la amplitud e i
su número de serie en el eje de tiempos, donde un intervalo de
tiempo de 5 milisegundos está entre cada dos valores de i del
presente ejemplo.
La forma de onda promedio aceptada como
representativa se produce del flujo de datos de los ciclos cardiacos
sin distorsión. Las amplitudes de la onda principal y de la primera
reflejada, dan el AIx que es característico de la
arteriosclerosis.
La curva del ciclo cardiaco real puede mostrar
una variedad muy amplia. Dos ejemplos característicos de la misma
se muestran en las Figuras 3 y 4. La onda principal del ciclo
cardiaco [a_{principal}] es menor que la primera reflejada
(a_{reflec}) en la Figura 3. En la Figura 4 se muestra una
posición contraria. En las figuras 7a y 7b se muestra cómo la
unidad 6 aritmética de amplitud y la unidad 9 de síntetización
trabajan conjuntamente bajo control del controlador 26 de
programas. Los lugares de máximo [a_{max}] y mínimo [a_{min}]
encontrados en la serie corregida de señales pueden determinar
teóricamente la amplitud y lugar de la onda principal, así como el
lugar de la ED. La interpretación de los eventos depende, sin
embargo de si la curva del ciclo cardiaco analizado pertenece al
tipo de la Figura 3 o 4. Se supone la presencia de un máximo menor
que a_{max} antes de éste. Si la curva pertenece al tipo mostrado
en la Figura 3, se puede calcular AIx en función de los dos máximos
y su valor corregido a la frecuencia cardiaca es
AIx_{80} =
AIx + {0.56 *
(HR-80)}
de acuerdo con la convención de la
literatura
médica.
El lugar del mínimo es igual al de la ED, si
está dentro de la zona F mostrada en la Figura 6. (Los valores de
k_{1}, k_{2} y k_{3} se determinan por experiencia sobre la
base de una masa grande de mediciones). De otro modo, la ED se
debería buscar en la serie de las segundas derivadas [ED(2)].
Si la curva pertenece al tipo mostrado en la Figura 4, el
controlador 26 de programas inicia la función mostrada en la Figura
7b. El punto final de la ED se debe buscar en la serie de señales
no corregidas. Si este punto aparece después de 210 milisegundos,
se debe aceptar [ED(3)]. La onda reflejada debe estar entre
[ED(3)] y a_{máx} en la series corregidas de datos en este
caso [a_{máx3}]. Si la ED aparece demasiado pronto desde el punto
de vista médico, la onda reflejada se debe encontrar después del
lugar de mínimo [a_{máx,2}] seguido por el punto final real de
la ED [ED(4)]. El aparato determina AIx y ED sobre la base de
los datos de la onda principal y de la onda reflejada verificados
como final y la unidad aritmética de tiempo calcula la PWV usando la
distancia entre la muesca del esternón y el hueso púbico medida
individualmente.
Habiendo completado la medición S+35,
seguidamente se ajusta la presión del brazalete 11 a la DBP medida o
cerca de ésta y habiendo puesto el punto final de la ED encontrado
como se describió anteriormente en el eje i de la serie de señales
digitalizadas y corregidas, la unidad 3 de integración determina el
área bajo la curva antes del punto final de la ED [SAI] y el
posterior a ese punto [DAI] calcula su cociente entonces y lo
transmite seguidamente a la unidad 31 de salida de SAI/DAI.
La diferencia significativa entre la medición
suprasistólica y la diastólica es que en la primera la arteria
braquial está totalmente cerrada, es decir, no hay flujo sanguíneo
alguno en la arteria durante la medición, en consecuencia, el
diámetro de la arteria no cambia. La presión sanguínea en la arteria
prevalece. El brazalete contiene el cambio de presión. El flujo
sanguíneo se presenta a la medición en el rango de la presión
diastólica y el cambio de diámetro de la arteria tiene lugar debido
al transporte de la onda de pulso. El brazalete contiene este cambio
en este caso.
Todas las características hemodinámicas se
determinan en rango S + 35 de presión más fiable como consecuencia
del uso del presente aparato y procedimiento de acuerdo con la
invención, puesto que es innecesario transmitir los valores medidos
en sístole a diástole para terminar satisfactoriamente la
medición.
En resumen, el aparato y procedimiento de
acuerdo con la invención ofrecen una nueva solución técnica para el
logro de un procedimiento ya introducido y aceptado de diagnóstico
médico. La solución se origina de un nuevo descubrimiento médico de
los inventores y la esencia de la invención es una realización
técnica práctica del descubrimiento. La invención es nueva, porque
no se conocía anteriormente ninguna transformación fiable y precisa
de los procesos hemodinámicos en la aorta central que usara un
procedimiento y aparato oclusivo no invasivo, es decir, que usara
el brazalete de medición de presión sanguínea como sensor. No se ha
conocido procedimiento y aparato alguno, hasta ahora, que
transforme dichas características hemodinámicas fiablemente usando
un brazalete como sensor y que proporcione datos de forma adecuada
para su evaluación posterior.
La solución de acuerdo con la invención
proporciona un procedimiento y aparato económicos de fácil uso, que
se pueden introducir amplia y rápidamente. No requieren personal
costoso, puesto que el propio paciente puede usar el aparato por sí
mismo.
Claims (11)
1. Aparato de medición de parámetros
hemodinámicos, especialmente del Índice de Aumento (Aix) y/o de la
Duración de la Eyección (ED), mediante la medición no invasiva de la
presión sanguínea, oclusiva y basada en brazalete, dicho aparato
comprende un medidor de presión sanguínea, automático,
oscilométrico y oclusivo y unidades que determinan los valores de
los parámetros hemodinámicos, caracterizado por
- -
- un detector (1) de señales que almacena y separa ondas de oscilación, adaptado para convertir cambios de presión neumática detectados por el brazalete en señales de oscilación digitales, la velocidad de muestreo del mismo es al menos 200/ciclo cardiaco; y tiene una unidad (5) de almacenamiento cuya resolución está organizada en al menos 9 bits,
- -
- un antifiltro (8), preferiblemente digital, para compensar las distorsiones que surjan en el muestreo, que separa y digitaliza la onda de oscilación,
- -
- una unidad (6) de aritmética de amplitudes que establece el Índice de Aumento (Aix) basado en la señal de la onda de oscilación tratada por el antifiltro,
- -
- una unidad (9) de sintetización que establece la Duración de la Eyección (DE) basada en la señal de la onda de oscilación tratada por el antifiltro.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la velocidad de muestreo del detector
(1) de señales es 180-220/segundo.
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1
o 2, caracterizado porque la unidad (5) de almacenamiento
que almacena las señales generadas por la onda de oscilación, está
organizada en 10-12 bits.
4. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, caracterizado porque
está equipado con una unidad (7) de aritmética de tiempos que
establece una Velocidad de la Onda de Pulsos (PWV), y/o una unidad
(3) integradora que establece el Índice de Área de Sístole (SAI) y
el Índice de Área de Diástole (DAI).
5. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la
unidad (6) de aritmética de amplitudes, la unidad (9) de
sintetización, preferiblemente la unidad (7) de aritmética de
tiempos y/o la unidad (3) integradora están unidas a un controlador
(26) de programas común y compilados a un analizador (2).
6. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque se
combina con un monitor portátil de presión sanguínea ambulatorio de
24 horas.
7. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque
está incorporado en un sistema telemédico de asistencia a
domicilio.
8. Aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque se
combina con un monitor de presión sanguínea de 24 horas, que está
controlado por un ECG incorporado
9. Procedimiento de medición no invasiva de
parámetros hemodinámicos, especialmente del Índice de Aumento (AIx)
y/o de la Duración de la Eyección (ED), con un brazalete sensor de
presión, oclusivo, situado sobre la arteria del brazo superior, y
con el aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
1-8, muestreando, analizando, y evaluando el flujo
de señales de las oscilaciones de las ondas de pulsos,
caracterizado porque se realiza una medición de presión
sanguínea gradual normal, y se almacenan los valores de la presión
sanguínea sistólica (SBP), de la presión sanguínea diastólica (DPB)
y de la frecuencia cardiaca (HR), después de lo cual el brazalete
(11) se ajusta a una presión superior a la sistólica, es decir, en
el rango de la presión suprasistólica, preferiblemente a la presión
SBP + 35 mm
de Hg, a la cual se realiza la detección de la onda de pulsos oscilométrica, mientras que las distorsiones de la señal surgidas en el muestreo son compensadas por un proceso de "antifiltro", a continuación de las curvas de oscilación antifiltradas recibidas, en base de las amplitudes de las ondas se calcula el Índice de Aumento (Aix), y determinándo el punto mínimo después de la primera onda reflejada, se calcula el valor de la Duración de la Eyección (ED).
de Hg, a la cual se realiza la detección de la onda de pulsos oscilométrica, mientras que las distorsiones de la señal surgidas en el muestreo son compensadas por un proceso de "antifiltro", a continuación de las curvas de oscilación antifiltradas recibidas, en base de las amplitudes de las ondas se calcula el Índice de Aumento (Aix), y determinándo el punto mínimo después de la primera onda reflejada, se calcula el valor de la Duración de la Eyección (ED).
10. Procedimiento de acuerdo con 9,
caracterizado porque la velocidad de muestreo es al menos 180
muestras/ciclo cardiaco, preferiblemente 200 muestras/ciclo
cardiaco, y el flujo de señales digitalizadas se almacena al menos
en una resolución de 9 bits.
11. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9 o 10, caracterizado porque el brazalete (II)
se ajusta a una presión dentro del rango de la presión
suprasistólica, por encima de la presión sistólica, preferiblemente
a una presión de +35 mm de Hg, del desplazamiento en tiempo de la
onda media y de la primera reflejada, respectivamente, de la
distancia entre la muesca del esternón y el hueso púbico medida
sobre el paciente, se calcula el valor de la Velocidad de la Onda
de Pulsos (PWV) y/o el brazalete (11) se ajusta al valor diastólico
ya determinado o próximo al mismo, la curva del ciclo cardiaco
recibida se divide en dos partes con el punto final de la ED y, de
esta manera, se constituyen los valores del Índice de Área de
Sistólica (SAI) y del Índice de Área Diastólica (DAI).
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