ES2910070T3

ES2910070T3 - Método y dispositivo para detectar y evaluar la hiperemia reactiva mediante pletismografía segmentaria

Info

Publication number: ES2910070T3
Application number: ES14885237T
Authority: ES
Inventors: Michael David Whitt; Kathy Elizabeth Magliato; Stephen Ritterbush
Original assignee: CORDEX SYSTEMS Inc
Current assignee: CORDEX SYSTEMS Inc
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2022-05-11
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: WO2015138026A8; CN106456028B; EP3116383A1; CN106456028A; BR112016020760B1; CA2942022A1; EP3116383A4; AU2014386201B2; MX2016011715A; JP6494669B2; JP2017508583A; AU2014386201A1; CA2942022C; BR112016020760A2; EP3116383B1; WO2015138026A1

Abstract

Un método para medir la hiperemia reactiva en un sujeto, que comprende: realizar una primera pletismografía segmentaria con manguito que tiene una fase de insuflación y una fase de desinflamiento; generar una curva basal de distensibilidad arterial y/o una curva basal de presión-área (P-A) en una porción del organismo del sujeto, donde la presión del manguito aumenta a una primera presión máxima del manguito durante la fase de insuflación e inmediatamente disminuye con respecto a la primera presión máxima del manguito durante la fase de desinflamiento; realizar una segunda pletismografía segmentaria con manguito que tiene una fase de insuflación, una fase de mantenimiento y una fase de desinflamiento; generar una curva hiperémica de distensibilidad arterial y/o una curva hiperémica de P-A, donde la presión del manguito aumenta a un segundo nivel máximo durante la fase de insuflación, se mantiene a la segunda presión máxima del manguito durante un período predeterminado de tiempo durante la fase de mantenimiento, y a continuación disminuye con respecto a la segunda presión máxima del manguito durante la fase de desinflamiento; calcular la diferencia entre la curva basal de distensibilidad arterial y la curva hiperémica de distensibilidad arterial como área entre las curvas de distensibilidad arterial, y/o la diferencia entre la curva basal de P-A y la curva hiperémica de P-A como área entre las curvas de P-A; y determinar un grado de hiperemia reactiva a partir del área entre las curvas de distensibilidad arterial y/o el área entre las curvas de P-A, donde una primera curva de distensibilidad del manguito se genera durante la primera pletismografía segmentaria con manguito únicamente a partir de datos adquiridos durante la fase de desinflamiento de la primera pletismografía segmentaria con manguito y una segunda curva de distensibilidad del manguito se genera durante la segunda pletismografía segmentaria con manguito únicamente a partir de datos adquiridos durante la fase de desinflamiento de la segunda pletismografía segmentaria con manguito y donde dicha primera y segunda curvas de distensibilidad del manguito se generan con un fluxímetro (302) que mide de manera directa el cambio de volumen en el manguito durante la fase de desinflamiento.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para detectar y evaluar la hiperemia reactiva mediante pletismografía segmentaria

SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente de Estados Unidos de América con número de serie 14/204736, presentada el 11 de marzo de 2014.

CAMPO

La tecnología por lo general se refiere a dispositivos médicos y métodos diagnósticos y, en particular, a métodos y dispositivos para medir la hiperemia reactiva y la disfunción endotelial mediante pletismografía segmentaria con registros del volumen y oscilometría.

ANTECEDENTES

Se ha demostrado que la disfunción endotelial (DE) tiene importancia pronóstica en la predicción de acontecimientos vasculares como el ataque al corazón y el accidente cerebrovascular. Es un acontecimiento clave en el desarrollo de la ateroesclerosis y antecede durante muchos años a la enfermedad vascular clara desde un punto de vista clínico. La DE puede producirse a raíz de diversos procesos patológicos, como la hipertensión, la ateroesclerosis, la enfermedad cardiovascular (enfermedad cardíaca y accidente cerebrovascular), la fibrilación auricular, la insuficiencia cardíaca congestiva, la enfermedad vascular periférica, el choque séptico, la hipercolesterolemia, la diabetes de tipo I y II, la disfunción eréctil, la artritis reumatoide, el VIH, la enfermedad hepática (cirrosis, hepatitis B y C, esteatohepatitis no alcohólica, esteatosis hepática), la preeclampsia, el agotamiento por calor, todas las formas de demencia y enfermedades mentales, cualquiera y todas las enfermedades relacionadas con la inflamación localizada o sistémica, los factores ambientales como el tabaquismo, la ingesta de carbohidratos con un elevado índice glicémico, el estilo de vida sedentario y la obesidad. La DE también se asocia a estados de inflamación crónica de baja intensidad con concentraciones elevadas de proteína C reactiva, lo que produce ateroesclerosis.

La DE se puede mejorar mediante la modificación de los factores de riesgo: ejercicio, pérdida de peso, dejar de fumar, administración de estatinas, bloqueantes p, tratamiento de la hipertensión y la hipercolesterolemia, mejora de la dieta con una ingesta reducida de grasas trans, control de la diabetes. Por lo tanto, la detección temprana de la DE puede permitir, no solo el diagnóstico y el tratamiento tempranos de enfermedades relacionadas con la DE, sino también el tratamiento de la propia DE.

La pletismografía es una técnica no invasiva para medir la cantidad de flujo sanguíneo presente o que atraviesa un órgano u otra parte del organismo. La pletismografía segmentaria con registros del volumen se realiza mediante la inyección de un volumen estándar de aire en un manguito neumático o manguitos colocados en distintos niveles a lo largo de una extremidad. Los cambios de volumen en el segmento de la extremidad que está por debajo del manguito se traducen en presión pulsátil, que un transductor detecta y, a continuación, se muestran como un contorno de pulsos de presión. Para medir los cambios en el volumen sanguíneo habitualmente se ha utilizado la pletismografía segmentaria con registros del volumen. También se puede utilizar para comprobar si hay coágulos sanguíneos en los brazos y las piernas.

En la patente de Estados Unidos 2010/305459 A1 se da a conocer cómo medir la hiperemia reactiva con un manguito presurizado para generar curvas de presión-área (P-A).

En la patente de Estados Unidos 6309359 B1 se da a conocer cómo medir la distensibilidad arterial con un manguito y un fluxímetro.

RESUMEN

Un aspecto de la presente solicitud hace referencia a un método para medir la hiperemia reactiva en un sujeto. El método comprende los pasos de hacer una primera pletismografía segmentaria con manguito que tiene una fase de insuflación y una fase de desinflamiento; generar una curva basal de distensibilidad arterial y/o una curva basal de presión-área (P-A) en una porción del organismo del sujeto, donde la presión del manguito aumenta a una primera presión máxima del manguito durante la fase de insuflación e inmediatamente disminuye con respecto a la primera presión máxima del manguito durante la fase de desinflamiento; realizar una segunda pletismografía segmentaria con manguito que tiene una fase de insuflación, una fase de mantenimiento y una fase de desinflamiento; generar una curva hiperémica de distensibilidad arterial y/o una curva de P-A hiperémica, donde la presión del manguito aumenta a un segundo nivel máximo durante la fase de insuflación, se mantiene a la segunda presión máxima del manguito durante un período predeterminado de tiempo durante la fase de mantenimiento, y a continuación disminuye con respecto a la segunda presión máxima del manguito durante la fase de desinflamiento; calcular la diferencia entre la curva basal de distensibilidad arterial y la curva hiperémica de distensibilidad arterial como área entre las curvas de distensibilidad arterial, y/o la diferencia entre la curva basal de P-A y la curva hiperémica de P-A como área entre las curvas de P-A; determinar un grado de hiperemia reactiva a partir del área entre las curvas de distensibilidad arterial y/o el área entre las curvas de P-A, donde una primera curva de distensibilidad del manguito se genera durante la primera pletismografía segmentaria con manguito únicamente a partir de datos adquiridos durante la fase de desinflamiento de la primera pletismografía segmentaria con manguito y una segunda curva de distensibilidad del manguito se genera durante la segunda pletismografía segmentaria con manguito únicamente a partir de datos adquiridos durante la fase de desinflamiento.

Otro aspecto de la presente solicitud que no está abarcado por la presente invención hace referencia a un método para determinar la disfunción endotelial (DE) en un sujeto. El método comprende los pasos de: (a) insuflar un manguito alrededor de una porción del organismo del sujeto y desinflar inmediatamente el manguito tras alcanzar una primera presión del manguito y medir los cambios de volumen y presión en el manguito durante el proceso de desinflamiento; (b) generar una primera curva a partir de la medición del paso (a); (c) insuflar el manguito alrededor de la porción del organismo del sujeto una segunda vez, mantener la insuflación a una segunda presión del manguito durante un período predeterminado de tiempo, desinflar el manguito y medir los cambios de volumen y presión en el manguito durante el proceso de desinflamiento; (d) generar una segunda curva a partir de las mediciones del paso (c); (e) determinar una diferencia entre las áreas bajo la primera curva y la segunda curva, donde la primera curva y la segunda curva son curvas de distensibilidad arterial o curvas de presión-área (P-A); y (f) determinar un grado de disfunción endotelial a partir de la diferencia determinada en el paso (e), donde se genera una primera curva de distensibilidad del manguito durante el paso (a) y se genera una segunda curva de distensibilidad del manguito durante el paso (c) mediante un fluxímetro para medir de manera directa el cambio de volumen en el manguito, y un sensor de presión para medir el cambio de presión correspondiente a cada cambio de volumen conocido, donde la primera curva se genera a partir de la primera curva de distensibilidad del manguito, y donde la segunda curva se genera a partir de la segunda curva de distensibilidad del manguito.

Otro aspecto de la presente solicitud hace referencia a un aparato para medir la hiperemia reactiva en un sujeto. El aparato comprende: un manguito insuflable que tiene una entrada y una salida; una bomba conectada a dicha entrada de dicho manguito para insuflar el manguito; un fluxímetro conectado a dicha salida de dicho manguito; un transductor de presión para medir la presión en el interior del manguito; y un ordenador configurado para: generar una curva de distensibilidad del manguito mediante mediciones directas del cambio de volumen en dicho manguito con dicha bomba y el cambio de presión en el interior del manguito con dicho transductor de presión; generar una curva de distensibilidad arterial, que incluye una primera curva de distensibilidad arterial y una segunda curva de distensibilidad arterial, y una curva de presión-área (P-A), que incluye una primera curva de P-A y una segunda curva de P-A, solo durante el proceso de desinflamiento del manguito; y calcular una diferencia entre las áreas bajo la primera curva de distensibilidad arterial y la segunda curva de distensibilidad arterial y una diferencia entre las áreas bajo la primera curva de P-A y la segunda curva de P-A.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

En la descripción detallada se hará referencia a los siguientes dibujos, donde números similares corresponden a elementos similares, y donde:

En la Figura 1 se muestra un diagrama de bloques que ilustra una realización de un sistema para medir la distensibilidad arterial, el área y el flujo arterial periférico.

En la Figura 2 se muestra un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método para medir la distensibilidad arterial, el área y el flujo arterial periférico.

En la Figura 3 se muestra una gráfica que ilustra los datos adquiridos mediante una realización del sistema y el método para medir la distensibilidad arterial, el área y el flujo arterial periférico.

En la Figura 4 se muestra una gráfica que ilustra los datos adquiridos y filtrados mediante una realización del sistema y el método para medir la distensibilidad arterial, el área y el flujo arterial periférico.

En la Figura 5 se incluyen gráficas que ilustran la distensibilidad del manguito calculada mediante una realización del sistema y el método para medir la distensibilidad arterial, el área y el flujo arterial periférico. En la Figura 6 se muestra una gráfica que ilustra la distensibilidad del manguito calculada mediante una realización del sistema y el método para medir la distensibilidad arterial, el área y el flujo arterial periférico. En la Figura 7 se muestra una gráfica que ilustra un parámetro aplicado mediante una realización del sistema y el método para medir la distensibilidad arterial, el área y el flujo arterial periférico.

En la Figura 8 se muestra una gráfica que ilustra un parámetro aplicado mediante una realización del sistema y el método para medir el área arterial.

En la Figura 9 se muestra un diagrama de bloques que ilustra otra realización de un sistema para medir la distensibilidad arterial, el área y el flujo arterial periférico.

En la Figura 10 se muestra un esquema de una placa de circuito impreso (PCB, siglas en inglés) para el sistema de la Figura 9.

En la Figura 11 se muestra un ejemplo de curva de desinflamiento del manguito. Durante la fase de desinflamiento, la presión del manguito por lo general disminuye de aproximadamente 200 mmHg a aproximadamente 0 mmHg. Los datos del paciente por lo general se obtienen a una presión superior a la presión venosa central, que es aproximadamente de 5 mmHg.

En la Figura 12 se muestra un ejemplo de salida como respuesta de frecuencia del filtro de paso de banda.

En la Figura 13 se muestra un filtro de paso de banda (0,5-5,0 Hertz) de datos de descenso del manguito (panel superior) y datos de descenso del manguito estándar (panel inferior).

En la Figura 14 se muestra un ejemplo de derivada de presión-tiempo y ondas de velocidad Doppler. En la Figura 15 se muestran ejemplos de ondas de flujo calculadas a partir de derivadas de presión-tiempo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

En la presente memoria se describen métodos, sistemas y dispositivos para medir la distensibilidad arterial, y para generar otras mediciones, como las ondas del flujo sanguíneo arterial volumétrico y las curvas de presión-área, a lo largo de todo el intervalo de presiones transparietales. Estas mediciones se pueden utilizar para medir la hiperemia reactiva y detectar, medir y vigilar diversas dolencias, como la disfunción endotelial, otras enfermedades cardiovasculares y la preeclampsia, así como para vigilar la eficacia de la anestesia.

Las realizaciones incluyen una pletismografía con manguito calibrada con una función matemática. Un pletismógrafo es un instrumento para determinar y registrar las variaciones en el tamaño de un órgano o una extremidad producido a raíz de cambios en la cantidad de sangre presente o que lo atraviesa. La calibración se realiza según un proceso que combina una función matemática no lineal y el resultado generado por una bomba dosificadora. Las realizaciones combinan los conceptos de pletismografía segmentaria con registros del volumen y oscilometría para proporcionar una medición real de la distensibilidad arterial en todo el intervalo de presiones transparietales. La pletismografía segmentaria con registros del volumen es una técnica que se realiza mediante la inyección de un volumen estándar de aire en un manguito o manguitos neumáticos colocados a distintos nieles a lo largo de una extremidad. Los cambios de volumen en el segmento de la extremidad que está por debajo del manguito se traducen en presión pulsátil que se detecta con un transductor y, a continuación, se muestra como un perfil del pulso de presión. La oscilometría es un proceso que se utiliza para medir cambios en las pulsaciones en las arterias, especialmente en las arterias de las extremidades. Las realizaciones también generan una curva de presión-área y ondas de flujo sanguíneo arterial volumétrico en todo el intervalo de presiones transparietales. La presión transparietal es la presión a través de la pared de una cavidad cardíaca o la pared de un vaso sanguíneo. La presión transparietal se calcula como presión intracavitaria (es decir, la presión dentro de la cavidad cardíaca o el vaso sanguíneo) menos la presión extracavitaria (es decir, la presión fuera de la cavidad cardíaca o el vaso sanguíneo).

Las realizaciones se usan para medir la hiperemia reactiva, mientras que otros ejemplos que no se abarcan en la presente invención se pueden usar para determinar la disfunción endotelial, que constituye un indicador preliminar de una anomalía funcional en el endotelio. El endotelio es la capa más interna de la pared arterial y se compone de una fina capa de células endoteliales planas. La disfunción endotelial (DE) constituye una respuesta bien establecida a factores de riesgo cardiovascular, y antecede al desarrollo de la ateroesclerosis (que produce la formación de placas). En los casos de DE, la magnitud de la secreción de óxido nítrico disminuye, y la vasodilatación arterial también disminuye. Estos cambios producen una reducción de la hiperemia reactiva que se puede medir mediante el método y los dispositivos descritos en la presente memoria.

La DE es un factor pronóstico de la salud vascular en general. Por consiguiente, la DE es un indicador precoz de enfermedad cardiovascular. En efecto, se ha demostrado que existe una relación significativa y directa entre la DE y los acontecimientos cardiovasculares, como el infarto de miocardio, el accidente cerebrovascular, la muerte súbita y la insuficiencia cardíaca. Mediante mediciones del grado de DE, con las realizaciones descritas en la presente memoria se puede predecir con bastante fiabilidad acontecimientos cardiovasculares y enfermedades. Desde el punto de vista clínico, la DE puede constituir un factor pronóstico de diabetes de tipo II de novo y progresión del síndrome metabólico a diabetes de tipo II. La DE también se asocia a la enfermedad vascular periférica y la insuficiencia renal crónica, y se ha demostrado que es un factor pronóstico de preeclampsia en las embarazadas. La preeclampsia es un trastorno médico grave que se manifiesta en los últimos estadios del embarazo y para el que no se conoce cura. La preeclampsia se caracteriza por una elevada presión sanguínea y proteinuria (proteína en la orina). La preeclampsia puede producir ceguera, insuficiencia renal, insuficiencia hepática, desprendimiento placentario, convulsiones y síndrome HELLP (una triada de anemia hemolítica, concentración elevada de enzimas hepáticas y recuentos bajos de plaquetas, por sus siglas en inglés). La preeclampsia ocurre en hasta un 10 % de todos los embarazos y puede ser mortal para la madre y el feto. Se ha demostrado que la DE constituye un signo inicial de preeclampsia.

Además, en estudios intervencionistas se ha demostrado una regresión de la DE con el tratamiento de los factores de riesgo a través de la dieta, el ejercicio, la pérdida de peso, el dejar de fumar, el control de la diabetes, y el tratamiento con fármacos como las estatinas y diversos hipolipemiantes. Por lo tanto, las realizaciones descritas en la presente memoria también se pueden utilizar como un medio para vigilar el progreso y ayudar a tomar decisiones sobre el tratamiento y la terapia en pacientes con enfermedades relacionadas con la DE, tales como la enfermedad cardiovascular.

Por ejemplo, existen dos poblaciones diferenciadas en las que medir la disfunción endotelial (DE) resulta valioso y eficaz desde el punto de vista clínico. Una población consiste en pacientes sin síntomas con riesgo de presentar enfermedad cardiovascular (ECV). La otra población consiste en pacientes que presentan ECV y que están recibiendo tratamiento médico. En los pacientes con riesgo de presentar ECV, medir la DE puede servir de signo temprano de cardiopatía progresiva. En los pacientes con riesgo que toman medicamentos para la ECV, con las mediciones de la DE también se puede vigilar el progreso y facilitar la toma de decisiones sobre el tratamiento.

En un ejemplo que no es conforme a la presente invención, los métodos y dispositivos descritos en la presente memoria se usan para hacer un seguimiento del progreso y como orientación a la hora de tomar decisiones sobre el tratamiento y la terapia en pacientes que estén tomando estatinas. En la actualidad, los médicos recetan estatinas, pero no disponen de un método establecido para medir su efecto en la disminución de la DE, un importante componente de la eficacia del tratamiento con estatinas. Mediante el uso de la hiperemia reactiva como indicador de la DE, los métodos y dispositivos descritos en la presente memoria se pueden utilizar para medir la eficacia de las estatinas y de la modificación de los factores de riesgo (es decir, la pérdida de peso, el control de la glucosa en la sangre, el dejar de fumar, etc.) en la mejora de la DE. En estos métodos se realizan mediciones de la hiperemia reactiva y se compara el grado de hiperemia en pacientes en distintas fases del tratamiento. Cuando se determina la eficacia de un tratamiento médico, como el tratamiento con estatinas, la primera medición de hiperemia reactiva se realiza preferentemente antes de iniciar el tratamiento, mientras que las mediciones posteriores se realizan durante el curso del tratamiento con estatinas. El profesional sanitario puede determinar la frecuencia de las mediciones. El profesional sanitario puede volver a modificar la pauta de tratamiento con base en el resultado de las mediciones.

La capacidad para medir con exactitud ondas de flujo arterial mediante las realizaciones descritas en la presente memoria puede resultar beneficiosa en situaciones médicas de intervención quirúrgica, atención ambulatoria y atención a pacientes no hospitalizados. La vigilancia con una onda de flujo arterial mediante las realizaciones descritas en la presente memoria proporciona beneficios adicionales que van más allá de la simple vigilancia de la presión sanguínea. Por ejemplo, un paciente con choque hipovolémico presentaría las siguientes manifestaciones físicas en la fase inicial (denominada fase compensatoria): mayor frecuencia cardíaca, vasoconstricción periférica y descenso del gasto cardíaco. Una medición exacta de la onda de flujo arterial, como la proporcionada por las realizaciones descritas en la presente memoria, se puede obtener a cualquier presión transparietal, lo que proporciona una medición no invasiva y en tiempo real de los cambios en el gasto cardíaco a lo largo del tiempo, además de una vigilancia exacta constante de la frecuencia cardíaca y el tono vascular.

Las realizaciones descritas en la presente memoria miden la hiperemia reactiva (aumento en la cantidad de flujo sanguíneo a una parte del organismo que se produce a raíz del restablecimiento del flujo sanguíneo temporalmente bloqueado). Algunas realizaciones hacen estas mediciones combinando la oscilometría y la pletismografía segmentaria con registros del volumen, y aplicando ecuaciones no lineales para la distensibilidad del manguito. La distensibilidad del manguito es la magnitud del cambio de volumen que tiene lugar con el cambio determinado de presión de un manguito para la presión sanguínea. En estudios anteriores se ha demostrado que esta relación es no lineal. Sin embargo, la relación no lineal varía de un manguito a otro, y también depende de cómo el manguito se coloca en la extremidad. En una patente anterior, la patente de EE. UU. n.° 6.309.359, también se combina la oscilometría y la pletismografía segmentaria con registros del volumen para realizar determinaciones no invasivas del área de la luz arterial periférica. Sin embargo, el método y aparato descritos en la patente n^ 6.309.359 no aplican ni utilizan una ecuación matemática no lineal para generar una curva de distensibilidad del manguito, y, en su lugar, simplemente utilizan la presión del manguito que más se corresponde con la presión real del manguito. El equipamiento utilizado en el método y aparato de la patente n^ 6.309.359 también es distinto, e incluye el requerimiento de una bomba de elevada frecuencia que opera a una frecuencia significativamente más elevada que la frecuencia del ciclo arterial, que por lo general se encuentra en el intervalo de 25-35 Hz. Además, cada dato utilizado en la patente n^ 6.309.359 se obtiene mientras la presión del manguito desciende, en lugar de durante la insuflación (la presión aumenta) y el desinflamiento (la presión disminuye).

Con referencia ahora a la Figura 1, se muestra un diagrama de bloques en el que se ilustra una realización de un sistema 100 para medir la distensibilidad arterial. El sistema 100 incluye un manguito para la presión sanguínea, un medidor, una bomba y un equipo y/o software necesarios para la adquisición de los datos descrita en la presente memoria. La realización del sistema 100 incluye el manguito para la presión sanguínea 102, la bomba dosificadora 104, el transductor de presión 106, el amplificador 108 y el ordenador 110. El manguito 102 para la presión sanguínea puede ser un manguito estándar para la presión sanguínea 102 que tradicionalmente se insufla para aplicar presión a una extremidad de manera que la presión sanguínea se puede medir. El manguito 102 para la presión sanguínea normalmente se coloca alrededor de la parte superior del brazo del paciente. Sin embargo, el dispositivo se podría utilizar cuando se coloca alrededor de cualquier parte de una extremidad en adultos, niños o animales. El tamaño del manguito para la presión sanguínea 102 se puede configurar en función del uso previsto para cada caso. La bomba dosificadora 104 incluye una bomba utilizada para insuflar el manguito para la presión sanguínea 102 con un volumen de aire y un medidor para medir el grado de insuflación del manguito (volumen de aire, p. ej., en litros/minuto, inyectado en el manguito 102). En una realización, la bomba 104 es una bomba de baja frecuencia. El transductor de presión 106 detecta la presión pulsátil en las arterias de la extremidad mediante la medición de la presión en el manguito. El transductor de presión 106 genera una señal, que indica el valor de presión pulsátil que se introduce en el amplificador 108. El amplificador 108 amplifica la señal de presión pulsátil e introduce la señal amplificada en el ordenador 110.

El ordenador 110 puede realizar la conversión analógica-digital (A-D) de la señal amplificada, según sea necesario, procesar la señal para adquirir los datos necesarios, ejecutar los métodos, incluidos el cálculo y la aplicación de las ecuaciones matemáticas, y generar las diversas curvas, gráficas y otras presentaciones visuales descritas en la presente memoria. El ordenador 110 puede ser un ordenador con fines generales que tenga uno o más procesadores y memoria que almacena instrucciones (p. ej., como uno o más programas informáticos) para realizar estas funciones, o un ordenador programado para un fin especial. Por consiguiente, el software incluido en el ordenador 110 puede incluir uno o más programas matemáticos y de adquisición de datos, y puede desarrollar las funciones matemáticas no lineales utilizadas en el método, realizando el filtrado de paso de banda, y otros filtrados y procesamiento de señales según sea necesario, así como realizando transformaciones matemáticas, como, p. ej., para medir el área bajo las curvas y realizar la integración numérica de las curvas de distensibilidad arterial con el fin de desarrollar las curvas de presión-área. Como otra posibilidad, en lugar del ordenador 110 o además del mismo, el sistema 100 puede incluir un sistema de circuitos para ejecutar algunas de estas funciones, incluir un convertidor A-D independiente, un filtro de paso de banda y otros sistemas de circuitos especializados.

Los componentes del sistema 100, como la bomba dosificadora 104, el transductor de presión 106, el amplificador 108 y el ordenador 110 se pueden alojar en una carcasa única, como indican las líneas discontinuas en la Figura 1, conectados al manguito 102 para la presión sanguínea.

Las realizaciones del método descrito en la presente memoria obtienen/adquieren datos durante la insuflación y el desinflamiento del manguito 102 para la presión sanguínea. En algunas realizaciones, un volumen conocido de aire se inyecta en el manguito 102 para la presión sanguínea en cada incremento de 0 mmHg a una presión significativamente más elevada que la presión sanguínea sistólica del paciente (es decir, la presión correspondiente a la presión en las arterias mientras el corazón se contrae y bombea sangre en las arterias), pero sin que ello resulte demasiado incómodo para el paciente (p. ej., aproximadamente 180 mmHg). Cada cambio de presión (dP) se mide para cada cambio de volumen (dV) a lo largo de todo el ascenso de la presión. En la Figura 3 se muestra una gráfica de los datos adquiridos durante el proceso de insuflación.

En algunas realizaciones, los datos descritos más arriba (cambio de presión medido para cada cambio conocido de volumen) obtenidos durante la insuflación se utilizan para generar la curva de (dV/dP)manguito frente a la presión promedio del manguito (denominada «curva de presión promedio del manguito»), donde dV es el cambio de volumen, dP es el cambio de presión y (dV/dP)manguito es la distensibilidad del manguito, que cambia de manera no lineal con la presión del manguito.

Los datos obtenidos más arriba se representan en la curva de presión promedio del manguito. Se realiza una regresión no lineal de estos datos, desarrollando una ecuación con la que se puede obtener (dV/dP)manguito para cada valor de presión del manguito. En una realización, la regresión no lineal se realiza mediante funciones inversas polinómicas de segundo orden. Mediante dichas funciones se han desarrollado con éxito coeficientes de determinación. En algunas realizaciones, los puntos de datos se obtienen durante el desinflamiento, donde Y = (dV/dP)manguito y x equivale a la presión media del manguito. A partir de estos puntos se puede generar una ecuación polinomial de segundo orden por regresión inversa no lineal.

En otras realizaciones, durante el desinflamiento del manguito para la presión sanguínea (la parte descendiente de la curva de presión promedio del manguito), se obtienen diversos datos adicionales y se realizan funciones adicionales. En una realización, el método de filtrado de paso de banda (es decir, el filtrado de paso de banda a diversas frecuencias filtra otros datos para determinar los datos de presión deseados) se puede utilizar para obtener la presión sanguínea sistólica, la presión sanguínea diastólica y la presión sanguínea arterial media, es decir, la presión sanguínea promedio durante un único ciclo cardíaco (es decir, a lo largo de un ciclo de una onda dada de presión sanguínea) mediante oscilometría. En otra realización, el filtrado de paso de banda se utiliza para proporcionar la magnitud de los pulsos de presión que tienen lugar a cada presión del manguito (dP)arteria.

A continuación, se puede obtener la distensibilidad arterial (dV/dP)arteria, que proporciona la medida de la actividad del músculo liso arterial y la consiguiente disfunción endotelial a cualquier presión transparietal, mediante la siguiente ecuación:

Ecuación 1. Cálculo de la distensibilidad arterial a cualquier presión transparietal

Se genera una curva mediante la ecuación 1. La integración de la curva obtenida a partir de la ecuación 1 genera una curva de presión-área (P-A). (Nota: todas las mediciones del volumen se pueden convertir a mediciones de área si el volumen se divide por la longitud útil del manguito). Todas las mediciones de la distensibilidad se pueden normalizar utilizando la ecuación 2 de más abajo, donde todas las mediciones del volumen se pueden convertir en área dividiendo una vez más por la longitud útil del manguito.

Ecuación 2. Ecuación normalizada de la distensibilidad arterial

Vo es el volumen basal en el paciente. Al dividir la distensibilidad arterial por el volumen basal en el paciente, se normaliza la distensibilidad arterial. El proceso descrito más arriba se puede utilizar para realizar diversas mediciones.

En una realización, el proceso se utiliza para desarrollar una onda de flujo arterial exacta mediante la obtención de valores para (dV/dP)arteria a cualquier presión transparietal, tomando la derivada de la onda de descenso de la presión original para obtener una onda que es (dP/dt)arteria, y multiplicando (dP/dt)arteria por (dV/dP)arteria para obtener una onda de flujo exacta. El resultado es una onda de flujo arterial (dV/dt)arteria exacta. En la Figura 14 se muestra un ejemplo de derivada de presión-tiempo y ondas de velocidad Doppler. En la Figura 15 se muestra un ejemplo de ondas de flujo calculadas a partir de derivadas de presión-tiempo.

En otro ejemplo que no es conforme a la presente invención, el proceso se utiliza para la medición de la disfunción endotelial mediante la obtención de una curva basal de distensibilidad arterial y una curva de presión-área como se describe más arriba, manteniendo el manguito para la presión sanguínea por encima de la presión sistólica del paciente durante un período de tiempo determinado (induciendo hiperemia), obteniendo una segunda (es decir, hiperémica) curva de distensibilidad y curva de presión-área, y calculando la diferencia entre la curva basal y la curva hiperémica. La diferencia entre las dos curvas representa el grado de disfunción endotelial.

Con referencia ahora a la Figura 2, se muestra un diagrama de flujo que ilustra un método 200 para medir la distensibilidad arterial. Los datos basales se adquieren durante la insuflación del manguito, bloque 202. Consúltese la Figura 3 para ver una gráfica de los datos basales adquiridos durante la insuflación del manguito. La adquisición 202 de datos basales puede incluir el uso de la bomba dosificadora 104 y el transductor de presión 106 durante la insuflación del manguito 102 para medir el volumen de aire inyectado en la bomba y la presión del manguito, respectivamente. La adquisición 202 de datos basales además pueden incluir la colocación del manguito 102 alrededor de una extremidad periférica de un paciente o un sujeto, e iniciar el manguito a 0 mmHg. Un volumen conocido de aire se puede inyectar en el manguito 102 a la vez que se registra el cambio de presión en el manguito. La adquisición 202 de datos basales se puede lograr, p. ej., utilizando un programa informático de adquisición de datos en un ordenador 110. El programa de adquisición de datos puede recibir datos del transductor de presión 106 y/o la bomba dosificadora 104 (p. ej., que se han convertido a digital por medio de un convertidor A-D y/o se han procesado de otra manera). Se pueden utilizar diversos programas de adquisición de datos, como, por ejemplo, Acknowledge™. La adquisición 202 de datos basales obtiene la distensibilidad del manguito a una presión promedio determinada del manguito, donde la presión promedio del manguito es igual a la presión del manguito tras inyectar un volumen conocido de aire más la presión del manguito antes de inyectar el volumen conocido de aire, dividido por dos (2). Tal y como se describe más arriba, se prosigue con la insuflación volumétrica del manguito hasta alcanzar una presión significativamente más elevada que la presión sistólica del sujeto, pero sin que ello resulte demasiado incómodo para el sujeto (p. ej., aproximadamente 180 mmHg).

Se genera la ecuación/fórmula de distensibilidad basal del manguito, bloque 204. Como se indica más arriba, esta se puede lograr mediante una regresión no lineal. En realizaciones, la generación de la fórmula de distensibilidad basal del manguito puede empezar en cuanto la insuflación del manguito ha finalizado. Se puede desarrollar una ecuación matemática que representa la distensibilidad del manguito mediante (i) la representación de la presión promedio del manguito (x) frente a la distensibilidad del manguito (y) y la realización de una regresión no lineal según se indica más arriba. La ecuación/fórmula de distensibilidad basal del manguito se puede generar 204 mediante un programa informático matemático en un ordenador 110. El programa matemático puede recibir datos del programa de adquisición de datos y puede realizar, p. ej., una regresión no lineal utilizando, p. ej., una o más funciones polinómicas inversas de segundo orden. Se pueden utilizar diversos programas de adquisición de datos, como, por ejemplo, SigmaPlot™.

Con referencia continuada a la Figura 2, durante el desinflamiento del manguito se adquieren datos basales adicionales como se describe más arriba, bloque 206. La adquisición de datos basales 206 adicionales se puede realizar, p. ej., utilizando un programa de adquisición de datos. Una vez realizada esta adquisición de datos basales 206 adicionales, se realiza el filtrado de paso de banda y el desarrollo de las curvas de distensibilidad arterial, las curvas de P-A y las ondas de flujo arterial, bloque 208.

Para desarrollar las ondas y curvas basales, la presión del manguito se libera inmediatamente una vez la presión del manguito ha aumentado por encima de la presión sistólica del paciente, y se toman las mediciones descritas más arriba. En otras palabras, la presión del manguito se incrementa de manera que es más elevada que la presión sistólica del paciente y, a continuación, se libera inmediatamente. Para desarrollar las ondas y curvas de hiperemia reactiva, la presión del manguito se mantiene durante un período de tiempo suficiente para desencadenar una reacción endotelial y se realizan las mediciones descritas más arriba. En realizaciones descritas en la presente memoria, el período de tiempo es el tiempo necesario para lograr la relajación total del tejido del músculo liso del paciente. La relajación del tejido del músculo liso normalmente es necesaria para lograr mediciones exactas de la hiperemia reactiva. En una realización, la presión del manguito se mantiene durante un período de 1-10 minutos. En otra realización, la presión del manguito se mantiene durante un período de 2-5 minutos. En otra realización más, la presión del manguito se mantiene durante aproximadamente 5 minutos. Cuanto más tiempo se puede mantener la presión del manguito, mayor es la seguridad para el examinador de que los músculos lisos del paciente se han relajado y de que las mediciones de la hiperemia reactiva serán exactas. El factor limitante habitual en cuanto a mantener la presión del manguito es la comodidad del paciente; cuanto más tiempo se mantiene la presión del manguito, más incómodo es el procedimiento y, con el tiempo, se vuelve doloroso. Los pacientes enfermos, debilitados o de edad avanzada suelen aguantar menos tiempo que los pacientes sanos y más jóvenes.

Una vez se han generado los datos basales, como se describe más arriba, se pueden generar datos de hiperemia mediante básicamente la repetición de los pasos mostrados anteriormente tras un breve período de hiperemia en el paciente. Los datos correspondientes a la hiperemia se adquieren durante la insuflación del manguito, bloque 210. Los datos correspondientes a la hiperemia se pueden adquirir iniciando de nuevo el manguito a 0 mmHg e insuflando el manguito según se describe más arriba. La adquisición 210 puede incluir el uso de la bomba dosificadora 104 y el transductor de presión 106 durante la insuflación del manguito 102 para medir el volumen de aire inyectado en la bomba y la presión del manguito, respectivamente. Una vez más, se puede inyectar un volumen conocido de aire en el manguito 102 a la vez que se registra el cambio de presión en el manguito.

Con referencia continuada a la Figura 2, se genera la ecuación matemática de distensibilidad del manguito en la fase de hiperemia, bloque 212. Una vez más, la ecuación matemática correspondiente a la distensibilidad del manguito en la fase de hiperemia se puede generar como se describe más arriba. Los datos adicionales de hiperemia se adquieren durante el desinflamiento del manguito, bloque 214. Una vez se han adquirido estos datos adicionales, se realiza el filtrado de paso de banda y el desarrollo de las curvas de distensibilidad arterial, las curvas de P-A y las ondas de flujo arterial para la hiperemia, bloque 216. Se calculan las determinaciones para detectar trastornos o para vigilar al paciente, bloque 218. Las determinaciones pueden incluir, p. ej., (a) comparar diversas curvas de datos basales y datos de hiperemia, (b) calcular las diferencias entre las curvas como área entre las curvas, y, p. ej., (c) determinar un grado de DE (o, p. ej., la presencia de preeclampsia u otras enfermedades, etc.) a partir del área calculada. Dichas determinaciones pueden, por ejemplo, proporcionar resultados que indiquen, por ejemplo, la presencia de DE. La alternativa (c) no forma parte de la presente invención.

En una realización, el cambio entre la curva normal (basal) de distensibilidad arterial, generada en 208, y la curva hiperémica de distensibilidad arterial, generada en 216, se calcula a una presión transparietal determinada.

En otra realización, el cambio entre la curva normal (basal) de distensibilidad arterial, generada en 208, y la curva hiperémica de distensibilidad arterial, generada en 216, se puede calcular en un intervalo de presiones transparietales.

En otra realización, el cambio entre la curva normal (basal) P-A, generada en 208, y la curva hiperémica reactiva P-A, generada en 216, se calcula a una presión transparietal determinada.

En otra realización, el cambio entre la curva normal (basal) P-A, generada en 208, y la curva hiperémica reactiva P-A, generada en 216, se calcula en todo un intervalo de presiones transparietales.

En otra realización, se calculan y se comparan las ondas de flujo arterial (a cualquier presión transparietal dada o intervalo de presiones transparietales) para curvas normales (basales) y/o curvas hiperémicas reactivas.

En otra realización, se calculan y se comparan las ondas de flujo promedio (a cualquier presión transparietal dada o intervalo de presiones transparietales) para curvas normales (basales) y/o curvas hiperémicas reactivas.

En otra realización, el ordenador 110 contiene medios para calcular una curva de distensibilidad arterial y una curva de P-A durante el proceso de insuflación y desinflamiento del manguito, medios para calcular la diferencia entre las áreas bajo una primera curva de distensibilidad arterial y una segunda curva de distensibilidad arterial, y la diferencia entre las áreas bajo una primera curva de presión-área (P-A) y una segunda curva de P-A, así como medios para el filtrado de paso de banda de los datos.

Muchas de estas determinaciones son importantes, ya que nunca se habían realizado en un intervalo de presiones transparietales. Otros dispositivos que realizan determinaciones similares lo hacen únicamente para datos únicos. La realización de estas determinaciones en un intervalo de presiones transparietales permite comparar más datos y recabar más información a partir de los resultados. Las determinaciones de más arriba permiten comparar los resultados en un intervalo de presiones. Aún más importante, la comparación de las curvas de datos de más arriba permite calcular como área las diferencias entre las curvas (véanse las Figuras 7-8). Cuanto menor es el área entre las curvas, mayor es el grado de DE; dicho de otro modo, existe una relación inversamente proporcional entre el área ^{y el grado de}De. ^{En determinados ejemplos que no son conformes a la presente invención, se desarrolla un sistema}de puntuación en el que determinadas cantidades de área (p. ej., un intervalo de área), calculadas a partir de las diferencias entre las curvas, corresponden a determinados grados de DE.

Con referencia a la Figura 3, se muestra una gráfica de adquisición de datos de muestra durante la insuflación y el desinflamiento del manguito. La gráfica muestra la presión del manguito en función del tiempo. Mediante la anotación del tiempo, el cambio en la presión del manguito a lo largo de un tiempo determinado se puede determinar y comparar con el cambio en el volumen de inyección al manguito (no se muestra aquí) a lo largo del mismo tiempo. Mediante estos datos se pueden calcular la distensibilidad del manguito y la presión promedio del manguito.

Con referencia a la Figura 4, se muestra una gráfica de datos de muestra obtenidos durante el descenso (desinflamiento del manguito) a los que se les ha realizado un filtrado de paso de banda para proporcionar pulsos de presión arterial. El filtrado de paso de banda elimina otros datos de presión recibidos del transductor de presión para dejar únicamente, en este ejemplo, los datos correspondientes a los pulsos de presión arterial. En este ejemplo, el filtrado de paso de banda se puede realizar en el intervalo que va de 0,5 a 5,0 Hertz.

Con referencia a la Figura 5, se muestran ejemplos de curvas de distensibilidad del manguito generadas durante el ascenso de la presión (insuflación del manguito). Las curvas de distensibilidad del manguito se pueden generar como se describe más arriba.

Con referencia a la Figura 6, se muestra un ejemplo de curva de distensibilidad del manguito generada durante el ascenso de la presión utilizando coeficientes generados mediante la regresión no lineal descrita más arriba. Por ejemplo, se pueden utilizar funciones polinómicas inversas de segundo orden.

A continuación se muestra un resultado de muestra de la ecuación donde se desarrolló una ecuación no lineal para la distensibilidad del manguito como se describe más arriba. En concreto, la información de más abajo es un resultado de muestra obtenido a partir de una regresión no lineal (utilizando una función polinómica inversa de segundo orden) realizada para desarrollar la curva de distensibilidad del manguito.

Resultado de muestra obtenido a partir de la regresión no lineal utilizada para generar la curva de distensibilidad del manguito

Regresión no lineal

Ecuación: polinómica inversa de segundo orden

f=y0+(a/x)+(b/xA2)

R R2 R2 ajustada Error típico de la estimación

0,9947 0,9895 0,9883 0,2858

Coeficiente Error típico t P FVI

y0 0,2598 0,1091 2,3811 0,0285 3,0614

a 70,3371 3,3041 21,2880 <0,0001 17,8907<

b -138,6316 15,6635 -8,8506 <0,0001 12,2896<

Análisis de la varianza:

Sin corregir en cuanto a la media de las observaciones:

GDL SM MC

Regresión 3 349,7290 116,5763

Residual 18 1,4705 0,0817

Total 21 351,1995 16,7238

Corregido en cuanto a la media de las observaciones:

GDL SM MC F P

Regresión 2 138,7197 69,3598 849,0321 <0,0001

Residual 18 1,4705 0,0817

Total 20 140,1902 7,0095

La distensibilidad arterial resultante frente a las curvas de presión transparietal (curva de distensibilidad arterial) se puede mostrar con la unidad de ml/mmHg o ml para el eje de las y, o con la unidad de cm2/mmHg o cm2 para el eje de las y (véanse las Figuras 7 y 8), que se obtiene dividiendo el volumen en ml/mmHg o ml por la longitud útil del manguito. En algunas realizaciones, las curvas de distensibilidad arterial finales se muestran con la unidad de ml/mmHg o ml para el eje de las y. En otras realizaciones, las curvas de distensibilidad arterial finales se muestran con la unidad de cm2/mmHg o cm2 para el eje de las y.

El diferencial entre las mediciones del área normal y las mediciones de la hiperemia proporcionan una medida cuantitativa de la disfunción endotelial. Por ejemplo, en la Figura 7 se muestra una gráfica con las curvas basal e hiperémica de distensibilidad arterial. El diferencial/cambio entre las dos curvas, señalado con la zona sombreada, indica la presencia de disfunción endotelial. El tamaño de esta zona sombreada es inversamente proporcional a la magnitud de la disfunción endotelial o el riesgo/presencia de enfermedades relacionadas con la DE (p. ej., riesgo/presencia de preeclampsia).

En un ejemplo que no es conforme a la presente invención, un porcentaje diferencial (es decir, el área entre la curva basal de distensibilidad arterial y la curva hiperémica de distensibilidad arterial dividida por el área bajo la curva basal de distensibilidad arterial) del 10 % o menos indica DE o riesgo/presencia de una enfermedad relacionada con la DE. En otro ejemplo que no es conforme a la presente invención, un porcentaje diferencial inferior al 7 % indica DE o riesgo/presencia de una enfermedad relacionada con la DE. En otra realización, un porcentaje diferencial inferior al 4,5 % indica DE o riesgo/presencia de enfermedad relacionada con la DE. En resumen, cuanto menor es el área diferencial entre la curva basal de distensibilidad arterial y la curva hiperémica de distensibilidad arterial, mayor es el grado indicado de DE o el riesgo/presencia de una enfermedad relacionada con la DE. En otros ejemplos que no son conformes a la presente invención, se dan distintos umbrales a poblaciones de pacientes de distinta edad, género, raza o ubicación geográfica. En otro ejemplo que no es conforme a la presente invención, a partir de esta área se desarrolla una tabla de puntuaciones para la DE, en la que distintos grados de DE corresponden a distintos tamaños de la zona sombreada.

En una realización preferida, el diferencial en las curvas de distensibilidad arterial se determina en la porción que va desde una presión transparietal de cero a la presión transparietal máxima.

En una determinada realización, un punto único de una curva normal (basal) de distensibilidad arterial de un paciente se compara con un punto único de la curva hiperémica de distensibilidad arterial del paciente al mismo valor de presión transparietal. En una realización preferida, la comparación de puntos únicos de las curvas de distensibilidad arterial se realiza en el intervalo que va desde una presión transparietal de cero a la presión transparietal máxima.

Asimismo, la Figura 8 es una gráfica en la que se ilustran las curvas de P-A basal e hiperémica. El diferencial/cambio entre las dos curvas está indicado por la zona sombreada, que es inversamente proporcional a la presencia de disfunción endotelial. El área de esta zona sombreada es inversamente proporcional a la magnitud de la disfunción endotelial u otra enfermedad (p. ej., la presencia de preeclampsia). En un ejemplo que no es conforme a la presente invención, un porcentaje diferencial (es decir, el área entre la curva de P-A basal y la curva hiperémica de P-A dividida por el área bajo la curva de P-A basal) del 10 % o menos indica DE o riesgo/presencia de una enfermedad relacionada con la DE. En otro ejemplo que no es conforme a la presente invención, un porcentaje diferencial inferior al 7 % indica DE o riesgo/presencia de una enfermedad relacionada con la DE. En otro ejemplo que no es conforme a la presente invención, un porcentaje diferencial inferior al 4,5 % indica DE o riesgo/presencia de una enfermedad relacionada con la DE. En resumen, cuanto menor es el área diferencial entre la curva basal de P-A y la curva hiperémica de P-A, mayor es el grado indicado de DE o el riesgo/presencia de una enfermedad relacionada con la DE.

En otro ejemplo que no es conforme a la presente invención, se dan distintos umbrales a poblaciones de pacientes de distinta edad, género, raza o ubicación geográfica. En otro ejemplo que no es conforme a la presente invención, a partir de esta área se desarrolla una tabla de puntuaciones para la DE, en la que distintos grados de DE corresponden a distintos tamaños de la zona sombreada.

En una realización preferida, el diferencial en las curvas de P-A se puede determinar en el intervalo que va desde una presión transparietal de cero a la presión transparietal máxima.

En una determinada realización, un punto único de una curva normal (basal) de P-A de un paciente se puede comparar con un punto único de la curva hiperémica de P-A del paciente al mismo valor de presión transparietal. En una realización preferida, la comparación de puntos únicos de las curvas de distensibilidad arterial se realiza en el intervalo que va desde una presión transparietal de cero a la presión transparietal máxima.

En otras realizaciones, se calcula la onda de flujo real a cualquier presión transparietal determinada. La onda de flujo real se puede calcular a cualquier presión transparietal en la que la presión del manguito permita el flujo sanguíneo.

En otros ejemplos que no son conformes a la presente invención, el grado de DE se usa como indicador de un trastorno patológico o un indicador del riesgo de presentar un trastorno patológico. Entre dichas afecciones médicas se incluyen, entre otras, la preeclampsia, la hipertensión, la ateroesclerosis, la enfermedad cardiovascular (incluidos la enfermedad arterial coronaria y el accidente cerebrovascular), la fibrilación auricular, la insuficiencia cardíaca congestiva, la enfermedad vascular periférica, el choque séptico, el agotamiento por calor, la hipercolesterolemia, la diabetes de tipo I y II, la disfunción eréctil, la artritis reumatoide, el VIH y la enfermedad hepática (cirrosis, hepatitis B y C, esteatohepatitis no alcohólica, esteatosis hepática) la preeclampsia, todas las formas de demencia y enfermedades mentales, cualquiera y todas las enfermedades relacionadas con la inflamación localizada o sistémica, y la obesidad.

En otros ejemplos que no son conformes a la presente invención, las mediciones de presión/volumen realizadas durante la pletismografía segmentaria con manguito se usan para fines distintos a determinar la DE. Por ejemplo, las mediciones de la presión/volumen se pueden utilizar para vigilar la función cardíaca mediante la toma de la derivada de la onda de presión y la superposición matemática de todos los puntos con la relación no lineal de distensibilidad del manguito para generar una onda de flujo calibrada.

Con referencia ahora a la Figura 9, se muestra un diagrama de flujo que ilustra un método 300 para medir la distensibilidad arterial. En algunas realizaciones, el sistema 300 incluye un manguito 302 para la presión sanguínea que tiene una entrada de aire y una salida de aire, una bomba 304 conectada a la entrada de aire del manguito 302, un transductor de presión 306, un amplificador 308, un ordenador 310 y un fluxímetro 312 conectado a la salida de aire del manguito 302. En una realización, la bomba 304 es una bomba de laminación que insufla el manguito 302 para la presión sanguínea con un volumen de aire. En una realización, la bomba 304 es una bomba de baja frecuencia que funciona a una frecuencia que es más baja que la frecuencia del ciclo arterial. En otras realizaciones, la bomba 304 es una bomba de baja frecuencia que funciona a una frecuencia inferior a 10 Hertz, inferior a 5 Hertz, inferior a 2 Hertz, inferior a 1 Hertz, inferior a 0,5 Hertz, inferior a 0,2 Hertz, inferior a 0,1 Hertz, inferior a 0,05 Hertz, inferior a 0,02 Hertz o inferior a 0,01 Hertz. En algunas realizaciones, la bomba 304 también contiene un medidor para medir el volumen de aire inyectado en el manguito 302 durante la insuflación del manguito. El fluxímetro 302 mide el volumen de aire liberado desde el manguito 302 durante el desinflamiento del manguito. El transductor de presión 306 detecta la presión pulsátil en las arterias de la extremidad mediante la medición de la presión en el manguito 302 por medio de un sensor de presión 314. El transductor de presión 306 genera una señal, que indica el valor de presión pulsátil que se introduce en el amplificador 308. El amplificador 308 amplifica la señal de presión pulsátil e introduce la señal amplificada en el ordenador 310. En algunas realizaciones, el sistema 300 además comprende un sensor de temperatura 318 y un sensor de presión 322 que miden la temperatura ambiental y la presión ambiental, respectivamente, así como un transductor de temperatura 316 y un transductor de presión 320 que generan la señal de temperatura ambiental y la señal de presión ambiental para procesar en el ordenador 310. La finalidad de las mediciones de presión/temperatura ambientales es proporcionar un factor de corrección para la medición del volumen que tiene lugar en el fluxímetro 312 aplicando la ley de los gases ideales PV = nRT.

Con referencia ahora a la Figura 10, se muestra un esquema que ilustra una realización de una placa de circuito impreso (PCB, siglas en inglés) 350 integrada para el sistema 300. La PCB 350 integrada comprende la bomba 304, el fluxímetro 312, el transductor de presión 306, el amplificador 308 y el ordenador 310.

En algunas realizaciones, la totalidad de la adquisición de datos tiene lugar durante el desinflamiento del manguito, y la curva de distensibilidad arterial, la curva de P-V y la curva de P-A se generan únicamente a partir de los datos adquiridos durante la fase de desinflamiento del manguito. En la Figura 11 se muestra un ejemplo de curva de desinflamiento del manguito. Durante la fase de desinflamiento, la presión del manguito disminuye de aproximadamente 200 mmHg a aproximadamente 0 mmHg. Se obtiene la siguiente información

i. Presión media del manguito (PMM)

ii. Disminución diferencial en el volumen (dV)

iii. Disminución diferencial en la presión (dP)

La disminución diferencial en el volumen (dV) se mide de manera directa con el fluxímetro 312. La disminución diferencial en la presión (dP) que corresponde a cada disminución diferencial en el volumen (dV) también se mide de manera directa con el transductor de presión 306 mediante el sensor de presión 314 en el manguito 302. La distensibilidad del manguito (DM) se calcula para cada PMM.

CC = (dV/dP)manguito

A continuación, se genera una curva de distensibilidad del manguito a partir del cambio de presión determinado para cada cambio de volumen determinado que se produce durante el desinflamiento. Durante el desinflamiento, las mediciones del volumen real proporcionan una mayor exactitud en la formulación de los valores de distensibilidad del manguito a medida que la presión disminuye a todas las presiones del manguito. Esto se traduce en una mayor exactitud del valor de distensibilidad arterial. La ventaja que presenta esta exactitud es que los profesionales médicos ahora tienen datos temporales que les permiten comparar las mediciones a lo largo de cualquier período de tiempo.

A continuación, se aplica un filtro de paso de banda (0,5-5,0 Hertz) a los datos de la curva de presión del manguito. En la Figura 12 se muestra un ejemplo de salida como respuesta de frecuencia del filtro de paso de banda. En la Figura 13 se muestra un filtro de paso de banda (0,5-5,0 Hertz) de datos de descenso del manguito (panel superior) y datos de descenso del manguito estándar (panel inferior). En una realización, se usa un filtro de paso bajo (0-0,5 Hz) de cc adicional para obtener el caudal a medida que el aire sale del manguito. Esto se usa para determinar los cambios de volumen real. La presión arterial media (PAM), la presión sanguínea sistólica (PSS) y la presión sanguínea diastólica (PSD) se calculan aplicando las siguientes reglas:

(a) La PAM corresponde a la medición de pico a pico de mayor magnitud. Registra la magnitud; (b) La PSS corresponde a aproximadamente un 55 % de la medición de pico a pico de mayor magnitud. Encontrar el valor de pico a pico que más se corresponde con este valor (a una presión del manguito superior a la PAM) y determinar la presión del manguito. Esta presión del manguito es equivalente a la PSS; y

(c) La PSD corresponde a aproximadamente un 85 % de la medición de pico a pico de mayor magnitud. Encontrar el valor de pico a pico que más se corresponde con este valor (a una presión del manguito inferior a la PAM) y determinar la presión del manguito. Esta presión del manguito es equivalente a la PSD.

A continuación se genera la curva de distensibilidad arterial ((dV/dP)arteria frente a la presión transparietal) mediante el siguiente cálculo:

L (dV/dP)arteria _ [(dV/dP)manguito x dPmanguito]/dParteria

ii. dP arteria = SBP - DBP

iii. Presión transparietal = PAM - presión del manguito

Se puede generar una curva de presión-volumen (P-V) y una curva de presión-área (P-A) mediante integración de la curva de distensibilidad arterial (denominadas curvas basales de distensibilidad arterial, de P-V y de P-A). El procedimiento a continuación se repite durante la segunda pletismografía segmentaria, donde la presión del manguito se mantiene durante un período de 1-10 minutos, 2-8 minutos, 2-5 minutos o aproximadamente 5 minutos, para producir las curvas de distensibilidad arterial, de presión-volumen (P-V) y de presión-área (P-A) (denominadas curvas hiperémicas de distensibilidad arterial, de P-V y de P-A). En algunos ejemplos que no son conformes a la presente invención, el área entre las curvas basal e hiperémica de distensibilidad arterial se calcula y se usa para evaluar la DE. En algunos ejemplos, solo se calcula el área en el intervalo de presiones transparietales de 0-120 mmHg, 0 100 mmHg, 0-80 mmHg, 20-120 mmHg, 20-100 mmHg o 20-80 mmHg.

En algunos ejemplos que no son conformes a la presente invención, el área entre las curvas basal e hiperémica de P-A se calcula y se usa para evaluar la DE. En algunas realizaciones, solo se calcula el área en el intervalo de presiones transparietales de 0-120 mmHg, 0-100 mmHg, 0-80 mmHg, 20-120 mmHg, 20-100 mmHg o 20-80 mmHg.

Las realizaciones descritas en la presente memoria permiten a un médico, por ejemplo, medir y vigilar la hiperemia reactiva, y, fuera del alcance de la presente invención, la DE, las enfermedades relacionadas con la DE, los trastornos cardiovasculares y la eficacia de diversas formas de tratamiento. Las determinaciones clave obtenidas incluyen mediciones reales del flujo arterial periférico, la distensibilidad arterial y el área arterial en todo el intervalo de presiones arteriales transparietales.

Un beneficio significativo de las realizaciones descritas en la presente memoria es el diagnóstico temprano de las enfermedades relacionadas con la DE, que, no obstante, no forma parte de la presente invención. Un médico, por ejemplo, puede obtener información valiosa a partir de las mediciones de la hiperemia reactiva. Las realizaciones de dispositivos proporcionan beneficios a los facultativos al proporcionar un método sencillo para diagnosticar a los pacientes que en la actualidad se clasifican como asintomáticos, así como para cuantificar la eficacia de tratamientos novedosos y actuales en pacientes ya diagnosticados con la enfermedad. Otro beneficio significativo de las realizaciones descritas en la presente memoria es la capacidad de vigilar la eficacia de los tratamientos para la DE, que, no obstante, no forma parte de la presente invención.

Los términos y descripciones utilizados en la presente memoria se exponen únicamente a título ilustrativo y no tienen por objeto limitar la invención. Los expertos en la materia entenderán que, dentro del alcance de la invención son posibles muchas variaciones, como se define en las siguientes reivindicaciones, en las que todos los términos se han de entender en su sentido más amplio posible a menos que se indique lo contrario.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para medir la hiperemia reactiva en un sujeto, que comprende:

realizar una primera pletismografía segmentaria con manguito que tiene una fase de insuflación y una fase de desinflamiento;

generar una curva basal de distensibilidad arterial y/o una curva basal de presión-área (P-A) en una porción del organismo del sujeto, donde la presión del manguito aumenta a una primera presión máxima del manguito durante la fase de insuflación e inmediatamente disminuye con respecto a la primera presión máxima del manguito durante la fase de desinflamiento;

realizar una segunda pletismografía segmentaria con manguito que tiene una fase de insuflación, una fase de mantenimiento y una fase de desinflamiento;

generar una curva hiperémica de distensibilidad arterial y/o una curva hiperémica de P-A, donde la presión del manguito aumenta a un segundo nivel máximo durante la fase de insuflación, se mantiene a la segunda presión máxima del manguito durante un período predeterminado de tiempo durante la fase de mantenimiento, y a continuación disminuye con respecto a la segunda presión máxima del manguito durante la fase de desinflamiento;

calcular la diferencia entre la curva basal de distensibilidad arterial y la curva hiperémica de distensibilidad arterial como área entre las curvas de distensibilidad arterial, y/o la diferencia entre la curva basal de P-A y la curva hiperémica de P-A como área entre las curvas de P-A; y

determinar un grado de hiperemia reactiva a partir del área entre las curvas de distensibilidad arterial y/o el área entre las curvas de P-A,

donde una primera curva de distensibilidad del manguito se genera durante la primera pletismografía segmentaria con manguito únicamente a partir de datos adquiridos durante la fase de desinflamiento de la primera pletismografía segmentaria con manguito y una segunda curva de distensibilidad del manguito se genera durante la segunda pletismografía segmentaria con manguito únicamente a partir de datos adquiridos durante la fase de desinflamiento de la segunda pletismografía segmentaria con manguito y donde dicha primera y segunda curvas de distensibilidad del manguito se generan con un fluxímetro (302) que mide de manera directa el cambio de volumen en el manguito durante la fase de desinflamiento.

2. El método de la reivindicación 1, donde la primera presión máxima del manguito y la segunda presión máxima del manguito se encuentran en el intervalo de 150-180 mmHg.

3. El método de la reivindicación 1 o 2, donde el período de tiempo predeterminado es de aproximadamente 2-10 minutos.

4. El método de la reivindicación 1, donde en el paso de cálculo se calcula la diferencia entre la curva basal de distensibilidad arterial y la curva hiperémica de distensibilidad arterial como área entre las curvas de distensibilidad arterial en un intervalo de presiones transparietales de 0-100 mmHg, y donde en el paso de cálculo se calcula la diferencia entre la curva basal de P-A y la curva hiperémica de P-A como área entre las curvas de P-A en un intervalo de presiones transparietales de 0-100 mmHg.

5. El método de la reivindicación 4, donde en el paso de cálculo se calcula la diferencia entre la curva basal de distensibilidad arterial y la curva hiperémica de distensibilidad arterial como área entre las curvas de distensibilidad arterial en un intervalo de presiones transparietales de 20-80 mmHg, y donde en el paso de cálculo se calcula la diferencia entre la curva basal de P-A y la curva hiperémica de P-A como área entre las curvas de P-A en un intervalo de presiones transparietales de 20-80 mmHg.

6. El método de la reivindicación 1, donde la generación de dicha curva basal de distensibilidad arterial y/o una curva basal de presión-área (P-A) que comprende aplicar un filtro de paso de banda de 0,5-5,0 Hertz a los datos de presión del manguito adquiridos durante la fase de desinflamiento de dicha primera pletismografía segmentaria con manguito y donde la generación de dicha curva hiperémica de distensibilidad arterial y/o curva hiperémica de presión-área (P-A) comprende aplicar un filtro de paso de banda de 0,5-5,0 Hertz a los datos de presión del manguito adquiridos durante la fase de desinflamiento de dicha segunda pletismografía segmentaria con manguito.

7. El método de la reivindicación 6, que además comprende el paso de aplicar un filtro de paso bajo (0-0,5 Hz) de CC adicional a los datos generados por el transductor de presión durante la fase de desinflamiento de dicha primera y segunda pletismografía segmentaria con manguito para generar datos de caudal.

8. Un aparato que comprende:

un manguito insuflable que tiene una entrada y una salida;

una bomba (304) conectada a dicha entrada de dicho manguito para insuflar el manguito;

un fluxímetro conectado a dicha salida de dicho manguito;

un transductor de presión (306) para medir la presión en el interior del manguito; y

un ordenador (310) configurado para:

generar una curva de distensibilidad del manguito mediante mediciones directas del cambio de volumen en dicho manguito con dicho fluxímetro y el cambio de presión en el interior del manguito con dicho transductor de presión durante un proceso de desinflamiento del manguito;

calcular una curva de distensibilidad arterial, que incluye una primera curva de distensibilidad arterial y una segunda curva de distensibilidad arterial, y una curva de presión área (P-A), que incluye una primera curva de P-A y una segunda curva de P-A, solo durante el proceso de desinflamiento del manguito; y

calcular una diferencia entre las áreas bajo la primera curva de distensibilidad arterial y la segunda curva de distensibilidad arterial y una diferencia entre las áreas bajo la primera curva de P-A y la segunda curva de P-A.

9. El aparato de la reivindicación 8, donde dicha bomba es una bomba de baja frecuencia que tiene una frecuencia operativa de 10 Hertz o más baja.

10. El aparato de la reivindicación 8, donde dicha bomba es una bomba de baja frecuencia que tiene una frecuencia operativa de 2 Hertz o más baja.