ES2298826T3 - Aparato y metodo para el registro sin cables y la transmision por telecomunicacion de tres derivaciones especiales de ecg y su tratamiento. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo portátil destinado a su colocación contra el cuerpo de un paciente en una posición de medida para extraer de ese modo unas señales especiales de ECG para combinarlas con una matriz de calibración predeterminada con el fin de construir un ECG, cuyo dispositivo portátil comprende: al menos tres electrodos activos integrados, que incluyen unos electrodos activos integrados primero y segundo destinados a establecer contacto eléctricamente con el tórax del paciente en la posición de medida, y un tercer electrodo activo integrado destinado a establecer contacto eléctricamente con la mano izquierda del paciente en la posición de medida; y un electrodo de referencia integrado destinado a establecer contacto eléctricamente con la mano derecha del paciente en la posición de medida.
Description
Aparato y método para el registro sin cables y
la transmisión por telecomunicación de tres derivaciones especiales
de ECG y su tratamiento.
El presente invento se refiere al campo de la
instrumentación electrónica médica, y con más precisión al campo de
instrumentos para medir y registrar señales bioeléctricas, tales
como electrocardiogramas. El invento concierne a los dispositivos
para adquisición, tratamiento y transmisión de datos a través de una
red de telecomunicación comercial. De acuerdo con la Clasificación
Internacional de Patentes (en adelante IPC), el invento está
encuadrado en la clase A61B 5/00 que define métodos o dispositivos
para la medida o el registro con fines de diagnóstico. Más
específicamente, el invento se encuadra en la clase A 61B 5/04, que
define instrumentos para medir o registrar cargas bioeléctricas de
un cuerpo o de un órgano, tales como los electrocardiogramas.
El invento resuelve el problema constructivo del
dispositivo y procedimiento para el registro sin cables, la
transmisión por telecomunicación, y el tratamiento de tres
derivaciones de electrocardiogramas (en adelante ECG). Implica el
uso de un dispositivo móvil de bolsillo con electrodos integrados,
tres de los cuales están conectados a las entradas activas del
amplificador acoplado al módulo de control, uno de los cuales es
pasivo, y uno está conectado a tierra. El invento, con un
procedimiento definido con precisión para registro, transmisión y
tratamiento, permite un auto-registro sin cables
rápido, sencillo y preciso (realizado por el propio paciente) con
el dispositivo, la transmisión de tres derivaciones de ECG, y la
obtención de un registro de 12 derivaciones de ECG estándar.
Durante este proceso, el registro de 12 derivaciones de ECG
estándar se reconstruirá con precisión satisfactoria, y se excluye
la posibilidad de que aparezca un error debido al posicionamiento
incorrecto de los electrodos, así como la posibilidad de un error
importante de diagnóstico como consecuencia de la denominada
migración de la línea isoeléctrica de la señal del ECG durante el
registro. Por tanto, la aplicación del dispositivo se habilitará
dentro del más amplio espectro de cardiopatías con diagnóstico de
cardiopatía isquémica (arteriopatía coronaria, en adelante
CAD).
Es bien conocido el concepto del sistema para
realizar diagnósticos cardíacos urgentes que permite que un
paciente, dondequiera que se encuentre, registre él mismo su ECG y
lo envíe a su cardiólogo en el centro de diagnóstico a distancia a
través de una red de telecomunicación comercial (línea de teléfono
celular o fija). A saber, basándose en el ECG recibido y en la
conversación con el paciente, el cardiólogo de guardia puede
decidir: a) si se necesita una intervención urgente, b) si la
intervención puede realizarla el propio paciente, o c) si el estado
del paciente requiere una intervención médica urgente, y actúa de
acuerdo con ello. Es de primordial importancia que se minimice el
período más crítico, desde que aparecen los primeros síntomas hasta
el tratamiento médico (véase "Lentant C. y colaboradores,
Consideraciones para un programa nacional de aviso cardíaco Cln.
Card of, 13 de agosto de 1996 (8 Supl. 8)
VIII9-11"). Hay una serie de patentes y
productos que, dentro del mencionado concepto de diagnósticos
cardiológicos urgentes, ofrecen diferentes soluciones para
registrar y transmitir la señal del ECG: patente de EE.UU. Nº
4.889.124, Groerword y colaboradores, 1989; patente de EE.UU. Nº
5.226.431, Bible y colaboradores, 1993; patente de EE.UU. Nº
5.321.618, Gessman, 1994; patente de EE.UU. Nº 5.966.692, Langer y
colaboradores; PCT WO 01/70105 A2, B. Bojovic 2001; "Registrador
instantáneo de memoria", de la compañía TELESCAN MEDICAL SYSTEMS
2001; "Registrador instantáneo de memoria" de la compañía
TELESCAN MEDICAL SYSTEMS (TELESCAN MEDICAL SYSTEMS 26424 Table
Meadow Road, Auburn, CA); "Registrador de evento de llamada
cardíaca", por REYNOLDS MEDICAL (REYNOLDS MEDICAL LTD., John Tate
Road, Hertford SG 13 7NW United Kingdom) y "Heartwiev
P-12", por AEROTEL (AEROTEL LTD.5 Hazonel st-
Holon 58856 Israel). Las soluciones se pueden dividir en tres
grupos:
1) El primer grupo comprende soluciones para
enviar el registro de una o dos derivaciones de ECG estándar. Los
registradores móviles de este grupo pueden ser muy pequeños y con
electrodos integrados (no se necesitan cables) lo cual es la
ventaja del grupo. El registro se realiza simplemente sujetando el
dispositivo en el tórax del paciente o colocando los dedos sobre
los electrodos integrados. Es éste un modo muy rápido y sencillo
para que un paciente registre una o dos derivaciones de su ECG. Sin
embargo, el registro de una o dos señales del ECG limita la
aplicacaión de estos dispositivos a los pacientes con arritmia. Un
dispositivo típico de este grupo es el "Registrador de evento de
llamada cardíaca", por REYNOLDS MEDICAL.
2) El segundo grupo consiste en soluciones que
permiten el registro y transmisión directas de un ECG estándar con
12 derivaciones, incluyendo de ese modo su aplicación a los
pacientes con diagnóstico de cardiopatía isquémica. A saber, en
tales pacientes, el ECG estándar completo con 12 derivaciones es
necesario para diagnósticos urgentes. Algunos de estos dispositivos
están dotados con el conjunto completo de electrodos y cables para
registrar las 12 derivaciones del EGG estándar (usualmente 10
electrodos, es decir, cables), que un paciente por sí mismo fija en
su cuerpo durante el registro. El representante típico de este
grupo es el "Registrador de memoria de ECG con 12 derivaciones"
por TELESCAN MEDICAL SYSTEMS. El otro método es el uso de un número
reducido de electrodos que se desplazan durante el registro. Por
ejemplo, si se usan cuatro electrodos, tres se colocan en las
ubicaciones de las derivaciones del ECG estándar I, II y III
(brazos y piernas del paciente), mientras que el cuarto electrodo
tiene que desplazarse durante el registro a cada una de las seis
posiciones de tórax para registrar derivaciones de tórax
V1-V6 (patente de EE.UU. Nº 4.880.134, Greenwold y
colaboradores, 1989). El método que usa tres electrodos conectados
por cable y cuatro electrodos integrados con forma de pulsador se
puede encontrar en el dispositivo "Heartwiev
P-12" por AEROTEL. El registro de las 12
derivaciones se realiza en tres etapas: las derivaciones D1, D2,
D3, aVR, aVL, aVF, V1 y V2 se registran en la primera etapa, V3 y V4
en la segunda, y V5 y V6 en la tercera etapa. El inconveniente
común para todo el grupo estriba en que el procedimiento de registro
es más bien complicado y de larga duración, que lo hace muy
incómodo para una auto-aplicación, especialmente
para los pacientes que sufren un ataque cardíaco. También es
posible que se produzcan errores significativos, debido a la
imprecisión de la colocación de los
electrodos.
electrodos.
3) El tercer grupo incluye las soluciones en
las que se registra un número reducido de derivaciones especiales,
y posteriormente, basándose en este registro, se reconstruyen por
cálculo todas las derivaciones del ECG estándar. El método para la
reconstrucción de 12 derivaciones del ECG estándar y/o
derivaciones x, y, z de un vectocardiograma basándose en las
derivaciones especiales registradas obtenidas con cuatro electrodos
se explica en la patente de EE.UU. Nº 4.850.370, G.E. Dower, 1989.
El método se basa en la aproximación de dipolo de la actividad
cardíaca eléctrica y usa la matriz de transformación universal T,
con 3 X 12 dimensiones, y con los coeficientes matriciales
determinados experimentalmente.
Las derivaciones convencionales de ECG
V(D_{1}, D_{2}, D_{3}, aVR, aVl, aVF, V_{1}, V_{2,}
V_{3}, V_{4}, V_{5}, V_{6}) se obtienen multiplicando la
matriz de transformación T con las señales registradas en las
derivaciones especiales V_{s}(V_{s1}, V_{s2},
V_{s3}). La matriz de transformación universal para todos los
pacientes no contiene información sobre características individuales
de un paciente, lo cual da lugar a importantes errores en la
reconstrucción de las señales de derivaciones de ECG estándar.
Un perfeccionamiento de este método mediante la
introducción de la matriz de transformación individual se da en la
comunicación de Scherer, J.A. y colaboradores, Revista de
Electrocardiografía, volumen 22 Supl., página 128, 1989, y aplicado
en la patente de EE.UU. Nº 5.058.598 (J.M. Niklas y colaboradores,
1993), en la que se sugirió la implementación de la matriz de
transformación individual para cada paciente, con el cálculo de
segmento de los coeficientes de la matriz de transformación, (las
señales del ECG se dividen en segmentos, y los coeficientes para
cada segmento se calculan individualmente). La reconstrucción de las
señales de derivación de ECG estándar mediante la matriz de
transformación individual significa que es necesario realizar el
registro básico (calibración) para cada paciente, que se usará para
el cálculo de los coeficientes de la matriz. Los errores en esta
solución se han reducido significativamente en comparación con el
método que usa la matriz de transformación universal. El
inconveniente principal de los dos métodos mencionados estriba en la
necesidad de usar cables para registrar con la disposición sugerida
de electrodos que es muy incómoda para
auto-aplicación, en especial para patentes que
sufren un ataque cardíaco. El método en el que la reconstrucción de
derivaciones de ECG estándar se realiza también con la matriz de
transformación individual (Scherer, J.A. y colaboradores, Revista
de Electrocardiología, Volumen 22 Supl., página 128, 1989), pero con
el dispositivo móvil de ECG con electrodos integrados, es decir,
sin usar cables, se ha presentado en la patente PCT WO 01/701 05 A2,
B. Bojovic 2001). El dispositivo permite registrar de un modo
rápido y sencillo las derivaciones especiales del ECG y la
reconstrucción de las 12 derivaciones del ECG estándar con la
matriz de transformación individual. Sin embargo, las limitaciones
en la disposición de los electrodos, debido al uso de los electrodos
integrados, incapacita la disposición óptima de electrodos en el
cuerpo del paciente, lo cual resulta en errores significativos en la
reconstrucción de señal.
Un problema adicional presente en los tres
grupos es la ocurrencia de la migración de la línea isoeléctrica de
la señal del ECG durante el registro. El efecto resulta
particularmente inconveniente para el tercer grupo de estos
dispositivos, porque la migración de la línea isoeléctrica durante
el registro de derivaciones especiales lleva consigo importantes
errores de diagnóstico en el procedimiento de la reconstrucción de
12 derivaciones del ECG estándar.
El invento presenta el método y dispositivo para
el registro sin cables, la transmisión por telecomunicación, y el
tratamiento de tres derivaciones especiales de ECG. El registro de
tres derivaciones especiales de ECG se realiza con el dispositivo
móvil con una disposición estrictamente definida de electrodos
integrados y de la forma de registrar, que, después de la
transmisión a un PC distante, permite la reconstrucción precisa de
las 12 señales de derivaciones del ECG estándar. De este modo, la
simplicidad de uso del dispositivo con electrodos integrados, se
combina con la elevada precisión del registro, hasta ahora solamente
posible con los dispositivos que usan cables para el registro. El
sistema consiste en el centro estacionario de calibración de
diagnóstico y en el dispositivo móvil de ECG l con electrodos
integrados. El centro de calibración de diagnóstico comprende un
ordenador personal (en adelante PC) con el software correspondiente,
conectado a un teléfono celular (o teléfono móvil) y en un
dispositivo de calibración de ECG con 14 electrodos. El dispositivo
de calibración se usa para el registro simultáneo de 12
derivaciones de ECG estándar y tres derivaciones especiales del
paciente. El registro de las derivaciones especiales se realiza de
un modo en el que un paciente lo use por sí mismo mientras registra
con el dispositivo móvil de ECG con electrodos integrados.
Basándose en los datos registrados se calcula la matriz de
transformación de un paciente, y se guarda en una base de datos. La
matriz obtenida se usa para el cálculo de 12 derivaciones del ECG
estándar cada vez que el paciente envía por teléfono, el registro
de tres derivaciones especiales tomado por él mismo usando el
dispositivo móvil de ECG con electrodos integrados.
La precisión en la reconstrucción de 12
derivaciones del ECG estándar usando los registros de estas
derivaciones especiales se logra mediante una disposición
estrictamente definida de los electrodos integrados en el
dispositivo móvil, y por la forma especial de registrar. El
algoritmo de la reconstrucción se basa en la hipótesis de que la
actividad eléctrica difusa del músculo cardíaco se puede aproximar
mediante un dipolo eléctrico variable con el tiempo (dipolo
cardíaco) inmerso en un entorno poco conductor. El dipolo cardíaco
es un vector definido por tres proyecciones no coplanares, de tal
manera que se puede determinar basándose en el registro del
potencial eléctrico en tres puntos cualesquiera correspondientes a
tres direcciones no coplanares, es decir, tres derivaciones de ECG
que no estén situadas en el mismo plano. Una vez determinado el
vector cardíaco, es sencillo calcular los potenciales eléctricos en
cualquier punto, que significan también las 12 derivaciones del ECG
estándar . El cálculo del dipolo cardíaco no es necesario; en su
lugar se puede establecer la conexión directa entre las
derivaciones especiales registradas y las derivaciones del ECG
estándar, de tal manera que se obtienen las derivaciones del ECG
estándar como combinaciones lineales de las derivaciones especiales
registradas y los coeficientes por los que se define la matriz de
transformación. Sin embargo, la aplicación directa de esta solución
sin un análisis detallado de las fuentes de error y su reducción dan
unos resultados de la reconstrucción más bien deficientes. El
análisis ha demostrado que existen dos fuentes dominantes de error
que deberían tenerse en consideración.
El sistema de reconstrucción de las derivaciones
del ECG estándar basándose en el registro de tres derivaciones
especiales se basa en la representación por un dipolo de la
actividad eléctrica cardiaca. Sin embargo, el dipolo cardíaco es
solamente el primer término en el desarrollo multipolar de la
actividad eléctrica cardiaca difusa, y esta aproximación es válida
solamente para registrar puntos a suficiente distancia del corazón.
En los puntos próximos al corazón, el potencial resulta
significativamente afectado por el contenido no dipolar debido a la
presencia de términos de un orden más alto en el desarrollo
multipolar.
El cálculo práctico de la matriz de
transformación T se realiza mediante el registro simultáneo de doce
derivaciones de ECG estándar (V, D_{1}, D_{2}, D_{3}, aVR,
aVL, aVF, V_{1}, V_{2}, V_{3}, V_{4}, V_{5}, V_{6}) y
tres derivaciones especiales V_{s}(V_{1}, V_{2},
V_{3}), seguido por la resolución numérica de la ecuación V = T.
V_{s} por el método de los mínimos cuadrados. Los errores en el
registro de los potenciales eléctricos introducen los errores en el
cálculo de los coeficientes de la matriz de transformación. El
análisis ha demostrado que los errores se minimizarían si los
vectores de los puntos de registro de derivaciones especiales fuesen
ortogonales.
Finalmente, teniendo en cuenta los errores de
modelo (a) y los errores en el cálculo de la matriz de
transformación (b), se imponen dos requisitos concernientes a la
disposición de los electrodos integrados para el registro de
derivaciones especiales, con el fin de minimizar el error total. El
primero es situar los electrodos de las derivaciones especiales lo
más lejos que sea posible del corazón; el segundo es disponer los
electrodos de tal manera que los vectores de las posiciones de
punto de registro sean lo más ortogonales que sea posible. Ambas
condiciones mencionadas no se pueden cumplir simultáneamente cuando
el registro de las derivaciones especiales deba realizarse con el
dispositivo móvil de ECG con electrodos integrados, es decir, sin
cables. La solución que ofrece el invento presenta la
configuración óptima que satisface los requisitos mencionados hasta
el grado máximo dentro de las limitaciones impuestas por el uso del
dispositivo móvil de ECG con electrodos integrados. El
dispositivo móvil de ECG se ha diseñado de tal manera que dos
electrodos integrados se puedan tocar con los dedos de las manos
derecha e izquierda, mientras que dos electrodos están
simultáneamente en contacto con el tórax del paciente. Las manos
del paciente se usan como elementos flexibles para desplazar dos
puntos de registro separándose del corazón (como fuente de la
actividad eléctrica), usando el electrodo que está en contacto con
un dedo de la mano derecha como el punto de referencia para el
registro de las tres derivaciones especiales. Los electrodos que
están en contacto eléctrico con el tórax del paciente se configuran
en la posición definida con precisión dentro del área limitada en el
tórax del paciente. Disponiendo las posiciones de los electrodos de
esta manera, y eligiendo el punto de referencia, se ha logrado la
minimización óptima de los errores de modelo (a) y de los errores
de cálculo de la matriz de transformación (b).
Un problema adicional que se plantea en el
registro de señal de las derivaciones especiales y de las
derivaciones del ECG estándar es el efecto de la migración de la
línea isoeléctrica de las señales registradas. El problema se
presenta durante el registro de las señales del ECG con todas las
clases de dispositivos de ECG, pero es más prominente con los
dispositivos móviles de ECG, debido a la mayor dificultad de las
condiciones de registro, especialmente con los dispositivos
destinados para que el paciente registre su propio ECG. Cuando
concierne a los sistemas que obtienen derivaciones del ECG
estándar mediante la reconstrucción de derivaciones especiales
registradas, la eliminación del problema de la migración de la línea
isoeléctrica durante el registro de las derivaciones especiales con
un dispositivo móvil de ECG es extremadamente importante para el
adecuado funcionamiento del sistema. Este invento establece el
control de la migración de la línea isoeléctrica durante el registro
de las derivaciones especiales con un dispositivo móvil de ECG
con electrodos integrados por medio de un módulo de control
digital que controla y gestiona el proceso de registro
automáticamente. Desde el momento en que se sitúa el dispositivo en
la posición de registro, hasta el momento en que la línea
isoeléctrica de una señal entra en el intervalo previamente
especificado, se está emitiendo una señal de sonido característica.
Durante el período siguiente definido por el tiempo de relajación de
la señal, se está emitiendo otra señal de sonido característica,
que informa al paciente de que el registro va a empezar pronto. El
propio registro se indica mediante la tercera señal de sonido
característica. Si se produce la migración significativa de la
línea isoeléctrica en cualquier fase del procedimiento, se repite
éste desde el principio. Haciéndolo así, al paciente se le permite
enviar el registro de alta calidad de las derivaciones especiales,
lo cual hace posible la reconstrucción precisa de las derivaciones
del ECG estándar.
La disposición de electrodos integrados
anteriormente descrita, su posicionamiento, la manera de registra,
y el sistema descrito para eliminar la migración de la línea
isoeléctrica de las señales registradas, minimizan los errores en
la reconstrucción de derivaciones del ECG estándar, haciendo que la
precisión del registro sea similar a la de los dispositivos de ECG
estándar. Por tanto, la simplicidad en uso del dispositivo con
electrodos integrados se combina con la alta precisión con los
dispositivos que usan cables para el registro.
Figura 1 - Representación esquemática del
dispositivo para registro sin cables, transmisión por
telecomunicación, y tratamiento de tres derivaciones especiales de
ECG.
Figura 2.- Representación esquemática de las
disposiciones de los electrodos integrados en el dispositivo móvil
de EGC.
Figura 3 - Posicionamiento del dispositivo móvil
de EGC en el tórax del paciente y procedimiento de registro.
Figura 4 - Vista isométrica de un dispositivo
móvil de ECG con electrodos integrados.
Figura 5 - Diagrama de bloques del esquema
eléctrico del dispositivo móvil de ECG.
Figura 6 - Representación esquemática del
posicionamiento de un dispositivo móvil de ECG, es decir, de sus
electrodos, en el tórax del paciente.
La Figura 1 muestra el esquema de un dispositivo
para registrar tres derivaciones especiales de ECG con el
dispositivo móvil de ECG y su transmisión al centro 2 de
calibración de diagnóstico donde, basándose en las derivaciones
especiales recibidas, se realiza la reconstrucción de las
derivaciones del ECG estándar. Con el fin de realizar esta
reconstrucción, es necesario determinar los correspondientes
parámetros de reconstrucción para cada paciente mediante una
calibración previa. El registro de tres derivaciones especiales en
una situación urgente lo realiza el propio paciente 3 con el
dispositivo móvil 1. El paciente envía los datos memorizados al
centro 2 de calibración de diagnóstico por medio de un teléfono
celular 4 que está conectado al dispositivo móvil 1 con el cable 5
de comunicación. Existen indicadores sonoros y luminosos que ayudan
al paciente a monitorizar el proceso de registrar y enviar los
datos. El centro 2 de calibración de diagnóstico está dotado de un
PC 6 que contiene el software adecuado, conectado al teléfono
celular receptor 7 y al dispositivo 8 de calibración de ECG con 14
electrodos. Diez electrodos se agrupan en el cable para 12
derivaciones del ECG estándar, mientras que los cuatro restantes
se usan para el registro de tres derivaciones especiales de ECG y
se agrupan en una caja separada 9 con unos electrodos integrados
dispuestos de una manera exactamente igual que los electrodos en el
dispositivo móvil 1. En la presente realización, se muestra la
transmisión de datos a través de los teléfonos celulares 4 y 7,
pero el método en sí no variaría si la transmisión de datos se
realizase por una línea telefónica fija con la ayuda de un módem o
si se usase comunicación sin cables en lugar del cable 5 para la
comunicación entre el dispositivo móvil 1 y el teléfono celular
4.
Durante el procedimiento de calibración, la
primera etapa comprende registrar simultáneamente 12 derivaciones
del ECG estándar y tres derivaciones especiales de ECG con el
dispositivo de calibración, y en la segunda etapa, se determinan
los parámetros de reconstrucción mediante el correspondiente
software del PC 6. El software para el cálculo de parámetros se
basa en la aplicación del método de desviación por mínimos
cuadrados. Los parámetros de reconstrucción se organizan en una
matriz de transformación, y definen una transformación lineal entre
derivaciones del ECG estándar y especiales. La matriz de
transformación para cada paciente se calcula por separado y se
guarda en una base de datos en la memoria del PC 6. Posteriormente,
con la ayuda del software del PC 6, esta matriz se usa para la
reconstrucción de 12 derivaciones del ECG estándar basándose en
tres derivaciones especiales registradas por el propio paciente en
la situación urgente y se envían al centro 2 de calibración de
diagnóstico a través del teléfono celular 4. El software del PC 6
permite la presentación visual de las derivaciones de ECG
reconstruidas en el monitor del ordenador y/o en una impresora. Con
el fin de lograr que este procedimiento sea preciso, es necesario
que los electrodos instalados en la caja 9 conectados al
dispositivo 8 de calibración estén dispuestos idénticamente que los
electrodos en el dispositivo móvil 1. Es también necesario que las
posiciones de los electrodos en el tórax del paciente durante la
calibración sean idénticas a las posiciones de los electrodos
durante el registro usando el dispositivo móvil en situación
urgente.
En la Figura 2 se presenta el esquema de la
disposición de electrodos integrados en el dispositivo móvil 1 de
ECG. Hay cinco electrodos integrados, dos de los cuales están
situados en la cara frontal del dispositivo (electrodos A y B), y
tres se encuentran en la cara posterior del dispositivo (electrodos
C, D y E). El pulsador 10 situado en la cara frontal del
dispositivo se usa para la activación del registro y del proceso de
enviar los datos.
En la Figura 3 se muestra el posicionamiento del
dispositivo móvil de ECG en el tórax del paciente 3 y el
procedimiento de registro. El dispositivo está situado verticalmente
sobre el tórax del paciente de tal manera que los electrodos C, D y
E tocan simultáneamente el tórax del paciente. Durante el registro,
el dispositivo se sujeta con un dedo de la mano derecha sobre el
electrodo A, y con un dedo de la mano izquierda sobre el electrodo
B.
En la Figura 4 se presenta el diagrama de
bloques del esquema eléctrico del dispositivo móvil 1 de ECG y el
esquema de conexiones de los electrodos de registro en los puntos de
entrada al amplificador. La parte eléctrica del dispositivo
consiste en el módulo de amplificación 11 y en el módulo de control
digital 12. El módulo de amplificación 11 contiene tres
amplificadores (111, 112 y 113) para amplificar las señales de las
tres derivaciones especiales. El electrodo A, en contacto eléctrico
con la mano derecha, está conectado de tal manera que representa el
punto común de referencia para los tres amplificadores, entre otras,
las derivaciones de registro. Los electrodos B, C y D están
conectados a los puntos de registro activo de los amplificadores
111, 112 y 113. El electrodo E está conectado a la conexión a
tierra común de los tres amplificadores. De este modo, el electrodo
A representa el punto de referencia (pasivo) para registrar los
potenciales de los restantes electrodos B, C y D.
Para el adecuado funcionamiento del método, es
necesario que las posiciones de los puntos que registran las
derivaciones especiales en el cuerpo del paciente sean las mismas en
el proceso de calibración y durante el registro basándose en las
cuales se realiza la reconstrucción. De acuerdo con lo anterior, es
necesario que la disposición de electrodos en el dispositivo móvil
1, dada en la Figura 2, sea la misma que la disposición de
electrodos en la caja 9 del dispositivo de calibración. Asimismo, es
necesario que el procedimiento de registro mostrado en la Figura 3
se realice de la misma manera cuando se use el dispositivo móvil y
cuando se use el dispositivo 8 de calibración, es decir, mientras
se posicionan los electrodos de registro de la caja 9. Además de la
disposición básica (A - mano derecha, B - mano izquierda, C, D, E
tórax), es importante que, para un mismo paciente, la posición en
el tórax durante la calibración se mantenga lo más cerca posible
durante el registro con el dispositivo móvil, con el fin de
minimizar los errores de reconstrucción causados por el cambio de
las posiciones de los electrodos.
La disposición de los electrodos A y B en la
cara frontal del dispositivo puede ser arbitraria, aunque es
necesario que se usen según se ha presentado en la Figura 3 (A -
mano derecha, B - mano izquierda). La posición del electrodo E
(conexión a tierra común) puede ser arbitraria o se puede evitar su
uso si el esquema eléctrico se resuelve de un modo diferente. En el
caso de la caja 9, la conexión a tierra común de los restantes
amplificadores del dispositivo de calibración, que se ha situado
convencionalmente en la pierna derecha del paciente, se puede usar
en lugar del electrodo E.
La posición de los electrodos activos (C y D),
que proporcionan el contacto eléctrico con el tórax del paciente,
es vital para el adecuado funcionamiento de todo el sistema. En la
Figura 5 se muestra una ilustración de la posición de los
electrodos activos. Los electrodos activos C y D se sitúan en el
tórax del paciente en la zona comprendida entre la línea mamilar
(linea mamillaris) izquierda 13 y la derecha 14. Estos
electrodos deberían estar situados en la dirección que, con la
dirección de la línea mediana anterior, forma el ángulo \theta
que abarca desde 30' a 90' (Figura 6). La posición del electrodo E,
que representa la tierra común, puede ser arbitraria, pero es
conveniente elegirla de tal manera que proporcione la estabilidad
mecánica del dispositivo móvil de ECG mientas se está en posición
de registro, sujeto contra el tórax del paciente.
El funcionamiento del módulo 11 de amplificación
del dispositivo móvil 1 se controla y gestiona con el módulo 12 de
control digital. Desde el momento de colocar el dispositivo móvil 1
en la posición de registro, el módulo 12 de control comprueba el
nivel de señal en la salida de los amplificadores 111, 112 y 113.
Siempre que el nivel de señal esté fuera del intervalo operativo
especificado de \pm 2,5 mV, se está emitiendo la señal de sonido
característica, que el paciente puede memorizar fácilmente. Desde el
momento en que el nivel de la señal entra en dicho intervalo
operativo, se emite otra señal de sonido característica durante los
cinco segundos siguientes. Esta señal informa al paciente de que va
a empezar pronto el registro. Este período de retardo del registro
(cinco segundos) se determina aproximadamente por la constante de
tiempo de la estabilización de la señal amplificada y depende de la
respuesta de frecuencia de amplificador. La tercera señal de sonido
característica indica el propio proceso de registro. Si, en
cualquier fase del procedimiento anteriormente descrito, se produce
la migración de la línea isoeléctrica, el módulo 12 de control
digital detecta el evento, y el procedimiento se repite desde el
principio. El procedimiento de controlar el proceso de registro
permite que el paciente realice un registro de alta calidad de las
derivaciones especiales, permitiendo de ese modo la reconstrucción
precisa de las derivaciones del ECG estándar.
El cambio del intervalo operativo del
amplificador y del tiempo de retardo del registro no afecta al
propio invento.
El modo de registro anteriormente descrito, la
disposición de los electrodos y su posicionamiento, y el
procedimiento de control del registro proveen las condiciones para
la reconstrucción con gran precisión de 12 derivaciones del ECG
estándar. Por tanto, el invento combina la sencillez en uso de un
dispositivo con electrodos integrados con la gran precisión de los
dispositivos que usan cables para el registro.
Los expertos en esta técnica están
familiarizados con el hecho de que se pueden realizar pequeñas
modificaciones del esquema de bloques y del procedimiento sin
excederse del alcance del invento.
Claims (33)
1. Un dispositivo portátil destinado a su
colocación contra el cuerpo de un paciente en una posición de
medida para extraer de ese modo unas señales especiales de ECG para
combinarlas con una matriz de calibración predeterminada con el fin
de construir un ECG, cuyo dispositivo portátil comprende:
al menos tres electrodos activos integrados,
que incluyen unos electrodos activos integrados primero y segundo
destinados a establecer contacto eléctricamente con el tórax del
paciente en la posición de medida, y un tercer electrodo activo
integrado destinado a establecer contacto eléctricamente con la mano
izquierda del paciente en la posición de medida; y
un electrodo de referencia integrado destinado a
establecer contacto eléctricamente con la mano derecha del paciente
en la posición de medida.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en
donde el primero y el segundo electrodos activos integrados están
dispuestos de tal manera que, en la posición de medida, estén
colocados sobre el paciente entre las líneas mamilares
(linea mamillaris) derecha e izquierda y estén
situados en una línea transversal a la línea mediana anterior en un
ángulo que abarque desde aproximadamente 30º hasta alrededor de
90º.
3. El dispositivo de la Reivindicación 1, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo están
dispuestos en una primera cara del dispositivo portátil y el tercer
electrodo activo integrado está dispuesto en una cara del
dispositivo portátil diferente de la primera cara.
4. El dispositivo de la Reivindicación 1, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo están
dispuestos en una primera cara del dispositivo portátil y el
electrodo de referencia integrado está dispuesto en una cara del
dispositivo portátil diferente de la primera cara.
5. El dispositivo de la Reivindicación 1, que
comprende además un electrodo de tierra integrado dispuesto de tal
manera que, en la posición de medida, el electrodo de tierra
integrado esté en contacto eléctrico con el tórax del paciente.
6. El dispositivo de la Reivindicación 5, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo y el
electrodo de tierra integrado están todos dispuestos en una primera
cara del dispositivo portátil.
7. El dispositivo de la Reivindicación 5, que
comprende además un módulo de amplificación que incluye unos
amplificadores primero, segundo y tercero que tienen en relación de
asociación con los mismos un primer nodo de entrada destinado a la
conexión a los electrodos activos integrados primero, segundo y
tercero, respectivamente, un nodo de referencia destinado a la
conexión al electrodo de referencia integrado, y un nodo de tierra
destinado a la conexión al electrodo de tierra integrado.
8. El dispositivo de la Reivindicación 7, que
comprende además un módulo de control destinado a recibir las
salidas de los amplificadores primero, segundo y tercero del módulo
de amplificación y a indicar si dichas salidas se encuentran dentro
o fuera de un intervalo predeterminado.
9. El dispositivo de la Reivindicación 8, en
el que el módulo de control provee una indicación del estado de
registro del ECG.
10. El dispositivo de la Reivindicación 1, en
el que el ECG es un ECG estándar con 12 derivaciones.
11. Un sistema de diagnóstico para construir un
ECG de un paciente, cuyo sistema comprende:
una unidad de campo que incluye un dispositivo
portátil de acuerdo con la Reivindicación 1; y
un centro de diagnóstico en comunicación con la
unidad de campo, cuyo centro de diagnóstico está configurado para
recibir las señales obtenidas de los tres electrodos activos
integrados y para construir a partir de las mismas, y a partir de
dicha matriz de calibración predeterminada, un ECG del paciente.
12. El sistema de la Reivindicación 11, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo están
dispuestos de tal manera que, en la posición de medida, están
colocados en el paciente entre las líneas mamilares (linea
mamillaris) derecha e izquierda y están situados en una línea
transversal a la línea mediana anterior formando un ángulo que
abarca desde aproximadamente 30' hasta alrededor de 90'.
13. El sistema de la Reivindicación 11, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo están
dispuestos sobre una primera cara del dispositivo portátil y el
tercer electrodo activo integrado está dispuesto sobre una cara del
dispositivo portátil diferente de la primera cara.
\newpage
14. El sistema de la Reivindicación 11, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo están
dispuestos sobre una primera cara del dispositivo portátil, y el
electrodo de referencia integrado está dispuesto sobre una cara del
dispositivo portátil diferente de la primera cara.
15. El sistema de la Reivindicación 11, que
comprende además un electrodo de conexión a tierra integrado de tal
manera que, en la posición de medida, el electrodo de conexión a
tierra integrado está en contacto eléctrico con el tórax del
paciente.
16. El sistema de la reivindicación 15, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo y el
electrodo de conexión a tierra integrado están todos dispuestos
sobre una primera cara del dispositivo portátil.
17. El sistema de la Reivindicación 15, que
comprende además un módulo de amplificación que incluye unos
amplificadores primero, segundo y tercero cada uno de los cuales
tiene en relación de asociación con el mismo un primer nodo de
entrada destinado a la conexión a los electrodos activos integrados
primero, segundo y tercero, respectivamente, un nodo de referencia
destinado para la conexión al electrodo de referencia integrado, y
un nodo de tierra destinado a la conexión al electrodo de conexión a
tierra integrado.
18. El sistema de la Reivindicación 17, que
comprende además un módulo de control destinado a recibir las
salidas de los amplificadores primero, segundo y tercero del módulo
de amplificación y a indicar si dichas salidas están dentro o fuera
de un intervalo predeterminado.
19. El sistema de la Reivindicación 18, en el
que el módulo de control provee una indicación del estado de
registro del ECG.
20. El sistema de la Reivindicación 11, en el
que la unidad de campo incluye un módulo de comunicación destinado
a comunicar con el centro de diagnóstico.
21. El sistema de la Reivindicación 20, en el
que el módulo de comunicación es un dispositivo celular.
22. El sistema de la Reivindicación 20, en el
que el módulo de comunicación es un módem.
23. El sistema de la Reivindicación 11, en el
que el ECG es un ECG estándar con 12 derivaciones.
24. Un método para construir un ECG de
paciente, cuyo método comprende:
colocar contra el cuerpo del paciente en una
posición de medida un dispositivo portátil de acuerdo con la
Reivindicación 1;
extraer de los electrodos activos integrados
primero y segundo, respectivamente, unas señales eléctricas primera
y segunda obtenidas del tórax del paciente;
extraer del tercer electrodo activo integrado
una tercera señal eléctrica obtenida de la mano izquierda del
paciente;
extraer del electrodo de referencia integrado
una señal de referencia obtenida de la mano derecha del
paciente;
comunicar a un centro de diagnóstico las
señales correspondientes a las señales extraídas; y
combinar, en el centro de diagnóstico, las
señales comunicadas con una matriz de calibración predeterminada
para construir un ECG del paciente.
25. El método de la Reivindicación 24, en el
que, en la posición de medida, los electrodos activos integrados
primero y segundo se disponen sobre el tórax entre las líneas
mamilares (linea mamillaris) derecha e izquierda y están
situados en una línea transversal a la línea mediana anterior
formando un ángulo que abarca entre aproximadamente 30º hasta
alrededor de 90º.
26. El método de la Reivindicación 24, en el
que, en la posición de medida, ambos brazos del paciente se doblan
de tal manera que al menos unas partes de las manos derecha e
izquierda del paciente establezcan contacto eléctrico con el
dispositivo móvil colocado contra el tórax del paciente.
27. El método de la Reivindicación 24, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo están
dispuestos sobre una primera cara del dispositivo portátil y el
tercer electrodo activo integrado está dispuesto sobre una cara del
dispositivo portátil diferente de la primera cara.
28. El método de la Reivindicación 24, en el
que los electrodos activos integrados primero y segundo están
dispuestos sobre una primera cara del dispositivo portátil y el
electrodo integrado de referencia está dispuesto sobre una cara
del dispositivo portátil diferente de la primera cara.
\newpage
29. El método de la Reivindicación 24, que
comprende además proveer una indicación de si las señales eléctricas
primera, segunda y tercera están dentro o fuera de un intervalo
predeterminado.
30. El método de la Reivindicación 24, que
comprende además proveer una indicación de estado de registro del
ECG.
31. El método de la Reivindicación 24, en el
que el ECG es un ECG estándar de 12 derivaciones.
32. El método de la Reivindicación 24, en el
que la matriz de calibración predeterminada se adquiere usando un
dispositivo de calibración que tiene una disposición de electrodos y
una disposición de nodos amplificadores que es sustancialmente
idéntica a la del dispositivo móvil.
33. El método de la Reivindicación 24, en el
que la matriz de calibración predeterminada se adquiere usando un
dispositivo de calibración en la misma posición sobre el cuerpo del
paciente y de una manera sustancialmente idéntica que el dispositivo
móvil.
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