ES2575712B1 - Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parámetros biomédicos - Google Patents

Abstract

Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parámetros biomédicos.#Se constituye a partir de una estructura principal (1) que define una especie de quiosco, al que puede acceder el paciente (2) cuyos parámetros biomédicos pretenden captar, almacenar y procesar de forma remota. Incluye también una zona central donde existe un panel (3) de control, con una pantalla táctil y un monitor (5) y unas zonas laterales (4) con habitáculos (9) para distintos componentes de mediciones, tales como temperatura, glucosa, etc., todo ello en combinación con un PC (6), una impresora (7), un lector de tarjetas de banda magnética y otro de RFID (8), así como una báscula independiente (10), formando un conjunto para la captura y almacenamiento de parámetros biomédicos de forma segura, así como el procesado de los mismos en tiempo real y con posibilidad de comunicación con un servicio existencial ante alertas o valores patológicamente detectables, posibilitando por tanto la realización de chequeos clínicos exprés.

Description

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DESCRIPCION

Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros biomedicos OBJETO DE LA INVENCION

La presente invencion se refiere a una unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros biomedicos, cuya evidente finalidad es la de permitir la recogida de parametros clmicos para la realizacion de chequeos clmicos expres permitiendo con ello reducir significativamente los tiempos de chequeo y diagnosis, tras la actuacion de estos servicios, sin sacrificar la calidad de la informacion que seria obtenido por un procedimiento estandar iniciado por el servicio de enfermeria.

Es objeto de la invencion proporcionar una unidad para captura y almacenamiento de parametros biomedicos de forma segura, asf como realizar su procesado en tiempo real con posibilidad de comunicacion con un servicio existencial ante alertas o valores patologicamente detectables.

La invencion afecta igualmente al desarrollo de una interfaz de comunicacion con el paciente sumamente eficiente, incluyendo un algoritmo de clasificacion de pacientes segun su perfil y modificacion del protocolo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

En el ambito de aplicacion practica de la invencion, si bien son conocidos sistemas de tele-asistencia medica, los mismos se basan exclusivamente en medios de comunicacion a distancia entre el paciente y el medico, ya sea a traves de una web cam o elemento similar, de manera que, la asistencia que pueda dar el facultativo se ve sensiblemente reducida frente a la asistencia que podria dar en una consulta o similar, debido a la falta de instrumentacion medica disponible por parte del paciente a la hora de realizar su consulta “ virtual” .

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Asf pues, si bien este tipo de “ tele-asistencias” resultan muy beneficiosas para el paciente, evitando desplazamientos y largas esperas, son muy limitados desde el punto de vista de diagnosis, debido a la comentada falta de medios instrumentales anteriormente referidos.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

La unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros biomedicos que se preconiza, resuelve de forma plenamente satisfactoria la problematica anteriormente expuesta, permitiendo ofrecer un dispositivo de tele-asistencia medica, sumamente versatil, mediante el cual es posible llevar a cabo un elevado numero de pruebas medicas al paciente, y consecuentemente ofrecer una tele - asistencia lo mas amplia posible.

Para ello, y de forma mas concreta, la unidad se constituye a partir de una estructura principal de cerramiento en acero y con paneles plasticos, que define un especie de quiosco en cuyo interior van dispuestos una serie de chasis internos agrupados en cuatro estructuras modulares basicas, correspondiendo una de ellas a un panel principal central, dos zonas laterales de habitaculos con la particularidad de que los habitaculos estan previstos para los sensores que han de detectar los parametros biomedicos que se pretenden capturar, almacenar, y procesar, estando esos habitaculos fabricados en ABS termoconformados de facil acceso y limpieza y contando ademas con puertas de apertura automatizadas, asf como iluminacion led.

En las dos zonas de habitaculos laterales al panel principal o frontal se han previsto buzones para materiales desechables, todo ello con acceso frontal a todos los elementos para su facil mantenimiento y presentado tambien terminaciones con materiales anti-bacterias.

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Los habitaculos incluyen una cerradura electronica con sistema de apertura y control mediante comandos, as^ como un control que permite conocer el estado de abierto/cerrado, medios de comunicacion de tipo RS-485 y una fuente de alimentacion activable en caso de fallo de luz.

En relacion con el panel principal, el mismo esta asociado a una pantalla tactil y un monitor, que pueden ser dos conectadas a una CPU, con los correspondientes altavoces, una impresora termica, una camara web con microfono incorporado, un lector de tarjetas de banda magnetica, chip y otra RFID y una bascula para permitir el pesado del paciente cuyos parametros biomedicos se pretenden tomar o procesar.

Opcionalmente, la estructura del quiosco podra complementarse con medios portatiles para la medicion y asistencia clmica, creandose asf un sistema asistencial mucho mas completo.

En cuanto a los sensores, los mismos pueden estar basados en tecnologfa optica, como sensores biometricos o de cualquier otro tipo convencional.

En cualquier caso, los sensores permiten medir oxfgeno muscular y cerebral, glucosa, peso, etc.

Tambien cabe destacar el hecho de que la unidad incluira termometros para med ir temperatura, elementos para medir la tension arterial, pulsfmetros, unidad para medir el estado de oxigenacion o respiratorio del paciente, estetoscopio, otoscopio y cualquier otro tipo de instrumentacion que pueda ser necesaria.

A partir de esta estructuracion fisica, se ha previsto una interfaz de comunicacion

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con el usuario, bien ya sea a traves de una simple pantalla tactil, o incluso mediante el empleo de realidad virtual.

En cualquiera de los casos la interfaz es capaz de ofrecer la siguiente informacion:

-Informacion de ayuda; se trata de la informacion que indica al usuario las labores que debe realizar.

-Informacion recogida; se trata de la informacion que proporcionan los diferentes sensores.

-Formularios; formularios que el usuario debe rellenar.

De igual manera, se ha previsto un algoritmo de clasificacion de paciente segun su perfil y modificacion del protocolo, En el que se ha definido la arquitectura de gestion de los procesos del quiosco, llamado gestor de procesos medicos (GPMs), el cual se ha desarrollado para dar soporte a dos casos de uso:

CASO I. Rutinas de patologfas, se trata de la ejecucion de las rutinas medicas que se ofreceran en el kiosco de salud. Estas gmas medicas se modelaran como versiones simplificadas y adaptadas de las gmas de tratamiento de pacientes que gobiernan la practica clmica en entornos hospitalarios. En esta adaptacion se tendra en cuenta que las actividades a realizar en el kiosco de salud requieren unicamente la intervencion del paciente, o lo que es lo mismo, los profesionales medicos no tienen asignada ninguna actividad en las gmas medicas como, por ejemplo, la administracion de nuevos medicamentos para tratar el estado patologico del paciente.

CASO II. Sistema Manchester de Triaje (Manchester System Triage, MTS,), una de

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las funcionalidades mas importantes a las que debera de dar respuesta el GPMs. Para cumplir con estos requisitos generales, se ha propuesto la representacion de las gmas medicas y del sistema Manchester de Triaje a traves de tecnolog^a de flujos de trabajo con capacidades de modelado de conocimiento a modo de reglas de produccion.

Consecuentemente, la invencion esta orientada a servicios para externalizar las funcionalidades medicas y en la que los servicios se han implementado siguiendo la filosofia REST. Con esta arquitectura software se facilita la integracion del GPMs en el kiosco de salud, ya que es suficiente con invocar estos servicios para solicitar la ejecucion de las gmas medicas; obtener las actividades medicas que los pacientes deben llevar a cabo en cada momento; y actualizar las variables de cada paciente que se manejan en la ejecucion de las gmas medicas y en el sistema de triaje.

Dentro de esta arquitectura se distinguen los siguientes componentes software:

Un motor de procesos medicos que es el encargado de coordinar la ejecucion de las diferentes actividades que forman parte del proceso medico. Estos procesos son, por una parte, las gmas clmicas que deberan de seguir los pacientes con una patologfa dada, como, por ejemplo, la obesidad, y por otra parte, el metodo de triaje MTS con el que se valora la gravedad del estado del paciente. En sendos casos, el sistema modelara los procesos como flujos de trabajo en los que las actividades que forman parte de ellos pueden ser ejecutadas en secuencia o en paralelo, y donde tambien es posible introducir selecciones de actividades. Estas selecciones pueden ser automaticas, en funcion de los valores de las variables del paciente, tal y como sucede en el sistema de triaje MTS, o manuales, a traves de la eleccion directa del usuario, como tiene lugar en algunas gmas clmicas.

Una de las principales ventajas de este software frente a otros gestores de flujos de

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trabajo es que permite la modificacion dinamica, o en caliente, del flujo de control que gobierna la ejecucion de las actividades, de modo que la gma clmica pueda ser personalizada al estado particular del paciente. En el kiosco de salud esta funcionalidad es sumamente interesante en la medida en que las actividades a realizar por un paciente para una gma clmica pueden ser ligeramente diferentes, por ejemplo, introducir o eliminar una actividad, para adaptar dicha gma clmica al estado particular de cada paciente.

Paralelamente, participa una base de datos, que es el componente encargado de gestionar el almacenamiento y acceso a los datos correspondientes a la estructura de cada gma medica y a su ejecucion por parte de cada paciente. Mas concretamente, en la base de datos se guardara, por una parte, la traza de las actividades llevadas a cabo por cada uno de los pacientes, incluyendo los valores de las variables manejadas en dichas actividades, y por otra parte, el estado actual de ejecucion de la gma medica, es decir, que actividad es la que se encuentra activa para cada paciente. De esta forma, es posible seguir la ejecucion completa de los procesos medicos por parte de cada usuario y, ademas, mantener la persistencia del sistema cuando tienen lugar fallos.

La arquitectura software se complementa con un gestor de reglas, que es el responsable de ejecutar las reglas de conocimiento medico asociadas a las gmas medicas y al sistema de triaje MTS que seran implantados en el kiosco de salud. En este sentido, cada una de las actividades que forman parte de los flujos de trabajo pueden tener vinculadas un conjunto de reglas de produccion que podran ser evaluadas en cualquier momento, como, por ejemplo, cuando se inicie la activacion de la actividad o cuando se solicite desde otro componente de la arquitectura.

Finalmente, la arquitectura software incluye una serie de servicios que se encargan de externalizar las funcionalidades del sistema con el objetivo de facilitar su

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invocacion e integracion desde otros componentes. De este modo, existen servicios relacionados con (i) la ejecucion, suspension y reanudacion de las actividades del flujo de trabajo; (ii) la modificacion dinamica de la estructura del flujo de control, permitiendo con ello la introduccion de nuevas actividades en secuencia, paralelo y seleccion automatica y manual, as^ como la eliminacion y/o sustitucion de actividades que forman parte del flujo de trabajo; y (iii) el acceso a los datos generados durante la ejecucion de los procesos clmicos, tales como actividades que han sido ejecutadas, pacientes que han completado una gma medica, etc.

Desde el punto de vista tecnologico, los servicios citados se comunican con los componentes externos que invocan su ejecucion, lo cual reduce considerablemente el trafico de red en la transferencia de datos. Esta caracteristica es especialmente importante a la hora de acceder a la informacion disponible en la base de datos, la cual contiene los valores actualizados de todas las variables del paciente.

Es importante destacar que la arquitectura software del sistema facilitara enormemente la implantacion de las gmas medicas y del sistema de triaje MTS, en la medida que estos dos tipos de procesos se modelan a traves de la combinacion de reglas de produccion con tecnologfa de flujos de trabajo: esta combinacion permite simplificar considerablemente la complejidad de la estructura de control de los procesos medicos sin incrementar con ello el numero de reglas de conocimiento, las cuales estaran asignadas a modulos independientes que estan asociados a las actividades del flujo de trabajo.

Teniendo esto en cuenta, a la hora de representar el proceso correspondiente a cada grafico de triaje se seguira una metodologfa que persigue minimizar el numero de preguntas que se le plantearan al usuario en su interaccion con la interfaz grafica del sistema.

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Asf pues, la metodologfa seria la siguiente:

Obtener datos iniciales. En esta actividad, que sera la primera del flujo de trabajo, se solicitan los valores de aquellos discriminadores que son comunes a la hora de decidir si el estado del usuario es Naranja o Amarillo. Por ejemplo, a partir de un grafico de Adulto con Mal Estado General, en funcion dependiendo de los valores de las variables {Dolor, Temperatura} es posible que el estado del usuario sea o bien Amarillo (Dolor moderado o Adulto caliente) o bien Naranja (Dolor intenso o Adulto muy caliente).

Comunicar estado. En esta actividad se evaluan los valores de las variables que se han obtenido en la actividad anterior, de forma que si se verifican las condiciones asociadas a los estados correspondientes, entonces se ejecutara una actividad cuyo objetivo consiste en comunicar a la interfaz del sistema la decision final relacionada con el estado del usuario. Por ejemplo, a partir de un grafico de Adulto con Mal Estado General, si el paciente tiene Dolor intenso, su estado viene indicado por el color Naranja y el flujo de trabajo finaliza en la medida en que ya se ha llegado a una solucion.

Obtencion de datos. En caso de que no se verifiquen ninguna de las variables solicitadas al inicio del grafico de triaje, se realizara una peticion de las variables que permiten discriminar si el estado del paciente es el de mayor gravedad, es decir, el estado de color Naranja. Por ejemplo, en el comentado grafico de Adulto con Mal Estado General, entre otras variables, se solicitara a la interfaz que le pregunte al usuario por el valor del Pulso si tiene Exantema desconocido.

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DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripcion que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizacion practica del mismo, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una representacion correspondiente a una perspectiva superior y abierta de la estructura principal de una unidad para la captura y almacenamiento de parametros biometricos realizada de acuerdo con el objeto de la presente invencion, en situacion de uso por parte de un paciente.

La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva frontal de los chasis internos que participan en el interior de la estructura principal, y que corresponden al panel frontal y central, panel de control, asf como a las zonas de habitaculos laterales.

La figura 3.- Muestra una representacion correspondiente a una perspectiva general de lo que es un habitaculo de los que participan en el interior de la unidad de la invencion.

La figura 4.- Muestra una vista en perspectiva posterior de los distintos componentes que forman el hardware de la unidad de captura, almacenamiento y procesado de datos.

La figura 5.- Muestra una vista en perspectiva superior de la agrupacion de tres unidades adosadas colateralmente entre si.

La figura 6.- Muestra finalmente el diagrama de bloques funcional del dispositivo de

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la invencion.

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

Como se puede ver en las figuras referidas, la unidad de la invencion se constituye a partir de lo que es una estructura principal (1) a modo de quiosco, a base de material de cerramiento metalico, preferentemente acero, y paneles plasticos, de manera que en el interior del habitaculo que forma esa estructura principal o quiosco (1), se situa el paciente (2) cuyos datos o parametros biomedicos se pretenden procesar, con la particularidad de que dicha estructura principal (1), incluye interiormente un panel principal (3), situado centralmente as^ como dos zonas de habitaculos (4) de manera que el panel principal (3) incluye al menos una pantalla tactil (5) en combinacion con una CPU (6), la mostrada en la figura 4, al igual que una impresora termica (7), una camara web con microfono incorporado, un lector de tarjetas (8) y los distintos habitaculos (9) previstos en las zonas laterales (4) anteriormente comentadas, complementandose la unidad con una bascula (10), que se deja ver la figura 1, viendose el comentado lector de tarjetas, (8) el PC (6) y la impresora (7), asf como la pantalla (5), en la vista posterior mostrada en la figura 4, donde se pueden observar tambien los habitaculos (9) por su zona posterior.

Pues bien, cada habitaculo (9) incluye sensores para toma de datos, como puede ser, dispositivos para tomar la tension cardiaca, dispositivos espirometros, para medir la glucosa, pulsometro, medios para la medida de la tension arterial, de la temperatura, etc, de manera que se ha previsto que determinados habitaculos (9) se materialicen en contenedores para el desechado de ciertos artfculos o elementos anteriormente referidos que puedan presentar un caracter monouso.

En la figura 3 se muestra un habitaculo (9) con su correspondiente tapa (9' ) dotada de cerradura, albergando un elemento que puede corresponder a cualquier

dispositivo para la toma de determinados parametros biometricos, siendo facilmente accesible para la permitir una facil y eficaz limpieza del interior y por supuesto el componente o componentes situados en el propia habitaculo (9) correspondiente. Ademas, la puerta (9) de cada habitaculo (9) es controlable en lo que respecta a su 5 estado de abierto/cerrado, contando con medios automaticos de apertura y control, dejandose ver en esa figura 3 como la apertura de la puerta (9' ) permite el acceso frontal del interior de cada uno de los habitaculos (9).

En la figura 6 se muestra el diagrama de bloques, en donde pueden distinguirse el 10 bloque (3) correspondiente al PC ya referido, el bloque (7) correspondiente a la impresora, el bloque (11) de audio, una pareja de pantallas o monitores (5), el bloque correspondiente al lector de tarjetas (8), el bloque (12) de la camara web, microfono y altavoces, el bloque correspondiente a la bascula (10), el bloque (14) correspondiente a las cerraduras electronicas de las puertas (9' ) de los distintos 15 habitaculos (9), asf como los bloques de los dispositivos de toma de temperatura (15), de la tension arterial (16), el pulsometro (17), la unidad medidora de la respiracion (18), el bloque para elementos desechables (19), el medidor de glucosa (20), y el bloque (21) desechable del dispositivo de toma de glucosa.

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   REIVINDICACIONES

   1a.- Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros biomedicos, previsto para permitir la recogida de parametros clmicos para la realizacion de chequeos clmicos expres, se caracteriza porque se constituye a partir de una estructura principal (1) constitutiva de una especie de habitaculo o quiosco, en cuyo interior se establece un panel principal (3), zonas laterales (4) con habitaculos (9); con la particularidad de que el panel central y de control (3) presenta, con una pantalla tactil y un monitor (5) todo ello asociado a un PC (6) con medios de comunicacion con los correspondientes centros sanitarios, una impresora (7), y un lector de tarjetas banda magnetica, Chip y RFID (8); habiendose previsto que los habitaculos (9) presenten una puerta (9' ) de acceso frontal, con cerradura electronica, en cuyo interior van dispuestos dispositivos para la toma de parametros clmicos, tales como medios de toma de temperatura corporal, tension arterial, pulso, espirometro, glucosa, asf como habitaculos para entregar los desechables, necesarios para la toma de datos para los diferentes ensayos clmicos.

   2a.- Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros

   biomedicos, segun reivindicacion ia, caracterizado porque los habitaculos (9)

   incluyen sensores que pueden ser opticos, biometricos o de cualquier tipo convencional.

   3a.- Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros

   biomedicos, segun reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye adicionalmente una camara web, microfono, altavoces, una bascula (10) y medios de iluminacion led.

   4a.- Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros

   biomedicos, segun reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura

   principal (1) del quiosco establece un cerramiento metalico, preferentemente en acero en combinacion con paneles plasticos.

   5a.- Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros

   5 biomedicos, segun reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los habitaculos (9) presentan un sistema de apertura y control mediante comandos de su correspondiente puerta (9' ), as^ como un control del estado abierto/cerrado de dicha puerta (9' ).

   10 6a.- Unidad para la captura, almacenamiento y procesado de parametros

   biomedicos, segun reivindicacion ia, caracterizado porque incluye una serie de equipos adicionales tales como un telefono, asiento especial para discapacitados, teclado y raton, lector de huellas dactilares.