ITMI20110957A1 - Sistema portatile ed indossabile per la acquisizione, visualizzazione, memorizzazione ed elaborazione prossimale del segnale elettrocardiografico (ecg), per il riconoscimento di eventi aritmici ed ischemici, con trasmissione a distanza - Google Patents
Sistema portatile ed indossabile per la acquisizione, visualizzazione, memorizzazione ed elaborazione prossimale del segnale elettrocardiografico (ecg), per il riconoscimento di eventi aritmici ed ischemici, con trasmissione a distanza Download PDFInfo
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Description
Descrizione
“SISTEMA PORTATILE ED INDOSSABILE PER LA ACQUISIZIONE, VISUALIZZAZIONE, MEMORIZZAZIONE ED ELABORAZIONE PROSSIMALE DEL SEGNALE ELETTROCARDIOGRAFICO (ECG), PER IL RICONOSCIMENTO DI EVENTI ARITMICI ED ISCHEMICI, CON TRASMISSIONE A DISTANZAâ€
DESCRIZIONE
Campo dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce in generale al settore dei dispositivi portatili per la acquisizione, visualizzazione, memorizzazione, trasmissione ed elaborazione di segnali biologici su soggetti umani. Più specificamente l’invenzione concerne un sistema di acquisizione, visualizzazione, memorizzazione, trasmissione ed analisi del segnale elettrocardiografico (ECG) acquisito su registrazioni di media e lunga durata, per il riconoscimento di eventi aritmici ed ischemici.
Contesto dell’invenzione
Nelle moderne società dei paesi industrializzati le principali cause di decesso sono le patologie neoplastiche e le patologie cardiache. Con particolare riferimento alle patologie cardiache, queste si dividono in numerose classi, delle quali le più numericamente consistenti sono le aritmie e le ischemie: una appropriata diagnosi effettuata nell’immediata insorgenza di tali fenomeni patologici porta ad elevate percentuali di successo del trattamento terapico applicato, con conseguenti riduzione di decessi e miglioramento della qualità della vita per i pazienti.
Da tale considerazione scaturisce l' importanza di poter identificare e diagnosticare le patologie cardiache, sia ischemiche sia aritmiche, correttamente ed in tempi brevi dalle loro rispettive insorgenze. Tale identificazione avviene attraverso la acquisizione e la elaborazione del segnale elettrocardiografico (ECG) del soggetto.
La acquisizione e la trasmissione di segnali ECG per una successiva elaborazione à ̈ già stata ampiamente trattata e coperta da numerosi brevetti.
Ad esempio il brevetto U.S. 5704351 di Mortara prevede la trasmissione di alcuni segnali (fra i quali l’ECG). Tuttavia, tale sistema à ̈ finalizzato alla sola trasmissione del segnale dall’acquisitore ad un sistema prossimale, e non considera una eventuale memorizzazione contestuale nell’acquisitore per una successiva trasmissione.
Anche il brevetto U.S. 5755230 di Schmidt et al. non prevede alcuna memorizzazione dei segnali presso il dispositivo di acquisizione, seppur il brevetto considera il segnale elettroencefalografico (EEG).
La domanda di brevetto US 2002/0115914 Al non indica né la frequenza di campionamento del segnale ECG né la relativa quantizzazione, ed in particolare non riporta la adeguatezza di tali parametri con le raccomandazioni esistenti in materia (ad es. da parte di American Heart Association o American College of Cardiology).
La domanda di brevetto US 2004/109992 Al si focalizza solo sul controllo della trasmissione di segnali, passando da tecnologie radio che coprono brevi distanze a tecnologie radio che coprono lunghe distanze: non vengono considerati i tipi di segnali in esame.
La domanda di brevetto EP 1 629 769 Al non considera tutte le 12 derivazioni standard utilizzate nella pratica clinica, ma si focalizza solo su una derivazione non clinica (fig. 8 del brevetto).
Anche la domanda di brevetto EP 1 803 392 A2, che presenta un dispositivo mono-uso, non considera le derivazioni cliniche.
La domanda di brevetto EP 2 082 683 Al à ̈ in grado di considerare una sola derivazione per volta e non prevede il monitoraggio contemporaneo su più derivazioni: inoltre, non à ̈ in grado di considerare tutte le derivazioni normalmente utilizzare nella pratica clinica,
La domanda di brevetto EP 2 000 085 A2 del Politecnico di Milano, seppur relativa ad un apparecchio caratterizzato da dimensioni particolarmente ridotte, considera esclusivamente una sola derivazione e non contempla l’osservazione contemporanea su più derivazioni.
La domanda di brevetto EP 1 188 412 A2 à ̈ in grado di considerare più derivazioni: tuttavia, essa à ̈ finalizzata al monitoraggio di pazienti con patologie ischemiche, cioà ̈ pazienti ai quali sia già stato effettuato uno screaning iniziale. Il contenuto massimo in frequenza nel segnale elettrocardiografico affetto da patologie ischemiche à ̈ inferiore al contenuto massimo in frequenza nel segnale elettrocardiografico affetto da altre patologie, quali ad esempio le patologie aritmiche: uno strumento non dotato di una opportuna banda passante potrebbe deformare le alterazioni del segnale elettrocardiografico dovute ad alcune patologie, quali ad es. quelle aritmiche, rendendo queste ultime di fatto di difficile identificazione, riconoscimento, classificazione. II medesimo sistema non indica il numero massimo di derivazioni che possono essere considerate e se sia in grado di acquisire ed elaborare contemporaneamente tutte le derivazioni, permettendo così la analisi di ogni singolo battito come osservato contemporaneamente secondo le 12 derivazioni.
Sempre nella domanda di brevetto EP 1 188 412 A2 le potenzialità del telefono cellulare e di eventuali strumenti comparabili vengono sfruttate solo per la trasmissione remota del segnale: tali potenzialità non vengono utilizzate né per la elaborazione locale (ad esempio per il calcolo della frequenza cardiaca istantanea, la classificazione delle aritmie, la analisi dell’area sottesa dal tratto ST-T rispetto alla linea di base) né per la visualizzazione in locale lato paziente del tracciato.’basti pensare che il semplice distaccamento di un elettrodo, il che renderebbe nullo il tracciato acquisito, non può essere riconosciuto se non dal centro remoto di analisi. La assenza di un segnale telefonico valido per il funzionamento del telefono cellulare, inoltre, renderebbe impossibile qualsiasi tipo di trasmissione remota per la visualizzazione e la analisi.
La domanda di brevetto WO 2004/030756 Al, che pure sfrutta la comunicazione di tipo Bluetooth o simili, utilizza solo due elettrodi, di fatto limitando la analisi ad una sola derivazione in esame.
Tutti i sistemi descritti nei suddetti documenti non si sono rivelati completamente soddisfacenti.
Le normali registrazioni Holter di lunga durata, per monitorare in modalità continua l’attività elettrica del cuore, non sono in grado di considerare tutte le derivazioni di studio clinico (DI, D2, D3, aVr, aVl, aVf, VI, V2, V3, V4, V5, V6) ma generalmente si limitano a considerare da 1 a 3 derivazioni: ciò in considerazione del fatto che le registrazioni di Holter vengono effettuate sui soggetti non come primo studio ma come approfondimento di situazioni già analizzate con studi clinici i quali abbiano considerato tutte le derivazioni. In aggiunta, i sistemi di tipo Holter tendono ad essere di dimensioni maggiori e non sempre sono in grado di trasmettere i segnali in tempo reale e contestualmente memorizzarli localmente.
Diventa, quindi, di fondamentale importanza il poter disporre di uno strumento atto all’acquisizione, visualizzazione, memorizzazione, elaborazione e trasmissione del segnale ECG, che sia di facile impiego, di limitato peso ed ingombro, di buona autonomia di funzionamento, con caratteristiche professionali buone e comparabili a quelle della strumentazione professionale normalmente utilizzata in ambiti clinici e ospedalieri.
Scopo dell’invenzione à ̈ appunto quello di proporre uno strumento con le caratteristiche sopra riportate (facile impiego, limitato peso ed ingombro, buona autonomia di funzionamento) che lo rendano particolarmente idoneo alTimpiego anche in contesti disagiati, di pronto intervento, in caso di emergenza anche con assistenza del solo personale paramedico, lontani da centri ospedalieri o di pronto soccorso, anche in caso di carenza di canali di comunicazione quali ad es. linea telefonica, rete di telefonia cellulare (GSM, UMTS), Internet, Wifi e simili.
Altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire un tale strumento atto ad ottenere tutte e dodici le derivazioni cliniche.
Questi scopi sono raggiunti secondo l’invenzione con le caratteristiche dell’annessa rivendicazione indipendente 1, Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
Lo strumento secondo l’invenzione à ̈ atto ad effettuare la acquisizione del segnale ECG, la sua trasmissione ad un sottosistema di elaborazione prossimale atto alla visualizzazione, memorizzazione e prima elaborazione prossimale: il sottosistema di elaborazione prossimale à ̈ a sua volta connesso a canali di comunicazione (quali ad es. quelli appartenenti al gruppo che include linea telefonica, rete di telefonia cellulare, Internet, WiFi), e atto a trasmettere a distanza i segnali acquisiti, per una valutazione clinica da parte di esperti anche remoti rispetto al luogo di presenza del soggetto in esame. La trasmissione ad un sottosistema di elaborazione prossimale può essere effettuata in tempo reale, ovvero contestualmente alla acquisizione in modalità “monitor†, oppure in istanti successivi: in quest’ultima ipotesi il segnale ECG deve essere memorizzato temporaneamente presso il sottosistema di acquisizione e reso disponibile in istanti successivi.
La presente invenzione assolve anche compiti di screening iniziale, idonea ad uno studio su tutte le 12 derivazioni cliniche che sono fondamentali per il corretto inquadramento diagnostico e terapeutico delle emergenze cardiologiche. La presente invenzione à ̈ finalizzata alla analisi di tracciati ECG di pazienti che possono non ancora essere stati studiati in precedenza, ad es. perché le condizioni patologiche siano di recentissima insorgenza come ad es. in pazienti assistiti come pronto intervento.
L’intero sistema à ̈ caratterizzato da una elevata facilità di impiego che ne consente l’utilizzo anche da parte di personale paramedico o volontario di soccorso, senza specifiche competenze in merito. L’intero sistema presenta un ridotto peso, un limitato ingombro, e la sua portabilità ed indossabilità ne consentono l’utilizzo anche in condizioni critiche e ovunque il peso e la dimensione della strumentazione siano fattori limitanti (quali ad esempio atleti durante la pratica sportiva, stazioni orbitanti, viaggi interplanetari e nello spazio, camere iperbariche, sommergibili), oppure durante esami clinici (quali ad esempio il test di Master, il test da sforzo in generale incluso quelli basati sull’uso di cicloergometro, tappeto rotante, altro).
Il sistema secondo l’invenzione risulta composto da un sottosistema di acquisizione e da un sottosistema di elaborazione prossimale.
Il sottosistema di acquisizione à ̈ adatto ad acquisire i segnali ECG, preamplificarli, filtrarli, amplificarli, convertirli in formato digitale, memorizzarli localmente e trasmetterli al sottosistema di elaborazione prossimale. Il sottosistema di acquisizione conserva inalterate tutte le proprietà dei segnali analogici in esame senza introdurre alterazioni e consente una analisi a priori del soggetto, indipendentemente dal tipo di patologia presentata, sia essa ischemica, aritmica o di altra natura, purché individuabile attraverso una analisi del segnale elettrocardiografico.
Il sottosistema di elaborazione prossimale à ̈ adatto a svolge i compiti di visualizzazione, memorizzazione, analisi e trasmissione. La visualizzazione avviene sul display dello stesso sottosistema di elaborazione prossimale: il sottosistema di elaborazione prossimale consente la visualizzazione compatta dei segnali e mantiene inalterata la possibilità di visualizzare il segnale alla piena frequenza di campionamento.
La memorizzazione avviene nella memoria del sottosistema di elaborazione prossimale secondo formati standard per la memorizzazione dei segnali ECG. Il sottosistema di elaborazione prossimale à ̈ adatto a consentire anche il confronto tra la registrazione corrente ed altre registrazioni sia del medesimo soggetto sia di altri soggetti.
Il sottosistema di elaborazione prossimale à ̈ adatto a svolgere una prima analisi in locale dei segnali elettrocardiografici, calcola la frequenza cardiaca istantanea, individua le principali alterazioni sia aritmiche sia ischemiche. Il sottosistema di elaborazione prossimale à ̈ anche adatto a calcolare la posizione corrente tramite segnali GPS e a calcolare la distanza dalla posizione corrente degli ospedali o dei centri di cura per i quali siano state inserire le coordinate geografiche: ciò permette all’operatore di individuare immediatamente l’ospedale o il centro di cura a minor distanza.
Il sottosistema di elaborazione prossimale à ̈ adatto ad utilizzare canali di comunicazione quali ad es. linee telefoniche, segnali di telefonia cellulare, Internet, Wifi per trasmettere remotamente i segnali acquisiti, per consentire la successiva analisi da parte di personale specialistico.
Il sottosistema di elaborazione prossimale può essere costituito da un sistema appartenente al gruppo che include PC, tablet PC, tablet, iPad, telefono cellulare, smart-phone.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui:
- la Fig. 1 illustra l’intero sistema composto dal sottosistema di acquisizione e dal sottosistema di elaborazione prossimale;
-la Fig. 2 à ̈ uno schema a blocchi del sottosistema di acquisizione elettrocardiografico secondo l’invenzione, composto da un modulo analogico, da un modulo digitale, e da un modulo di trasmissione;
-la Fig. 3 à ̈ una vista in pianta dall’alto del pannello di comando dell 'involucro del sottosistema di acquisizione elettrocardiografico secondo l’invenzione;
- la Fig. 4 descrive le informazioni fornite dai sottosistema di elaborazione prossimale.
Descrizione dettagliata di una realizzazione preferita dell’invenzione
Il sistema secondo l’invenzione, indicato in Fig. 1 dal blocco 500, si compone di un sottosistema di acquisizione 100 e un sottosistema di elaborazione prossimale 300.
Sottosistema di acquisizione
Il sottosistema di acquisizione elettrocardiografico lOOsecondo l’invenzione consente di esaminare tutte e dodici le derivazioni cliniche.
Le derivazioni considerate sono: DI, D2, VI, V2, V3, V4, V5, V6. Il numero di elettrodi considerati à ̈ 10: da questi si acquisiscono le due derivazioni DI e D2 (che richiedono l’utilizzo di quattro elettrodi) e le precordiali VI, V2, V3, V4, V5, V6 (che richiedono un elettrodo addizionale ciascuna).
Partendo dalle derivazioni DI e D2, Ã ̈ poi possibile ricostruire tramite elaborazione le rimanenti derivazioni di interesse clinico (D3, aVr, aVl, aVf), sfruttando le seguenti formule note in letteratura:
D3 = D2 - DI;
aVr = - (DI D2) / 2;
aVl = DI - (D2 / 2);
aVf= D2 -(Dl /2).
L’operazione di ricostruzione, resa possibile dal sottosistema di elaborazione prossimale 300 dopo la ricezione dei segnali DI, D2, VI, V2, V3, V4, V5, V6 acquisiti dal sottosistema di acquisizione, à ̈ immediata e non richiede particolare potenza di calcolo. Tale ricostruzione avviene correttamente e fedelmente, cioà ̈ le derivazioni ricostruite risultano essere comparabili con le corrispondenti derivazioni che potrebbero essere acquisite direttamente sul soggetto, grazie anche al fatto che i canali DI e D2 vengono trattati dalle relative catene di acquisizione con un identico guadagno/amplificazione ed una linea di base comune: non vengono pertanto introdotte particolari alterazioni o artefatti dovuti alla ricostruzione delle derivazioni non acquisite direttamente (D3, aVr, aVl, aVf), se non in minima parte quelle dovute al minimo jitter temporale tra D 1 e D2.
Gli elettrodi sono posizionati sul corpo del soggetto secondo la normale pratica clinica, Alcuni degli elettrodi sono connessi internamente fra loro mediante appositi circuiti così da costituire il livello neutro di osservazione o massa attiva.
Con riferimento allo schema a blocchi di Fig. 2, il sottosistema di acquisizione 100 risulta composto da due moduli principali: un modulo analogico 101 ed un modulo digitale 121.
Sebbene nella figura, per semplicità di rappresentazione, sia mostrato un unico modulo analogico, nella pratica à ̈ presente un modulo analogico 101 per ognuna delle otto derivazioni cliniche acquisite DI, D2, VI, V2, V3, V4, V5, V6, mentre à ̈ presente un unico modulo digitale 121, in grado di trattare in rapida sequenza ognuno dei segnali analogici fornitigli in ingresso dal corrispondente modulo analogico, garantendo un ottimo fattore di contemporaneità fra i segnali delle differenti derivazioni. Le acquisizioni avvengono in sequenza con un ritardo temporale fra due derivazioni consecutive inferiore a circa 25 us: di conseguenza, le otto derivazioni vengono trattate in un tempo inferiore ai 200 us.
Il modulo analogico 101 tratta il segnale in modalità analogica, dispone di una catena per ognuno degli otto segnali in esame, ed include i sottomoduli di:
front-end verso gli elettrodi: il sottomodulo 111 à ̈ direttamente connesso a cavi schermati che collegano il sottosistema di acquisizione agli elettrodi posti sulla superficie corporea del paziente (vedasi anche il connettore 218 in Figura 3) mediante resistenze di alto valore (100 Kohm). Il sottomodulo di front-end effettua l’adattamento di impedenza tra il sottosistema di acquisizione e gli elettrodi, nonché la generazione del livello di riferimento/massa attiva e la schermatura dai disturbi provenienti dall’esterno;
preamplificazione e filtraggio passa basso (low pass, LP): il sottomodulo 112 effettua una prima preamplificazione analogica del segnale ed un filtraggio passa basso, eliminando le componenti non desiderate in alta frequenza (sopra i 150 Hz, preferibilmente sopra i 200 Hz) in modo da permettere un corretto campionamento a 500 Hz con reiezione delle frequenze immagine (anti aliasing). Il filtraggio consente di eliminare gran parte dei disturbi rilevati dalla catena a monte (cavi, elettrodi, connettori);
amplificazione e filtraggio passa alto (high pass, HP): il sottomodulo 113 effettua una ulteriore amplificazione del segnale e rimuove le componenti a frequenza più bassa (fino a 0.25 Hz, preferibilmente fino a 0.15 Hz), come ad esempio le oscillazioni del valore medio e/o della linea di base dovute alla respirazione.
Il modulo digitale 121 effettua una conversione analogico-digitale dei segnali forniti in ingresso, li memorizza localmente e li trasmette all’esterno attraverso una comunicazione seriale. Il modulo digitale risulta composto dai seguenti sottomoduli: mux (multiselettore o multiplexer): tale sottomodulo 131 consente di collegare selettivamente le uscite dai sottomoduli analogici delle singole derivazioni all’ingresso del modulo digitale;
convertitore analogico/digitale (A/D): tale sottomodulo 132 provvede alla conversione analogico/digitale (A/D) dei segnali delle otto derivazioni considerate ed acquisite direttamente DI, D2, VI, V2, V3, V4, V5, V6. La conversione avviene ad una frequenza di campionamento maggiore o uguale a 400 Hz, convenientemente a 500 Hz. La quantizzazione avviene su 4096 livelli distinti (12 bit significativi). Il fattore di contemporaneità à ̈ tale da limitare il valore massimo della distanza temporale fra i campioni acquisiti e trattati nella prima e nell’ultima derivazione;
memoria: tale sottomodulo 133 à ̈ composto da memorie in grado di mantenere il proprio contenuto anche in carenza di alimentazione, come per es. memorie RAM con batteria tampone, EPROM, EAROM, Flash o ogni altra tecnologia utile allo scopo. La memoria à ̈ in grado di memorizzare i campioni a 12 bit delle otto derivazioni acquisite a 500 Hz. La dimensione del sottomodulo di memoria determina la durata massima della registrazione effettuabile. La memoria à ̈ in grado di continuare a memorizzare il proprio contenuto anche in caso di rimozione o di scarica delle batterie di alimentazione, preservando il contenuto della registrazione;
trasmissione seriale: il sottomodulo 134 permette la trasmissione seriale dei campioni acquisiti. Tale trasmissione può avvenire collegando direttamente una periferica RS232 al connettore seriale 219 (vedere Fig. 3), oppure collegando al connettore seriale 219 un adattatore RS232-Bluetooth;
CPU: tale sottomodulo 135 gestisce tutta la parte digitale, controllando il convertitore A/D 132, la memoria 133 e le operazioni di lettura/scrittura, i bottoni dei comandi, la accensione degli indicatori luminosi, la trasmissione seriale. In alternativa al sottomodulo CPU 135, il sistema può adottare un opportuno sottomodulo microcontiOllore, in grado di svolgere in modalità integrata le funzioni dei sottomoduli mux 131, convertitore A/D 132 e CPU 135.
L’involucro del sottosistema di acquisizione ha dimensioni molto contenute: 150x80x50 millimetri. La superficie superiore dell’involucro ospita il pannello di comando 201 mostrato in Figura 3 con i seguenti bottoni, corrispondenti alle varie attività :
interruttore principale (“main switch†): l’interruttore 217 accende/spegne l’intero sottosistema di acquisizione, agendo sull’alimentazione elettrica fornita da tre batterie AA da 1.5 Volt ciascuna, L<5>indicatore luminoso 220 à ̈ accesso quando il sottosistema di acquisizione à ̈ attivato;
“clear memory†: il botone 21 1 permete di azzerare il contenuto della memoria 112, predisponendo il sotosistema di acquisizione per una nuova acquisizione. Il tempo necessario per azzerare il contenuto della memoria dipende dalla dimensione della memoria stessa, Durante l operazione di cancellazione della memoria, Pindicatore luminoso 214 (“cleaning†) rimane acceso;
“start/stop†: il bottone 212 avvia/ sospende la acquisizione del segnale ECG. Alla saturazione della memoria, la acquisizione termina forzatamente. Durante la acquisizione del segnale, Pindicatore luminoso 215 (“running†) rimane acceso;
“Tx on/Tx off’: il botone 213 avvia/sospende la trasmissione dei segnali acquisiti e presenti nella memoria. Se la trasmissione non à ̈ in corso, “Tx on/Tx off’ avvia la trasmissione, iniziando sempre dal primo campione acquisito; se la trasmissione à ̈ in corso, “Tx on/Tx off ' sospende istantaneamente la trasmissione dei campioni; la trasmissione termina automaticamente quando tutti i campioni sono stati trasmessi. Per ativare la modalità di funzionamento “monitor†, cioà ̈ la acquisizione, la memorizzazione e la contemporanea trasmissione del segnale ECG sul canale seriale, à ̈ necessario premere in sequenza i tasti “clear memory†211, “Tx on/Tx off’ 213, “start/stop†212: il termine della modalità di funzionamento “monitor†avviene premendo il tasto “start/stop†o alla saturazione della memoria, Durante la trasmissione l’indicatore luminoso 216 (“transmiting†) rimane acceso.
Ulteriori caratteristiche riguardano il ridoto consumo di energia, che permetono al sotosistema di acquisizione di poter funzionare ininterrottamente per più di 36 ore.
La dimensione della memoria 133 definisce la durata massima di una registrazione. Il consumo orario di memoria à ̈ così otenuto:
2byte/campione x 500 campioni/sec x 8 derivazioni x
60 sec/minuto x 60 minuti/ora= 27.5 Mbyte/ora
utilizzando una memoria di 1 Gigabyte, la durata massima di una registrazione risulta superiore alle 30 ore,
Da quanto esposto appaiono evidenti i vantaggi del sottosistema di acquisizione elettrocardiografico secondo l’invenzione, che risulta di dimensioni estremamente contenute, di facile ed intuitivo impiego, con caratteristiche professionali, in grado di fornire tutte e dodici le derivazioni di interesse clinico.
Sottosistema di elaborazione prossimale.
Il sottosistema di elaborazione prossimale 300 presenta informazioni sia in forma testuale sia in forma grafica (Fig.4).
Le informazioni in forma grafica riguardano il tacogramma della frequenza cardiaca 302, il tacogramma delle aree ST-T 303, la visualizzazione del tracciato e la analisi battito-battito con la classificazione di ogni singolo battito 304.
Il tacogramma della frequenza cardiaca 302 riporta sull’asse orizzontale il numero del batttito e sull’asse verticale la frequenza cardiaca istantanea misurata come la distanza fra il battito corrente ed il battito precedente.
Il tacogramma delle aree ST-T 303 riporta sull’asse orizzontale il numero del batttito e sull’asse verticale il valore dell’area sottesa, durante il tratto ST-T, dal segnale elettrocardiografico rispetto alla linea di base.
La visualizzazione del tracciato riporta, per ogni battito, la classificazione dello stesso battito secondo le annotazioni previste dall’archivio di segnali “MIT/BIH Arrhythmia Database†: ad es., la annotazione “N†indica che il battito à ̈ stato come normale. La visualizzazione del segnale avviene in modalità scroll verso sinistra (quando la visualizzazione del tracciato ha raggiunto il margine destro del display, l’arrivo di un nuovo campione del segnale genera uno scorrimento verso sinistra del tracciato precedentemente visualizzato) oppure in modalità statica (quando la visualizzazione del tracciato ha raggiunto il margine destro del display, la visualizzazione riprende dal margine sinistro del display, senza effettuare lo scorrimento del tracciato stesso ma sovrascrivendo il tracciato pre-esistente).
Le informazioni in forma testuale riguardano il calcolo della posizione GPS corrente nonché il calcolo della distanza della posizione corrente dai punti di interesse le cui coordinate GPS siano state precedentemente memorizzate 305.
Naturalmente l’invenzione non à ̈ limitata alla particolare forma di realizzazione precedentemente descritta ed illustrata nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di dettaglio alla portata del tecnico del ramo senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (24)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema portatile ed indossabile di acquisizione e memorizzazione, per la successiva visualizzazione, elaborazione locale e trasmissione del segnale elettrocardiografico atto a consentire lo studio di tutte e dodici le derivazioni cliniche comprendente: un modulo analogico (101) per ognuna di otto derivazioni cliniche DI, D2, VI, V2, V3, V4, V5, V6 direttamente acquisibili mediante elettrodi; e un modulo digitale (121) in grado di trattare in sequenza i segnali analogici forniti in ingresso dai moduli analogici (101); ciascun modulo analogico (101) comprendendo: - un sottomodulo front-end (111) atto ad essere collegato agli elettrodi posti sulla superficie corporea del paziente; un sottomodulo di preamplificazione e filtraggio passa basso (1 12), atto ad effettuare una preamplificazione analogica del segnale e ad eliminare le componenti non desiderate in alta frequenza; un sottomodulo di amplificazione e filtraggio passa alto (113) atto ad effettuare una ulteriore amplificazione del segnale e a rimuovere le componenti a frequenza più bassa; il modulo digitale (121) comprendendo: un sottomodulo multiplexer (131) atto a consentire il collegamento selettivo delle uscite dai moduli analogici (101) delle singole derivazioni all’ingresso del modulo digitale (121); un sottomodulo convertitore analogico/digitale A/D (132); un sottomodulo di memoria (133); un sottomodulo trasmissione (134); un sottomodulo di controllo (135) atto a gestire gli altri sottomoduli, controllando il convertitore A/D (132), la memoria (133) e la trasmissione, in cui la frequenza di campionamento del sottomodulo A/D (132) à ̈ tale da conservare nel segnale digitalizzato tutta l’informazione presente nel segnale analogico elettrocardiografico acquisito da dette derivazioni cliniche, sia nel caso di patologie ischemiche, sia nel caso di altre patologie incluse quelle aritmiche, fornendo caratteristiche nel trattamento dei segnali conformi ai requisiti dei sistemi professionali ed utilizzati in ambito clinico/ospedaliero; tutte le 12 derivazioni utilizzate nella pratica clinica sono registrate contemporaneamente, in modo tale da consentire la analisi contemporanea del tracciato osservato su più derivazioni.
- 2. Sistema secondo la rivendicazione 1 in cui la frequenza di campionamento del sottomodulo convertitore analogico/digitale A/D (132) Ã ̈ maggiore o uguale a 400 Hz, preferibilmente superiore o uguale a 500 Hz.
- 3. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui la quantizzazione dei campioni del segnale effettuata dal convertitore analogico/digitale A/D (132) Ã ̈ ad almeno 1024 livelli, ovvero su almeno 10 bit tutti significativi, preferibilmente su 4096 livelli, ovvero 12 bit tutti significativi.
- 4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sottomodulo di preamplificazione e filtraggio passa basso (112) Ã ̈ tale da eliminare le componenti del segnale in alta frequenza sopra i 150 Hz, preferibilmente sopra i 200 Hz.
- 5. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sottomodulo di amplificazione e filtraggio passa alto (113) rimuove le componenti a frequenza inferiore a 0.25 Hz del segnale, preferibilmente inferiore a 0.15 Hz, quali ad esempio le oscillazioni del valore medio e/o della linea di base dovute alla respirazione.
- 6. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di consentire la ricostruzione, mediante elaborazione, delle altre quattro derivazioni di interesse clinico D3, aVr, aVl, aVf a partire dalle derivazioni acquisite direttamente DI, D2, VI, V2, V3, V4, V5, V6.
- 7. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sottomodulo di memoria (133) Ã ̈ composto da memorie in grado di mantenere il proprio contenuto anche in carenza di alimentazione, quali le memorie nel gruppo comprendente memorie RAM con batteria tampone, EPROM, EAROM, Flash.
- 8. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sottomodulo di trasmissione effettua una trasmissione di tipo seriale.
- 9. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui si utilizza un protocollo del gruppo comprendente RS232, Bluetooth, USB o WiFi.
- 10. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sottomodulo di controllo (135), detto sottomodulo multiplexer (131) e detto sottomodulo convertitore A/D (132) sono integrati in una unità microcontrollore,
- 11. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dotato di un pannello di comando (201).
- 12. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dotato di alimentazione elettrica a batteria.
- 13. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti moduli analogici (101), detto modulo digitale (121) e il pannello di comando (201) alloggiano in un involucro di dimensioni non superiori a 150x80x80 mm,
- 14. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti moduli analogici (101), detto modulo digitale (121) e il pannello di comando (201) hanno un peso totale non superiore a g. 300.
- 15. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 14, in cui detto pannello di comando comprende: un interruttore principale (217) atto alla accensione/spegnimento dell’intero sistema agendo sull’alimentazione elettrica fornita da batterie, il cui stato à ̈ indicato da un indicatore luminoso (220); un bottone “clear memory†(211) atto ad azzerare il contenuto della memoria (1 12) per predisporre il sistema per una nuova acquisizione, il cui stato à ̈ segnalato da un indicatore luminoso (214) che rimane acceso durante l’operazione di cancellazione della memoria; un bottone “start/stop†(212) atto ad avviare/sospendere la acquisizione del segnale ECG, il cui stato à ̈ segnalato da un indicatore luminoso (215) che rimane acceso durante la acquisizione del segnale; un bottone “Tx on/Tx off’ (213) atto ad awiare/sospendere la trasmissione dei segnali acquisiti e presenti nella memoria, il cui stato à ̈ segnalato da un indicatore luminoso (216) che rimane acceso durante la trasmissione.
- 16. Sistema secondo la rivendicazione 15, in cui detto bottone (213) “Tx on/Tx off’ à ̈ atto ad avviare la trasmissione, iniziando sempre dal primo campione acquisito, e detto bottone “Tx on/Tx off’ à ̈ atto a sospendere istantaneamente la trasmissione dei campioni, la trasmissione terminando automaticamente quando tutti i campioni sono stati trasmessi.
- 17. Sistema secondo la rivendicazione 15 o 16 atto ad attivare la modalità di funzionamento “monitor†, cioà ̈ la acquisizione, la memorizzazione e la contemporanea trasmissione del segnale ECG sul canale seriale, premendo in sequenza i bottoni “clear memory†(21 1), “Tx on/Tx off’ (213), “start/stop†(212), e atto a terminare la modalità di funzionamento “monitor†premendo il bottone “start/stop†(212) oppure alla saturazione della memoria (133).
- 18. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sottomodulo di memoria (133) ha una memoria da 1 Gigabyte ed à ̈ atto a consentire una durata massima di registrazione superiore a 30 ore.
- 19. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente 10 elettrodi;
- 20. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 19, in cui l’accensione/spegnimento delle registrazioni dei segnali avviene a comando del paziente agendo sul bottone “start/stop†previsto sul pannello di comando (201).
- 21. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dotato di un sottosistema di elaborazione prossimale (300) atto a calcolare la frequenza cardiaca istantanea, a visualizzare anche in tempo reale i segnali elettrocardiografici, ad effettuare una analisi elementare con riconoscimento e classificazione automatica di alterazioni aritmiche e/o ischemiche, anche senza trasmissione ad un centro remoto di elaborazione.
- 22. Sistema secondo la rivendicazione 21 in cui detto sottosistema di elaborazione prossimale (300) appartiene al gruppo che include PC, tablet PC, tablet, iPad, telefono cellulare, smart-phone.
- 23, Sistema secondo la rivendicazione 21 o 22, in cui anche tutte le funzionalità del sottosistema di elaborazione (300) sono atte a funzionare anche in assenza di connessioni remote del gruppo comprendente linee telefoniche, segnale di telefonia mobile (gestore telefonico), internet, WiFi.
- 24. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 21-23, in cui detto sottosistema di elaborazione (300) Ã ̈ atto a calcolare la posizione coll'ente tramite sistema GPS e a calcolare la distanza della posizione corrente da punti di interesse precedentemente memorizzati, quali ad esempio ospedali, centri di pronto soccorso o di assistenza.
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