ITNA20120048A1 - Metodo e dispositivo non invasivo per il monitoraggio a lungo termine della meccanica cardiovascolare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione avente per TITOLO:

“Metodo e dispositivo non invasivo per il monitoraggio a lungo termine della meccanica cardiovascolare”,

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo ed un dispositivo che permette il monitoraggio, sia a breve che a lungo termine, dell'attività meccanica del sistema cardiovascolare particolarmente, ma non esclusivamente, del muscolo cardiaco, per via non invasiva.

In particolare l'invenzione si riferisce ad un dispositivo dotato di sensori elettromeccanici in grado di trasformare un movimento o una deformazione meccanica in un segnale elettrico e di una serie di componenti elettronici in grado di filtrare, amplificare, trasmettere, analizzare, registrare e visualizzare tali segnali ed i risultati delle analisi.

Negli ultimi anni un numero sempre maggiore di sforzi è stato dedicato allo sviluppo di nuovi strumenti e metodologie mediche sempre meno invasive per il monitoraggio dei pazienti nei diversi ambiti medici, come ad esempio, ma non esclusivamente, in unità di terapia intensiva, il monitoraggio del sistema cardiovascolare, sia a breve che a lungo termine, è sicuramente cruciale per il paziente e si avvale di molteplici strumenti dedicati al controllo di diversi parametri sia del muscolo cardiaco stesso che del sistema cardiovascolare periferico, come ad esempio le grandi arterie.

Per quanto concerne i sistemi di indagine dell'attività meccanica del muscolo cardiaco, ossia il cuore, tipicamente sono usati dispositivi non invasivi, come l'ecocardiografo, la Tomografica Assistita da Computer (TAC), la Risonanza Magnetica Nucleare (RMN) e sistemi invasivi che fanno uso di cateteri. In alcuni casi anche l'elettrocardiografo, attraverso l'elettrocardiogramma (ECG), può dare indicazioni sulla meccanica cardiaca, ma solamente in modo indiretto.

Nello specifico è noto che l'ecocardiografo è un dispositivo per esame a scopo diagnostico, generalmente della durata di pochi minuti e quindi non adatto al monitoraggio a lungo termine, che attraverso una sonda ad ultrasuoni, posta sul petto del paziente da un operatore e da quest'ultimo spostata in diversi punti per tutta la durata dell'esame medico, fornisce immagini in tempo reale del cuore e dei movimenti che definiscono il ciclo cardiaco, come sistole, diastole, apertura e chiusura delle valvole cardiache, riempimento e svuotamento delle quattro camere, ecc..

Nello specifico è noto che TAC e RMN sono dispositivi per esami a scopo diagnostico, generalmente della durata di qualche decina di minuti e quindi non adatti al monitoraggio a lungo termine, che sfruttano tecniche più complesse dell'ecocardiografo. La TAC, infatti, utilizza radiazioni ionizzanti (raggi X) che spesso si sono dimostrate dannose per i pazienti vista la loro incidenza sulla probabilità di sviluppo di cancri. Mentre la RMN misura la precessione dello spin di nuclei dotati di momento magnetico quando sottoposti ad un campo magnetico. Tali esami forniscono immagini delle strutture interne del corpo umano.

Nello specifico è noto che l'elettrocardiografo è un dispositivo adatto sia per esami a scopo diagnostico che per il monitoraggio sia a breve che a lungo termine e misura l'attività elettrica del cuore. L'elettrocardiografo non fornisce però informazioni sulla meccanica cardiaca se non in modo indiretto. Una ulteriore limitazione risiede nel fatto che non sempre l'ECG può fornire tali indicazioni indirette sulla meccanica cardiaca, ad esempio, questo non avviene in caso di disaccoppiamento elettro-meccanico delle funzioni cardiache.

Nello specifico è noto che sistemi dotati di sensori montati su cateteri sono adatti a diversi tipi di monitoraggio, come ad esempio il controllo della pressione arteriosa. Tali sistemi sono tuttavia invasivi e quindi soffrono di una serie di controindicazioni in caso di un loro uso prolungato nel tempo (ovvero a lungo termine), soprattutto, ma non esclusivamente, per il rischio di infezioni nosocomiali.

Come accennato, quindi, le metodologie di indagine diretta della meccanica cardiaca come ecocardiografia, TAC e RMN sono sistemi di diagnostica e non di monitoraggio, che inoltre necessitano della presenza di un operatore esperto. Pertanto tali sistemi forniscono informazioni soltanto durante l'esame, ovvero non oltre qualche decina di minuti, come nel caso di TAC e RMN. Inoltre, vista la durata limitata nel tempo dell'esame, ciò implica una bassa probabilità di accorgersi di problemi cardiaci sporadici come ad esempio le tachicardie, le fibrillazioni parossistiche, l'errata funzionalità delle valvole, ecc.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di ovviare alle suddette mancanze, realizzando un metodo migliorato ed un dispositivo anch'esso migliorato in grado di monitorare in modo non invasivo, l'attività meccanica del muscolo cardiaco, sia nel breve che nel lungo termine, in modo semplice ed efficiente.

La presente invenzione è espressa e caratterizzata nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche dell'invenzione o varianti dell’idea di soluzione principale. In accordo con il suddetto scopo, la presente invenzione comprende un metodo di monitoraggio dell'attività meccanica del sistema cardiovascolare di un paziente secondo le caratteristiche della rivendicazione 1 ed un dispositivo per il monitoraggio dell'attività meccanica del sistema cardiovascolare di un paziente secondo le caratteristiche della rivendicazione 7.

Secondo la presente invenzione, è previsto un metodo non invasivo per il monitoraggio dell'attività meccanica del sistema cardiovascolare di un paziente, caratterizzato dal fatto di comprendere l'azione di posizionare del corpo del paziente per rilevare l'attività meccanica cardiovascolare, filtrare, amplificare ed analizzare il segnale elettrico prodotto dal sensore in risposta a detta attività.

Dato che il sensore è semplicemente posizionato su una regione esterna del corpo del paziente, questo metodo introduce il vantaggio di essere non invasivo. Inoltre, è in grado di rilevare l'attività meccanica del muscolo cardiaco tramite la generazione di segnali elettrici in seguito a misurazioni dirette anche con un singolo sensore. Il sensore può essere posizionato su qualsiasi parte del corpo dove sia possibile rilevare l'attività cardiaca del paziente, ad esempio il petto, i polsi, le tempie, le femorali, le carotidi, ecc.. In più, dopo aver opportunamente filtrato e amplificato i segnali ed eliminato il rumore, il metodo prevede di analizzare tali segnali al fine di ottenere informazioni sullo stato di salute del paziente, nello specifico sullo stato e la cinematica della sua meccanica cardiaca. E' bene far presente che per ottenere una misura ottimale, il paziente deve essere disteso in posizione supina su un lettino e il sensore fissato sul corpo del paziente in modo da mantenere una posizione stabile per tutta la durata della misurazione. Il supporto per fissare e stabilizzare il sensore, potrebbe essere un busto di tipo ortopedico, in grado di adattarsi alle diverse corporature e sesso dei pazienti, una fascia semi-elastica toracica, provvista di velcro che permetta l'adattabilità a diverse misure toraciche, sistemi di ventose che possano v essere facilmente fissabili e riposizionabili, ecc.. Se necessario, la posizione del paziente può essere anche semi-stesa, ad esempio su una sedia a sdraio, con l'accortezza di fargli tenere le gambe distese.

Secondo un aspetto dell'invenzione, il metodo comprende inoltre l'azione di misurare un segnale di riferimento correlato al battito cardiaco (o frequenza cardiaca). L'uso di un segnale di riferimento ha il vantaggio di permettere una comprensione più dettagliata del modo in cui i segnali rilevati dal dispositivo, durante il monitoraggio meccanico cardiaco, siano correlati temporalmente sia alla frequenza cardiaca, sia a tutte le fasi un singolo ciclo cardiaco. Per ciclo cardiaco si intende l'insieme delle attività del cuore da una contrazione a quella successiva comprendenti la sistole e la diastole atriali e ventricolari. Secondo un aspetto ulteriore dell'invenzione, il segnale di riferimento specificato nel metodo è un elettrocardiogramma (ECG). Il vantaggio dell'uso di tale segnale risiede nel fatto che l'ECG è una metodologia di monitoraggio e di diagnostica universalmente accettata ed utilizzata in ambito medico oramai da vari decenni. La sterminata letteratura medico-scientifica sull'ECG e sui suoi usi ed interpretazioni in campo medico lo rendono, quindi, un segnale di riferimento temporale perfetto per identificare tutte le fasi del ciclo cardiaco e per la determinazione della frequenza cardiaca. In alternativa, qualsiasi altro strumento che permetta di ottenere un segnale correlato al battito cardiaco può essere utilizzato per ottenere un seganle di riferimento, come ad esempio il segnale di polso, rilevato con diversi strumenti, un ecografo o simili.

Il monitoraggio definito nel metodo secondo un aspetto della presente invenzione è un monitoraggio a lungo termine. Nel presente caso, con l'espressione “lungo termine”, si intende un tempo variabile da decine di minuti a giorni, quindi un tempo superiore a trenta minuti, preferibilmente superiore a venti minuti, ad esempio utile per identificare problemi dell'attività del muscolo cardiaco che si presentino sporadicamente e che non sarebbero rilevabili durante il monitoraggio a “breve termine", vista l'incapacità tipica di prevenzione di un evento sporadico. Per “breve termine” si intende un tempo variabile da alcuni secondi fino a qualche decina di minuti, quindi un tempo inferiore a trenta minuti, preferibilmente inferiore a venti minuti, che comprenda almeno un paio di cicli cardiaci completi e/o che sia ad esempio sufficiente per la determinazione della frequenza cardiaca e/o per la determinazione di problemi cardiaci frequenti, ovvero non sporadici. Il vantaggio del monitoraggio a lungo termine risiede nel fatto che permetterebbe di rilevare problemi cardiaci sporadici come le tachicardie, le fibrillazioni parossistiche, l’errata funzionalità delle valvole, ecc. Ciò offrirebbe sia in di monitoraggio cardiaco, sia in ambito diagnostico. Naturalmente, il presente metodo può prevedere anche un monitoraggio a breve termine nel caso una problematica cardiocircolatoria specifica del paziente fosse rilevata appunto in un periodo temporale relativamente breve. In questo caso si potrebbe non continuare il monitoraggio a lungo termine, almeno che questo non sia necessario per conoscere l'evoluzione temporale della suddetta problematica cardiocircolatoria, per la ricerca di una problematica diversa dalla prima o perché in ogni caso il monitoraggio della meccanica cardiaca risulti ancora utile per ragioni mediche generali. In definitiva, il metodo descritto può prevedere sia un monitoraggio a breve termine che uno a lungo termine o una combinazione di entrambi a seconda delle circostanze.

Secondo una configurazione dell'invenzione, il metodo comprende l'azione di posizionare una pluralità di sensori. Ad esempio, è possibile posizionare due sensori, uno alla altezza della brachiale e l'altro all'altezza del polso o rispettivamente alla carotide e alla femorale in modo da effettuare un misura della velocità dell'onda di polso (pulse wave velocity PWV) che fornisce informazioni sulla rigidità arteriosa.

Secondo un'ulteriore configurazione dell'invenzione, il metodo comprende l'azione di posizionare quattro sensori per ottenere segnali differenziali. In questo modo, è possibile scegliere due zone del corpo del paziente da monitorare sulle quali posizionare due sensori ed altre due zone su parti diverse che servano per identificare il rumore in modo che i segnali dei primi due sensori specificati siano presi in differenziale ottenendo segnali più puliti nel senso elettronico del termine. I quattro sensori possono essere usati anche in maniera non differenziale in modo da avere quattro punti monitorati generanti segnali separati.

La regione del corpo del paziente definita dal metodo è preferenzialmente il petto del paziente. I sensori sono posizionati a coppia, una coppia localizzata sullo sterno, distanziati tra di loro di circa 3cm e l'altra alla stessa altezza a circa 2cm sul lato sinistro dello sterno, ad esempio, ma non esclusivamente, all'altezza delle intercostali seconda-terza e terza-quarta. Il vantaggio del posizionamento dei sensori sul petto del paziente nei punti appena definiti risiede nel fatto che proprio sul petto le deformazioni della superficie del torace sono provocate dal movimento meccanico del cuore e possono essere rilevate più facilmente. In queste posizioni si possono fare sia misure differenziali che non differenziali. E' possibile posizionare i sensori su altri punti del petto del paziente in modo da identificare quali posizioni diano maggiori informazioni rispetto al monitoraggio cardiaco in generale e quali diano maggiori informazioni rispetto a particolari problematiche cardiovascolari cercate, da definire di volta in volta. Il vantaggio di un simile approccio risiede nel fatto che nel caso, ad esempio, si cerchi di rilevare una specifica patologia cardiaca, alcuni posizioni risulteranno più appropriate di altre.

Secondo la presente invenzione è previsto un dispositivo per il monitoraggio dell'attività meccanica del sistema cardiovascolare di un paziente, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un sensore, da posizionare su una regione del corpo del paziente per rilevare l'attività meccanica cardiovascolare, un mezzo per processare il segnale rilevato, comprendente almeno un filtro, un amplificatore e un convertitore di segnali analogici in digitali, e mezzi per connettere detto dispositivo ad un elaboratore. Il dispositivo quindi dovrà comprendere tutti i sistemi di cui si è parlato nel metodo.

In una configurazione dell'invenzione, il sensore è un sensore elettromeccanico di tipo piezoelettrico. Il vantaggio di questa tipologia di sensori deriva dal fatto che sono in grado di trasformare deformazioni meccaniche in differenze di potenziale elettrico. I sensori piezoelettrici generano segnali elettrici variabili nel tempo in risposta alle deformazioni meccaniche variabili nel tempo della superficie sui quali sono posizionati. I segnali generati sono quindi rappresentabili in un grafico nel piano differenza di potenziale - tempo. Si specifica che la differenza di potenziale elettrico generata è dipendente matematicamente dalla deformazione della superficie (o dalla pressione sulla superficie) sulla quale i sensori sono posizionati, tramite una funzione di trasferimento dipendente dal particolare sensore piezoelettrico utilizzato. Quindi il segnale si può anche rappresentare con un grafico nel piano spazio di deformazione (o pressione) - tempo. In alternativa, è possibile utilizzare un altro tipo di sensore elettro-meccanico come un accelerometro, un MEMS, un sensore di pressione, un sensore ottico, ecc..

Secondo un aspetto dell'invenzione, il filtro è un filtro elettronico passa banda con banda passante da 0.1 Hz a 10Hz in grado di eliminare il rumore elettronico, compreso quello introdotto dalla frequenza a 50 Hz, tipica della normale alimentazione da rete elettrica. Il vantaggio di un tale filtro permette di individuare le frequenze specifiche del movimento meccanico del cuore eliminando le fonti di rumore. L'ampiezza della banda passante può anche variare in modo da crearne una più stretta di 0.1-10Hz, in modo da vedere più chiaramente specifiche frequenze, o in alternativa più larga di 0.1-1 0Hz in modo da raccogliere più informazioni possibili anche sulle alte frequenze e decidere successivamente, e caso per caso, quali frequenze del segnale forniscano informazioni utili e quali no. Tale scelta potrebbe coinvolgere anche particolari patologie cardiache che si intende cercare o confermare in un paziente. In alternativa, è possibile utilizzare un altro tipo di filtro, come ad esempio un passa basso od altri simili.

Secondo un aspetto dell'invenzione, l'amplificatore è un amplificatore in corrente. Il vantaggio di una tale scelta risiede nel fatto che questo è in grado di amplificare opportunamente i segnali piezoelettrici in modo da renderli facilmente analizzabili e visualizzabili. Altri tipi di amplificatori possono essere utilizzati per condizionare opportunamente i segnali rilevati dal dispositivo, come amplificatori di tensione, differenziali, ecc.. Tali scelte possono dipendere anche dai tipi di sensori usati e di cui si è accennato precedentemente.

Secondo un aspetto dell'invenzione, il convertitore di segnali analogici in digitali (ADC) è rappresentato da uno strumento elettronico che sia in grado di campionare, ad una frequenza di 500Hz, i segnali analogici rilevati dal dispositivo, convertendoli in segnali digitali. Il vantaggio dell'uso dello ADC è quello di rendere disponibile i segnali rilevati ad un'analisi quantitativa digitale. É possibile utilizzare altri tipi di convertitori, ad esempio personalizzati, in grado di campionare a frequenze più alte, cioè maggiori di 500Hz, e/o che potrebbero digitalizzare il segnale in modo più efficiente.

Secondo un aspetto dell'invenzione, il convertitore è parte di una scheda di acquisizione dati (DAQ) della della National Instruments capace di gestire 16 canali a 16 bit. Il vantaggio dell'uso della DAQ è quello di permettere l'acquisizione dei segnali digitalizzati da parte di un elaboratore. In alternativa si possono utilizzare altri tipi di schede di acquisizione, ad esempio personalizzate, in modo che l'acquisizione sia più efficiente a accurata.

Secondo un aspetto dell'invenzione, il mezzo per connettere detto dispositivo ad un elaboratore è una connessione PCI di una scheda integrata o un qualunque altro connettore di schede esterne, come USB, parallelo, seriale, o senza fili come wireless, ecc. che permettano di trasferire il segnale digitalizzato ad un elaboratore.

Secondo un aspetto dell'invenzione, l'elaboratore è un computer desktop dotato di una serie di programmi software in grado di acquisire in tempo reale e/o in differita i segnali digitalizzati, analizzarli, registrarli e visualizzarli assieme ai risultati delle analisi. Un elaboratore può anche essere un computer portatile od un qualunque strumento elettronico dotato di almeno un sistema per interfacciarsi con i connettori discussi precedentemente, un processore (CPU e/o GPU), un sistema operativo sul quale sia possibile installare i programmi di analisi dati, un hard disk per registrare i dati e i risultati delle analisi ed un sistema di output visivo, come monitor o stampanti.

In una configurazione dell'invenzione, il dispositivo comprende una pluralità di sensori posizionati sul busto del paziente. I sensori possono essere elettromeccanici di tipo piezoelettrico o di altra natura come descritto precedentemente. In particolare, la pluralità può essere costituita da sensori tutti di uno stesso tipo o da una combinazione di sensori di tipologia differente. Il vantaggio di avere una pluralità di sensori, piezoelettrici e/o di altro tipo, risiede nella capacità di disporre di segnali rilevati su diversi punti del busto del paziente, e non solo sul petto, in modo sia contemporaneo che non contemporaneo, che diano informazioni sempre più complete della meccanica cardiaca come anche delle grandi arterie, come aorta, polmonare, mesenterica superiore ed inferiore, ecc..

In una configurazione ulteriore dell'invenzione, la pluralità di sensori è disposta in forma di matrice su una superficie flessibile che aderisce al busto del paziente. Il vantaggio di una tale disposizione è quello di conoscere le posizioni relative dei sensori per poter ricostruire un'informazione multi-punti della meccanica cardiaca e delle grandi arterie. Per la creazione di tale matrice è possibile fissare i sensori su una superficie flessibile semi-rigida che permetta la perfetta adesione dei sensori al busto del paziente e in modo che tale adesione rimanga fissa per tutto il tempo del monitoraggio (cioè della presa dati). Un possibile supporto per la superficie flessibile può essere ad esempio, ma non esclusivamente, un busto di tipo ortopec che sia quindi in grado di adattarsi a diverse corporature, al diverse sesso dei pazienti e che possa essere facilmente applicabile al busto stesso. Altri sistemi di supporto possono essere fasce elastiche o semi-elastiche, ventose, o simili.

In una configurazione dell'invenzione, una volta fissato il dispositivo/sensori al paziente e avviato il monitoraggio, questo prosegue senza la necessità della presenza di un operatore. Un sistema software si occuperà di salvare i segnali rilevati e di iniziare la fase di analisi, ad esempio, ma non esclusivamente, di generare un allarme nel caso i segnali rilevati mostrino comportamenti anomali. Successivamente al monitoraggio si possono analizzare i segnali memorizzati nella loro completezza al fine di avere un quadro clinico completo della meccanica cardiaca.

Vantaggi e funzionalità della presente invenzione risultano d’altro canto dalla seguente descrizione di forme di realizzazione preferenziali assieme alle figure. Quest'ultime, fornite a puro titolo di esempio, non limitative, mostrano:

Fig. 1 una rappresentazione schematica del metodo secondo un aspetto dell'invenzione che utilizza un segnale di riferimento temporale;

Fig. 2 una raffigurazione schematica del dispositivo secondo una forma di realizzazione dell'invenzione connesso ad un elaboratore; e

Fig. 3 una raffigurazione schematica del dispositivo secondo un'ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione applicato ad un paziente.

La figura 1 rappresenta attraverso un diagramma di flusso un esempio dei passi da compiere per monitorare in modo non invasivo l'attività meccanica del sistema cardiovascolare di un paziente. Il metodo di monitoraggio 10 si distingue essenzialmente di nove passi. Il primo passo 11 da eseguire è il posizionamento del paziente in posizione supina, ad esempio su un lettino. Qui il paziente viene fatto rilassare e gli viene chiesto di stare il più fermo possibile e di respirare con calma e in modo regolare. Il secondo passo 12 consiste nel posizionare tre pinze di un elettrocardiografo, rispettivamente al polso sinistro, al polso destro e alla caviglia sinistra per rilevare il segnale ECG, utilizzato come segnale di riferimento temporale. Il terzo passo 13 è quello di posizionare un sensore elettromeccanico sul corpo del paziente. Successivamente, i segnali analogici rilevati con il sensore e con l'ECG sono filtrati, amplificati, e convertiti in segnali digitali (quarto passo 14) di cui sarà valutata la qualità (quinto passo 15). Nello specifico se la qualità dei segnali è ritenuta buona si passerà al sesto passo 16, se ritenuta non buona, si ritornerà al primo passo 11 e si ricomincerà la sequenza. Il sesto passo 16 consiste nella rilevazione dei segnali. La durata della rilevazione dei segnali (o presa dati) può essere a breve o a lungo termine a seconda delle necessità mediche. Inoltre si sottolinea che mentre per i passi 11-15 è necessaria la presenza di un operatore specializzato, a partire dalla fase 16 questa presenza non è più necessaria. Il settimo passo 17 consiste nell'analisi dei segnali rilevati. Questa avviene sia durante l'esame che quando tutta la fase di rilevamento dei segnali è conclusa. In questo ultimo caso, si ha la completezza dei segnali rilevati, con i quali è possibile fare un'analisi accurata, ad esempio, ma non esclusivamente, in modo da cercare patologie particolari del sistema cardiovascolare. Infine, i segnali e i risultati delle analisi sono salvati sotto forma di file dati (ottavo passo 18) e possono essere visualizzati (nono passo 19).

La figura 2 mostra, in una rappresentazione schematica e semplificata, gli elementi di un dispositivo 20 collegato ad un elaboratore di dati 25 secondo una configurazione della presente invenzione.

Il dispositivo 20 comprende una pluralità di sedici sensori elettromeccanici 21 disposti sotto forma di matrice 4x4. I sensori sono di tipo piezoelettrico in grado di trasformare una variazione o deformazione meccanica in un segnale elettrico. I sensori sono fissati su un supporto deformabile flessibile 29 che permette ai sensori stessi di adattarsi bene al corpo del paziente in modo da mantenere una posizione stabilmente adiacente al corpo stesso. Il supporto 29 è facilmente fissabile al busto del paziente attraverso una fascia semielastica toracica (non mostrata in figura) provvista di strappo di velcro che permetta l'adattabilità a diverse misure toraciche.

Il dispositivo 20 inoltre comprende un mezzo 22 per processare i segnali rilevati comprendente almeno un filtro e un amplificatore. Il sistema di filtraggio è formato da una serie di filtri in frequenza che eliminano il rumore della 50Hz (rumore standard della rete elettrica) e creano una banda passante da 0,1 Hz a 10Hz. Tale banda passante garantisce l'acquisizione di segnali della meccanica cardiaca non “sporcati” da rumore a frequenze più alte come quelle generate dai “toni cardiaci”. L'amplificatore condiziona il segnale in modo opportuno per una migliore qualità di campionamento.

Il dispositivo 20 comprende una scheda di acquisizione dati 23, che permette di convertire un segnale elettrico analogico in uno digitale. Nel caso specifico è utilizzata una scheda di acquisizione dati 23 con 16 canali a 16 bit per canale.

Infine, il dispositivo 20 comprende un connettore 24. In particolare, il connettore 24 è un cavo USB.

Connesso al dispositivo 20 ed interfacciato al connettore 24 vi è un elaboratore dati 25. Questo elaboratore 25 comprende un mezzo 26 per eseguire l'analisi dei dati, un mezzo 27 per registrare i segnali rilevati e un mezzo 28 per visualizzare sia i segnali rilevati che i risultati delle analisi eseguite su detti segnali.

Il mezzo 26 per eseguire l'analisi dei dati impiega un sistema software di analisi dei segnali, cioè una serie di programmi software realizzati ad hoc, in grado di calcolare la frequenza cardiaca e respiratoria, di fare un'analisi della forma dei segnali in tempo reale o in differita, cioè successivamente alla presa dati, in modo da rilevare qualunque cambiamento nella forma del segnale e generare un allarme. Il sistema software salva i dati in file, apre, confronta, copia, taglia, incolla file e fa qualunque altra operazione necessaria per l'analisi. In più il software è in grado di calcolare la Pulse Wave Velocity (PWV) quando il dispositivo è usato per il monitoraggio del sistema cardiovascolare periferico.

Il mezzo 27 per registrare i segnali rilevati ed i risultati delle analisi è costituito da un hard disk interno.

Il mezzo 28 per visualizzare sia i segnali rilevati che i risultati delle analisi eseguite su detti segnali è costituito da un monitor collegato all'elaboratore 25 adatto alla visualizzazione grafica dei segnali rilevati e di tutte le informazioni dei risultati dell'analisi che saranno ritenute necessarie, come la frequenza cardiaca, il grafico temporale del segnale in tempo reale e in , ecc..

La figura 3 mostra una ulteriore configurazione del dispositivo per monitorare l'attività meccanica cardiovascolare di un paziente 31.

Il paziente 31 si trova in posizione supina, in modo che stia comodo. Al fine di ottenere un segnale di riferimento, sono posizionate tre pinze 33 da elettrocardiografo. La prima pinza 33 è fissata al polso sinistro, la seconda 33 è fissata al polso destro, mentre la terza 33 è fissata alla caviglia sinistra (per la massa). Sul petto del paziente 31 è posizionata una matrice di sensori 32. Questa è mantenuta ferma ed aderente al busto del paziente 31 tramite una fascia elastica 40. La matrice è formata da quattro sensori piezoelettrici 32 fissati su un supporto quadrato 38 di materiale plastico semi-elastico e posizionati a formare una matrice 2x2. Nello specifico due sensori 32 sono posizionati sullo sterno del paziente 31 uno sopra l'altro, distanziati di circa 3cm e gli altri due sensori 32 alla stessa altezza dei primi ma posizionati più a sinistra dello sterno ad una distanza di circa 2cm, all'altezza delle intercostali seconda-terza e terza-quarta (come mostrato nell'ingrandimento). L'ECG e la matrice di sensori 32 sono muniti rispettivamente di cavi di connessione 37 e 39 che li collegano ad una scheda di acquisizione dati 34 dotata di un filtro, un amplificatore e un convertitore di segnali analogici in digitali. Tramite un connettore 35, il segnale rilevato dalla matrice di sensori 32 e opportunamente filtrato, amplificato e campionato viene trasferito ad un elaboratore 36, comprendente un sistema per l'analisi e la registrazione dei segnali e un sistema per la visualizzazione dei segnali e dei risultati delle analisi. All'interno dell'elaboratore vengono calcolati la frequenza cardiaca e respiratoria, vengono visualizzati contemporaneamente i segnali rilevati dal dispositivo e dell'ECG, vengono salvati i segnali rilevati e i risultati delle analisi, viene fatto un confronto tra i segnali rilevati e l'ECG di riferimento al fine di constatare la correlazione temporale dei segnali rilevati con ogni singola fase del ciclo cardiaco come ad esempio, ma non esclusivamente, sistole e diastole sia degli atrii che dei ventricoli, apertura e chiusura delle valvole cardiache riempimento e svuotamento delle quattro camere, ecc..

In quel che precede, sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti alla presente invenzione, ma è da intendersi che gli esperti del settore potranno apportare modifiche e cambiamenti senza con ciò uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo non invasivo per il monitoraggio dell'attività meccanica del sistema card iovascolare di un paziente (31), caratterizzato dal fatto di comprendere l'azione di: posizionare almeno un sensore su una regione del corpo del paziente (31) per rilevare l'attività meccanica cardiovascolare; e filtrare, amplificare ed analizzare il segnale elettrico prodotto dal sensore in risposta a detta attività.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre l'azione di misurare un segnale di riferimento correlato al battito cardiaco.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il segnale di riferimento è un elettrocardiogramma.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il monitoraggio è un monitoraggio a lungo termine.
5. 5. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre l'azione di posizionare quattro sensori (32) per ottenere segnali differenziali.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la regione è il petto del paziente (31 ) e i sensori (32) sono posizionati a coppia l'uno su l'altro a circa tre centimetri, una coppia localizzata sullo sterno e l'altra alla stessa altezza a circa due centimetri sul lato sinistro dello sterno.
7. 7. Dispositivo (20) per il monitoraggio dell'attività meccanica del sistema cardiovascolare di un paziente (31), caratterizzato dal fatto di comprendere: almeno un sensore da posizionare su una regione del corpo del paziente (31) per rilevare l'attività meccanica cardiovascolare; mezzi processori (22) per processare il segnale rilevato comprendenti almeno un filtro, un amplificatore ed un convertitore di segnali analogici in digitali; e mezzi connettori (24) per connettere detto dispositivo ad un
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il sensore è un sensore piezoelettrico.
9. 9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di sensori (21 ; 32) posizionati sul busto del paziente.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la pluralità dei sensori (21 ; 32) è disposta in forma di matrice su una superficie flessibile (29; 38) che aderisce al busto del paziente (31).