ES2384834B2 - METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUS CONTINUOUS DETECTION OF HEART FREQUENCY FOR IMPEDANCE PLETISMOGRAPHY WITH HID ELECTRODES. - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUS CONTINUOUS DETECTION OF HEART FREQUENCY FOR IMPEDANCE PLETISMOGRAPHY WITH HID ELECTRODES. Download PDF

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Abstract

Método y aparato para detección continua no consciente de la frecuencia cardiaca por pletismografía de impedancia con electrodos ocultos.#Se propone un método de medida de la frecuencia cardiaca por pletismografía de impedancia eléctrica, estando el sujeto sentado y no consciente de la medición. Cuatro electrodos de tiras conductoras paralelas son ocultados debajo de la tapicería del asiento. Se inyecta una corriente alterna de entre 10 kHz y 250 kHz con los dos electrodos externos y se mide la caída de tensión entre los dos electrodos interiores. La señal registrada tiene picos periódicos cuya frecuencia coincide con la frecuencia cardíaca. La forma de onda y su sensibilidad a los cambios de impedancia dependen de la posición y dimensiones relativas de los electrodos de detección respecto a los de inyección. La frecuencia cardiaca se obtiene mediante un algoritmo basado en la detección de la pendiente de la señal.Method and apparatus for continuous non-conscious detection of heart rate by impedance plethysmography with hidden electrodes. # A method of measuring heart rate by electrical impedance plethysmography is proposed, the subject being seated and not aware of the measurement. Four electrodes of parallel conductive strips are hidden under the seat upholstery. An alternating current between 10 kHz and 250 kHz is injected with the two external electrodes and the voltage drop between the two internal electrodes is measured. The recorded signal has periodic peaks whose frequency coincides with the heart rate. The waveform and its sensitivity to impedance changes depend on the position and relative dimensions of the detection electrodes relative to those of injection. The heart rate is obtained by an algorithm based on the detection of the slope of the signal.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA DETECCiÓN CONTINUA NO CONSCIENTE DE LA FRECUENCIA CARDíACA POR PLETISMOGRAFíA DE IMPEDANCIA CON ELECTRODOS OCULTOS METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUS CONTINUOUS DETECTION OF THE HEART FREQUENCY FOR IMPEDANCE PLETISMOGRAPHY WITH HIDDEN ELECTRODES

La presente invención se refiere a un método de detección de la frecuencia cardíaca, más particularmente a un método de detección de la frecuencia cardíaca mediante pletismografía de impedancia. The present invention relates to a method of detecting heart rate, more particularly to a method of detecting heart rate by impedance plethysmography.

OBJETO OBJECT


El objeto de la presente invención es desarrollar un método de detección continua de la frecuencia cardíaca por pletismografía de impedancia, basado en electrodos ocultos y sin que el sujeto se aperciba de la medición. Un segundo objeto es desarrollar un aparato para registrar el pletismograma de impedancia (IPG) basado en electrodos ocultos, de forma continua y sin que el sujeto se aperciba de la medición.

The object of the present invention is to develop a method of continuous detection of heart rate by impedance plethysmography, based on hidden electrodes and without the subject being aware of the measurement. A second object is to develop an apparatus for recording the impedance plethysmogram (IPG) based on hidden electrodes, continuously and without the subject being aware of the measurement.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

El control diario del estado de la salud fuera de los ambientes clínicos o centros médicos contribuye decisivamente al descubrimiento de posibles desórdenes de salud antes de que éstos devengan importantes [véase, M. Ishijima, "Unobtrusive approaches to monitoring vital signs at home", Medical and Biological Engineering and Computing, vol. 45,11, pp. 1137-1141,2007] Y a la mejora del estilo de vida, lo cual puede ayudar a prevenir enfermedades. El control diario puede ayudar también a la vigilancia de enfermos crónicos y al cuidado de las personas mayores, contribuyendo así a su salud y bienestar. Daily monitoring of health status outside clinical settings or medical centers contributes decisively to the discovery of possible health disorders before they become important [see, M. Ishijima, "Unobtrusive approaches to monitoring vital signs at home", Medical and Biological Engineering and Computing, vol. 45.11, pp. 1137-1141,2007] And the improvement of lifestyle, which can help prevent diseases. Daily control can also help the monitoring of chronic patients and the care of the elderly, thus contributing to their health and well-being.

El control de la salud a domicilio ofrece una mayor comodidad para los pacientes, que es muy importante para las personas mayores, pacientes con enfermedades crónicas y personas con la movilidad disminuida, para quienes puede ser difícil y caro visitar un hospital o un centro médico para sus controles rutinarios. Para una mayor ventaja, el control de salud durante la vida diaria se debería realizar con una participación mínima del sujeto y sin interrumpir sus actividades cotidianas [véase, M. Ogawa and T. Togawa, "The concept of the home health monitoring," en 5th International Workshop on Enterprise]. Las medidas que pasen desapercibidas cumplen estas exigencias, y más aún si la medición no exige ningún contacto directo con la piel del sujeto. Home health control offers greater comfort for patients, which is very important for the elderly, patients with chronic diseases and people with reduced mobility, for whom it can be difficult and expensive to visit a hospital or medical center to Your routine controls. For a greater advantage, health control during daily life should be carried out with a minimum participation of the subject and without interrupting their daily activities [see, M. Ogawa and T. Togawa, "The concept of the home health monitoring," in 5th International Workshop on Enterprise]. Measures that go unnoticed meet these requirements, and even more so if the measurement does not require any direct contact with the subject's skin.

Se conocen en la técnica desde hace tiempo diversos modos de empleo de los métodos físicos para medir parámetros relacionados con la salud de las personas. Entre ellos, la pletismografía de impedancia se ha ido perfeccionando continuamente y va encontrando nuevas aplicaciones. Various methods of using physical methods for measuring parameters related to people's health have long been known in the art. Among them, impedance plethysmography has been continually refined and is finding new applications.

El documento W02009072023 (A 1), de Herleikson Earl; Crone William describe un sistema y método para determinar los cambios en el volumen/flujo de sangre en un paciente. Se colocan los electrodos en la frente del paciente y se inyecta una corriente alterna a través de un primer grupo de una pluralidad de electrodos (16a, 16d). Se mide la tensión en cada uno de una segunda pluralidad de electrodos (16c, 16b) ya partir de estas tensiones se calcula una impedancia cuyo valor se usa para determinar los cambios en el volumen/flujo de sangre. Se aprecia que este método se basa en la medición sólo en un momento determinado, en la disposición consciente y haciendo contacto con la piel del paciente. W02009072023 (A 1), by Herleikson Earl; Crone William describes a system and method for determining changes in blood volume / flow in a patient. The electrodes are placed on the patient's forehead and an alternating current is injected through a first group of a plurality of electrodes (16a, 16d). The voltage is measured at each of a second plurality of electrodes (16c, 16b) and from these voltages an impedance is calculated whose value is used to determine changes in blood volume / flow. It is appreciated that this method is based on measurement only at a certain time, on conscious disposition and making contact with the patient's skin.

El documento US20080249433 (A 1) de Stahmann Jeffrey E; Hatlestad John; Moon Boyce discute, entre otros, un dispositivo para manejar el ritmo cardíaco u otro dispositivo médico implantable, que usa la impedancia torácica para determinar cuánto fluido hay en el tórax, de forma que se pueda detectar o predecir un fallo cardíaco congestivo, un edema pulmonar, efusión pleural, hipotensión y análogos. Los cambios en la resistividad de la sangre, que pueden deberse a cambios en el hematocrito u otros factores, se compensan para que no afecten en la determinación de la cantidad de fluido torácico. Como vemos, este método consiste en un implante que lleva el paciente en su cuerpo. US20080249433 (A 1) by Stahmann Jeffrey E; Hatlestad John; Moon Boyce discusses, among others, a device for managing the heart rhythm or other implantable medical device, which uses thoracic impedance to determine how much fluid is in the chest, so that congestive heart failure, pulmonary edema can be detected or predicted , pleural effusion, hypotension and the like. Changes in blood resistivity, which may be due to changes in hematocrit or other factors, are compensated so that they do not affect the determination of the amount of thoracic fluid. As we see, this method consists of an implant that the patient carries in his body.

El documento ES2296474 (A1) de Pallás Areny Ramón; Casas Piedrafita Jaime Oscar; Gonzalez Landaeta Rafael, se basa en la medición de la impedancia eléctrica entre los pies debida a la eyección de sangre a cada latido del corazón. Una forma para implementar este método es simplemente permanecer parado en una superficie de modo que cada pie entre en contacto con una o dos áreas conductoras a través de las cuales se inyecta una corriente eléctrica alterna y se mide la caída de tensión, cuya amplitud refleja el cambio de la impedancia eléctrica interna del cuerpo producido por cada latido. El documento incluye la propuesta de un aparato para obtener una medida de la frecuencia cardíaca. Document ES2296474 (A1) by Pallás Areny Ramón; Piedrafita Jaime Oscar Houses; Gonzalez Landaeta Rafael, is based on the measurement of the electrical impedance between the feet due to the ejection of blood at each heartbeat. One way to implement this method is to simply stand on a surface so that each foot comes into contact with one or two conductive areas through which an alternating electric current is injected and the voltage drop is measured, whose amplitude reflects the change of the internal electrical impedance of the body produced by each beat. The document includes the proposal of a device to obtain a heart rate measurement.

En la solicitud W00141638 (A1) de Wallace Arthur W; Shmulewitz Ascher se propone un aparato y un método para monitorear la frecuencia cardíaca usando técnicas de impedancia bioeléctrica, en la cual tres pares ortogonales de electrodos sensores (18a-18e) se colocan en la tráquea o esófago en la vecindad de la aorta. Mientras, se inyecta una corriente de excitación en la masa del tejido intervenido a través de un electrodo de corriente (20), de forma que las medidas de la impedancia bioeléctrica basadas en la caída de tensión medida por los electrodos sensores reflejan los cambios de tensión inducidos sobre todo por la dinámica del flujo de sangre. El método y aparato están dirigidos al control de la administración de fluidos intravenosos o medicación, así como a la optimización de la frecuencia cardíaca controlada por un marcapasos. Otro documento de los mismos autores, el documento US6095987 (A) de Shmulewitz Ascher y Wallace Arthur A, está relacionado con el documento anterior pues reivindica igualmente un aparato y método para supervisar la cantidad de sangre eyectada por el corazón usando técnicas de impedancia bioeléctrica en la cual los primeros y segundos electrodos se colocan en la tráquea o bronquios en la vecindad de la aorta ascendente, mientras que también se inyecta una corriente de excitación en el tórax vía los primeros y segundos electrodos de corriente, de modo que las medidas de impedancia basadas en la caída de tensión medida por los electrodos sensores reflejan los cambios de tensión inducidos primeramente por la dinámica del flujo de sangre, más que por los efectos fisiológicos relacionados con la respiración o no cardíacos. El método y aparato, por medio de la supervisión de la sangre eyectada por el corazón, están dirigidos al control de la administración de fluidos intravenosos o medicación en el organismo, así como a la optimización de la frecuencia cardíaca controlada por un marcapasos. En ambos casos conlleva la introducción de un implante en el cuerpo. In application W00141638 (A1) of Wallace Arthur W; Shmulewitz Ascher proposes an apparatus and method to monitor heart rate using bioelectrical impedance techniques, in which three orthogonal pairs of sensor electrodes (18a-18e) are placed in the trachea or esophagus in the vicinity of the aorta. Meanwhile, an excitation current is injected into the mass of the tissue intervened through a current electrode (20), so that the bioelectrical impedance measurements based on the voltage drop measured by the sensor electrodes reflect the voltage changes induced primarily by the dynamics of blood flow. The method and apparatus are directed to the control of the administration of intravenous fluids or medication, as well as to the optimization of the heart rate controlled by a pacemaker. Another document by the same authors, document US6095987 (A) by Shmulewitz Ascher and Wallace Arthur A, is related to the previous document because it also claims an apparatus and method to monitor the amount of blood ejected by the heart using bioelectric impedance techniques in which the first and second electrodes are placed in the trachea or bronchi in the vicinity of the ascending aorta, while an excitation current is also injected into the thorax via the first and second current electrodes, so that the impedance measurements based on the voltage drop measured by the sensor electrodes reflect the voltage changes induced primarily by the dynamics of blood flow, rather than by the physiological effects related to breathing or non-cardiac. The method and apparatus, by means of the supervision of the blood ejected by the heart, are directed to the control of the administration of intravenous fluids or medication in the organism, as well as to the optimization of the heart rate controlled by a pacemaker. In both cases it involves the introduction of an implant in the body.

El documento GB2367896 (A) de Ross B; Bayford Richard, describe un dispositivo de monitorización de los cambios de la impedancia de la sangre provocados por el ciclo de bombeo del corazón. El dispositivo comprende medios de generación de señal para aplicarla a un sujeto cuya frecuencia cardíaca se debe monitorear; medios para detectar una señal de salida que resulta de dicha señal al circular a través de una parte del cuerpo; medios de monitorización de la variación de la señal de salida para monitorizar los cambios causados en la señal aplicada por los cambios de impedancia en el camino de la señal debidos al flujo de sangre a través de dicha parte del cuerpo; y medios para determinar la frecuencia cardíaca a partir de la variación de la señal de salida. El método propuesto tiene carácter puntual y el sujeto es consciente de su empleo. Ross B GB2367896 (A); Bayford Richard, describes a device for monitoring the changes in blood impedance caused by the heart's pumping cycle. The device comprises means of signal generation to be applied to a subject whose heart rate should be monitored; means for detecting an output signal that results from said signal when circulating through a part of the body; means for monitoring the variation of the output signal to monitor the changes caused in the signal applied by the changes in impedance in the signal path due to blood flow through said body part; and means for determining the heart rate from the variation of the output signal. The proposed method is punctual and the subject is aware of its use.

El documento US5879308 (A) de Raesaenen Taisto se refiere a un procedimiento para medir la impedancia en un paciente. Midiendo la impedancia, es posible monitorear la respiración y la circulación sanguínea del paciente. En el procedimiento, una pluralidad de electrodos (1 a, 1b; 1d, 2; 2a) se conecta al paciente y se miden los cambios en la interrelación entre las impedancias entre los electrodos (1a, 1b; 1d, 2; 2a). La invención permite usar los mismos electrodos y cables empleados para obtener el electrocardiograma (EGG). Asimismo, el documento EP0747005 (A1) de Raesaenen Taisto está relacionado con el documento anterior pues se refiere igualmente a un procedimiento para medir la impedancia en un paciente, y a partir de ella monitorear la respiración y la circulación sanguínea del paciente. Document US5879308 (A) by Raesaenen Taisto refers to a procedure for measuring impedance in a patient. By measuring the impedance, it is possible to monitor the patient's breathing and blood circulation. In the procedure, a plurality of electrodes (1 a, 1b; 1d, 2; 2a) is connected to the patient and changes in the interrelation between the impedances between the electrodes (1a, 1b; 1d, 2; 2a) are measured. The invention allows using the same electrodes and cables used to obtain the electrocardiogram (EGG). Likewise, document EP0747005 (A1) by Raesaenen Taisto is related to the previous document as it also refers to a procedure to measure the impedance in a patient, and from it to monitor the breathing and blood circulation of the patient.

Existen algunos trabajos dedicados a la medición de señales cardiovasculares a distancia. Harland et al. [véase, "Electric potential probes-new directions in the remote sensing of the human body," Measurement Science and Technology, vol. 13, pp. 163-9, 2002] desarrollaron un amplificador con una impedancia de entrada muy alta para medir señales bioeléctricas sin ningún contacto físico con el cuerpo. Registraron el latido del corazón con un electrodo colocado a 1 m del pecho, así como el electroencefalograma (EEG) [véase, C. J. Harland, T. D. Clark and R. J. Prance, "Remote detection of human electroencephalograms using ultrahigh input impedancia electric potential sensors," Appl. Phys. Lett., vol. 81, pp. 3284-6, 2002] con una separación de 3 mm de aire entre el cabello y los electrodos. There are some works dedicated to the measurement of cardiovascular signals at a distance. Harland et al. [see, "Electric potential probes-new directions in the remote sensing of the human body," Measurement Science and Technology, vol. 13, pp. 163-9, 2002] developed an amplifier with a very high input impedance to measure bioelectric signals without any physical contact with the body. They recorded the heartbeat with an electrode placed 1 m from the chest, as well as the electroencephalogram (EEG) [see, CJ Harland, TD Clark and RJ Prance, "Remote detection of human electroencephalograms using ultrahigh input impedance electric potential sensors," Appl . Phys. Lett., Vol. 81, pp. 3284-6, 2002] with a separation of 3 mm of air between the hair and the electrodes.

El origen de la señal real detectada cuando se mide el potencial eléctrico a una distancia de la superficie del cuerpo y sin ningún contacto, es un tema controvertido porque las variaciones de la distancia entre el cuerpo y los electrodos pueden contribuir a las diferencias de potencial detectadas [véase, O. Casas and R. PallasAreny, "Electrostatic interference in contactless biopotential measurements," en 29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2007, pp. 2655-8]. The origin of the real signal detected when the electrical potential is measured at a distance from the surface of the body and without any contact is a controversial issue because variations in the distance between the body and the electrodes can contribute to the potential differences detected. [see, O. Casas and R. PallasAreny, "Electrostatic interference in contactless biopotential measurements," in 29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2007, pp. 2655-8].

En otro trabajo [véase, C. J. Harland, T. D. Clark and R. J. Prance, "High resolution ambulatory electrocardiographic monitoring using wrist-mounted electric potential sensors," Measurement Science and Technology, vol. 14, pp. 923-8, 2003] se obtuvo el ECG a unos milímetros de la muñeca con electrodos capacitivos (lo que implica un contacto físico pero no conductor), utilizando una interfaz de tipo del reloj de pulsera. Por lo tanto, es una tecnología lIevable, que causa una perturbación mínima, pero no puede aún considerarse realmente no consciente. In another work [see, C. J. Harland, T. D. Clark and R. J. Prance, "High resolution ambulatory electrocardiographic monitoring using wrist-mounted electric potential sensors," Measurement Science and Technology, vol. 14, pp. 923-8, 2003] ECG was obtained a few millimeters from the wrist with capacitive electrodes (which implies a physical contact but not a conductor), using a wristwatch type interface. Therefore, it is a liable technology, which causes minimal disturbance, but cannot yet be considered truly unconscious.

Las medidas que se basan en un contacto directo entre la piel desnuda y el sensor no interrumpen necesariamente las actividades diarias. Tanaka et al. en: "Fully automatic system for monitoring blood pressure from a toilet-seat using the volumeoscillometric method," en 27th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2005, pp. 3339-3941, midieron la tensión arterial (TA) en una persona sentada en un lavabo. Usaron el método oscilométrico con un área de contacto de 40 mm en el muslo. Los cambios de volumen de sangre se detectaban con un sensor óptico. Measures based on direct contact between bare skin and the sensor do not necessarily disrupt daily activities. Tanaka et al. in: "Fully automatic system for monitoring blood pressure from a toilet-seat using the volumeoscillometric method," in 27th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2005, pp. 3339-3941, measured blood pressure (TA) in a person sitting in a sink. They used the oscillometric method with a contact area of 40 mm in the thigh. Changes in blood volume were detected with an optical sensor.

Las medidas anteriores, sin embargo, sólo duran un intervalo de tiempo breve, de modo que son ocasionales más que continuas, y además el sujeto es consciente de ellas. Las medidas que pasen desapercibidas al sujeto, basadas en sensores ocultos en el mobiliario, pueden proporcionar registros periódicos más largos, e incluso registros continuos si se reducen los artefactos producidos por los movimientos del sujeto. Usando electrodos conductores cubiertos por la tapicería de una silla, Lim et al. [véase "ECG measurement on a chair without conductive contact," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 53, pp. 956-9, 2006] obtuvieron la frecuencia cardíaca (FC) a partir del ECG de una persona sentada y vestida con ropa normal. La amplitud del ECG detectado dependía fuertemente de la proximidad del cuerpo a los electrodos ya que la capacitancia de los electrodos disminuye al separar el cuerpo del asiento y en cambio la amplitud del ECG superficial es constante. Sin embargo, variando los parámetros físicos y la geometría del sistema se podría conseguir un método para determinar FC que fuera realmente eficaz. Por ejemplo, las medidas que implican una señal de excitación pueden compensar una separación aumentada entre el cuerpo y los electrodos usando una señal de excitación de mayor amplitud. The above measures, however, only last a short time interval, so that they are occasional rather than continuous, and also the subject is aware of them. Measures that go unnoticed to the subject, based on sensors hidden in the furniture, can provide longer periodic records, and even continuous records if artifacts produced by the movements of the subject are reduced. Using conductive electrodes covered by the upholstery of a chair, Lim et al. [see "ECG measurement on a chair without conductive contact," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 53, pp. 956-9, 2006] obtained the heart rate (HR) from the ECG of a person sitting and dressed in normal clothes. The amplitude of the detected ECG depended strongly on the proximity of the body to the electrodes since the capacitance of the electrodes decreases when the body is separated from the seat and instead the amplitude of the superficial ECG is constant. However, by varying the physical parameters and the geometry of the system, a method could be achieved to determine FC that was really effective. For example, measurements that involve an excitation signal can compensate for an increased separation between the body and the electrodes using a larger amplitude excitation signal.

El análisis de la información existente hasta la fecha evidencia que no hay ningún método de medición continuo que pueda medir la frecuencia cardíaca mientras el sujeto esté realizando otra actividad y sin que sea consciente de la realización de tales medidas. Tal método puede ser la determinación de la frecuencia cardíaca mediante pletismografía de impedancia con electrodos ocultos cuando el sujeto está sentado. Sorprendentemente hemos encontrado que aplicando una señal de excitación suficientemente grande, los electrodos pueden detectar cambios de impedancia en el sujeto, p. ej., del muslo, a través de la ropa y la tapicería, sin que aquél se aperciba de la medición. The analysis of the existing information to date shows that there is no continuous measurement method that can measure the heart rate while the subject is performing another activity and without being aware of the performance of such measures. Such a method may be the determination of heart rate by impedance plethysmography with hidden electrodes when the subject is seated. Surprisingly we have found that by applying a sufficiently large excitation signal, the electrodes can detect impedance changes in the subject, e.g. eg, of the thigh, through clothing and upholstery, without the latter being aware of the measurement.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

Hemos desarrollado un método y un aparato nuevos para medir la frecuencia cardíaca de un sujeto sentado y que está basado en detectar el flujo de sangre en el muslo mediante pletismografía de impedancia con electrodos ocultos. We have developed a new method and device to measure the heart rate of a seated subject that is based on detecting blood flow in the thigh using impedance plethysmography with hidden electrodes.

El principio de operación del aparato consiste en un conjunto de cuatro electrodos de tira paralelos, colocados bajo el muslo, con dirección transversal respecto a éste, y ocultos debajo de la tapicería del asiento. El aparato tiene medios para inyectar una corriente alterna de entre 10kHz Y 250 kHz a través de dos electrodos externos y para detectar los cambios de la caída de tensión entre el par de electrodos interiores. The principle of operation of the apparatus consists of a set of four parallel strip electrodes, placed under the thigh, with transverse direction with respect to it, and hidden under the seat upholstery. The apparatus has means for injecting an alternating current of between 10kHz and 250kHz through two external electrodes and for detecting changes in the voltage drop between the pair of internal electrodes.

Sorprendentemente hemos encontrado que aplicando una señal de excitación suficientemente grande, los electrodos pueden detectar cambios de impedancia a una cierta distancia, p. ej., en el muslo, a través de la ropa y tapicería. El sujeto no es consciente de la medida realizada. Las conclusiones cualitativas en cuanto a la relación entre la separación de electrodos y la sensibilidad frente a vasos profundos en la pletismografía de impedancia convencional (es decir, con electrodos en contacto con la piel) ofrecen una guía para diseñar a medida una serie de electrodos ocultos bajo la tapicería de diferentes asientos, como silla normal, sofá, cojín, etc. Surprisingly we have found that by applying a sufficiently large excitation signal, the electrodes can detect impedance changes at a certain distance, e.g. eg, on the thigh, through clothing and upholstery. The subject is not aware of the measure taken. Qualitative conclusions regarding the relationship between electrode separation and sensitivity to deep vessels in conventional impedance plethysmography (i.e., with electrodes in contact with the skin) offer a guide to custom design a series of hidden electrodes under the upholstery of different seats, such as normal chair, sofa, cushion, etc.

La pletismografía de impedancia detecta los cambios de volumen midiendo la impedancia eléctrica de los tejidos de interés en una zona del cuerpo. En las extremidades, estos cambios de volumen son debidos principalmente al flujo de sangre. Las medidas de pletismografía de impedancia comunes en un miembro usan cuatro electrodos de banda alrededor de éste para producir un campo eléctrico homogéneo en el volumen objetivo. También se puede obtener el IPG mediante electrodos redondos (empleados en· electrocardiografía), pero entonces la señal detectada depende más de la posición de los electrodos, hecho que puede ser importante para estimar el flujo de sangre, pero que no es esencial en la detección de la frecuencia cardíaca. Impedance plethysmography detects changes in volume by measuring the electrical impedance of the tissues of interest in an area of the body. In the extremities, these volume changes are mainly due to blood flow. The impedance plethysmography measurements common in a member use four band electrodes around it to produce a homogeneous electric field in the target volume. The IPG can also be obtained by round electrodes (used in electrocardiography), but then the detected signal depends more on the position of the electrodes, a fact that may be important to estimate blood flow, but which is not essential in the detection of heart rate.

Hemos usado un conjunto de cuatro electrodos planos (véase la Fig. 1) colocados bajo el muslo y con dirección transversal a éste. Los dos electrodos externos son usados para inyectar una corriente alterna y los dos electrodos internos miden la caída de tensión a través de los tejidos biológicos situados encima de éstos. Si la conductividad eléctrica de aquellos tejidos cambia, por ejemplo debido al flujo de la sangre, la tensión detectada, que será de la misma frecuencia que la corriente alterna aplicada, tendrá una amplitud que dependerá de la impedancia basal y de aquellos cambios de conductividad. Hemos construido electrodos con cinta adhesiva electrodos externos y para detectar los cambios de la caída de tensión entre el par de electrodos interiores. conductora que es lo bastante delgada para pasar desapercibida al colocarla debajo de la tapicería del asiento. Como la excitación y la detección se realizan mediante pares de electrodos diferentes, la impedancia de contacto entre la piel y el electrodo no tendrá ninguna influencia, a condición de que el amplificador tenga una impedancia de entrada lo suficientemente alta [J. G. Webster, Medicallnstrumentation: Application and Design. John Wiley & Sons, 1998]. We have used a set of four flat electrodes (see Fig. 1) placed under the thigh and transverse direction to it. The two external electrodes are used to inject an alternating current and the two internal electrodes measure the voltage drop across the biological tissues located above them. If the electrical conductivity of those tissues changes, for example due to blood flow, the detected voltage, which will be of the same frequency as the applied alternating current, will have an amplitude that will depend on the baseline impedance and those changes in conductivity. We have built electrodes with adhesive tape and external electrodes to detect changes in the voltage drop between the pair of inner electrodes. conductive that is thin enough to go unnoticed when placed under the seat upholstery. Since the excitation and detection are performed by different pairs of electrodes, the contact impedance between the skin and the electrode will have no influence, provided that the amplifier has a sufficiently high input impedance [J. G. Webster, Medicallnstrumentation: Application and Design. John Wiley & Sons, 1998].

Veamos ahora cuál es el papel que juegan los parámetros de posición y tamaño de los electrodos, así como las características de la detección de la señal, en el sistema de detección de frecuencia cardíaca por pletismografía de impedancia de la presente invención. Let us now see what role the position and size parameters of the electrodes play, as well as the characteristics of the signal detection, in the impedance plethysmography heart rate detection system of the present invention.

2.1. POSICiÓN y TAMAÑO DE LOS ELECTRODOS 2.1. POSITION AND SIZE OF THE ELECTRODES

En la Figura 1 se muestra un conjunto de cuatro electrodos de cinta paralelos para obtener el IPG en el muslo sin tocar la piel. Ambos pares de electrodos están simétricamente colocados con respecto a la línea central del conjunto (línea discontinua). La distancia D entre los electrodos de inyección de corriente debería ser tan grande como fuera factible, para involucrar el mayor volumen posible del segmento de pierna medido. La separación óptima d entre los electrodos de detección de la tensión, sin embargo, no es conocida de antemano. Figure 1 shows a set of four parallel ribbon electrodes to obtain the IPG in the thigh without touching the skin. Both pairs of electrodes are symmetrically positioned with respect to the center line of the assembly (dashed line). The distance D between the current injection electrodes should be as large as possible, to involve the largest possible volume of the measured leg segment. The optimal separation d between the voltage sensing electrodes, however, is not known in advance.

Algunos autores han estudiado la sensibilidad frente a los cambios de conductividad locales en medidas bipolares y tetrapolares de impedancia de transferencia en modelos, sea usando electrodos circunferenciales (bandas) alrededor de un cilindro uniforme anisótropo [véanse los artículos de F. A. Anderson Jr, "Impedance plethysmography in the diagnosis of arterial and venous disease," Annals of Biomedical Enginneirng, vol. 12, pp. 79-102, 1984; Y el de B. C. Penney, L. M. Narducci, R. A. Peura, F. A. Anderson and H. B. Wheeler, "The Impedance Pletismographic Sampling Field in the Human Calf," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. BME-26, pp. 193-8, 1979], sea usando electrodos redondos en un medio homogéneo semiinfinito [véanse P. Bertemes-Filho, B. H. Brown, R. H. Smallwood and A. J. Wilson, "Tetrapolar Probe Measurements: Can the Sensitivity Distribution be Improved?" Proc. 11th Int. Conf Electrical Bio-Impedancia (ICEBI) 2001, pp. 561-4; así como B. Brown, A. Wilson and P. Bertemes-Filho, "Bipolar and tetra polar transfer impedance measurements from volume conductor," Electronics LeUers, vol. 36, pp. 2060-2, 2000]. Estos estudios han mostrado que las medidas tetrapolares son menos sensibles que las medidas bipolares, pero son más robustas a los artefactos debidos a variaciones de impedancia en las capas superficiales cercanas a los electrodos. Más, la sensibilidad de las medidas bipolares disminuye con la profundidad del tejido, pero para las medidas tetrapolares en un medio homogéneo semiinfinito es máxima a una profundidad que depende de la relación entre la distancia entre los electrodos de inyección de corriente y la distancia entre los electrodos de detección de tensión. Some authors have studied the sensitivity to local conductivity changes in bipolar and tetrapolar measurements of transfer impedance in models, whether using circumferential electrodes (bands) around a uniform anisotropic cylinder [see articles by FA Anderson Jr, "Impedance plethysmography in the diagnosis of arterial and venous disease, "Annals of Biomedical Enginneirng, vol. 12, pp. 79-102, 1984; And that of B. C. Penney, L. M. Narducci, R. A. Peura, F. A. Anderson and H. B. Wheeler, "The Impedance Pletismographic Sampling Field in the Human Calf," IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. BME-26, pp. 193-8, 1979], either using round electrodes in a semi-infinite homogeneous medium [see P. Bertemes-Filho, B. H. Brown, R. H. Smallwood and A. J. Wilson, "Tetrapolar Probe Measurements: Can the Sensitivity Distribution be Improved?" Proc. 11th Int. Conf Electrical Bio-Impedance (ICEBI) 2001, pp. 561-4; as well as B. Brown, A. Wilson and P. Bertemes-Filho, "Bipolar and tetra polar transfer impedance measurements from volume conductor," Electronics LeUers, vol. 36, pp. 2060-2, 2000]. These studies have shown that tetrapolar measurements are less sensitive than bipolar measurements, but are more robust to artifacts due to impedance variations in the surface layers near the electrodes. Moreover, the sensitivity of bipolar measurements decreases with tissue depth, but for tetrapolar measurements in a semi-infinite homogeneous medium it is maximum at a depth that depends on the relationship between the distance between the current injection electrodes and the distance between the voltage sensing electrodes.

Para los electrodos circunferenciales, mientras más cerca estén los dos pares, mayor será la sensibilidad frente a los vasos situados cerca de la superficie. Si la distancia entre el par de inyección de corriente aumenta y la distancia entre el par de detección de tensión permanece igual, la sensibilidad para los vasos más profundos con relación a los vasos superficiales aumenta, aunque no proporcionalmente [véase For circumferential electrodes, the closer the two pairs are, the greater the sensitivity to the vessels located near the surface. If the distance between the current injection torque increases and the distance between the voltage sensing torque remains the same, the sensitivity for the deeper vessels relative to the superficial vessels increases, although not proportionally [see

B. C. Penney et al., ibídem]. Aún más, la relación entre la separación de los electrodos y la sensibilidad para los vasos profundos depende del diámetro del miembro. Nuestro conjunto de cuatro electrodos de tiras paralelas, sin embargo, se debe ajustar a cualquier adulto sentado, y por lo tanto debe ser diseñado para que la corriente, o parte de ella, siempre sea inyectada en el muslo cualesquiera que sean sus dimensiones. B. C. Penney et al., Ibid.]. Furthermore, the relationship between electrode separation and sensitivity for deep vessels depends on the diameter of the member. Our set of four electrodes of parallel strips, however, should fit any seated adult, and therefore should be designed so that the current, or part of it, is always injected into the thigh whatever its dimensions.

Se ha reportado que los electrodos redondos (empleados en electrocardiografía) pueden sustituir a los electrodos circunferenciales en medidas de flujo de sangre basadas en la pletismografía de impedancia si están en contacto directo con la piel [véase 1. G. Schraibman, ibídem]. Los mejores resultados se obtienen cuando los electrodos están en caras enfrentadas del miembro (electrodos de inyección de corriente en la cara anterior y electrodos de detección de tensión en la cara posterior). Pero para una medida oculta, los electrodos deben estar colocados bajo el muslo, todos en el mismo lado. Además, nuestros electrodos están en una superficie plana mientras que cada par de electrodos redondos sobre el miembro puede estar a lo largo de una línea diferente, incluso si están colocados en la misma cara del miembro, lo cual puede ser ventajoso para apuntar a vóxeles (un elemento de volumen, la versión tridimensional de un píxel) específicos. Por otra parte, el área de los electrodos redondos viene fijada a aquellas de modelos comercialmente disponibles, mientras que en nuestro conjunto de cuatro electrodos podemos diseñar diferentes áreas, además de seleccionar la distancia D entre los electrodos de inyección de corriente y el espaciado d entre los electrodos de detección de tensión. En cuanto a la longitud b de los electrodos, debería ser más larga que el diámetro del muslo para una persona senta~a, de modo que la medida sea tan independiente como sea posible de la posición del muslo con respecto al asiento particular para al cual están diseñados. La anchura A de los electrodos de inyección de corriente debe ser lo bastante grande para obtener una distribución uniforme de las líneas de corriente eléctrica a lo largo del muslo. El efecto de la anchura a de los electrodos de detección de tensión sobre la señal detectada es una variable que debe ser analizada. It has been reported that round electrodes (used in electrocardiography) can replace circumferential electrodes in blood flow measurements based on impedance plethysmography if they are in direct contact with the skin [see 1. G. Schraibman, ibid.]. The best results are obtained when the electrodes are on opposite faces of the member (current injection electrodes on the front face and voltage sensing electrodes on the rear face). But for a hidden measure, the electrodes must be placed under the thigh, all on the same side. In addition, our electrodes are on a flat surface while each pair of round electrodes on the member can be along a different line, even if they are placed on the same face of the member, which can be advantageous for aiming at voxels ( a volume element, the three-dimensional version of a specific pixel). On the other hand, the area of the round electrodes is fixed to those of commercially available models, while in our set of four electrodes we can design different areas, in addition to selecting the distance D between the current injection electrodes and the spacing between The voltage sensing electrodes. As for the length b of the electrodes, it should be longer than the diameter of the thigh for a seated person, so that the measurement is as independent as possible of the position of the thigh with respect to the particular seat for which They are designed. The width A of the current injection electrodes must be as large enough to obtain a uniform distribution of the electric current lines along the thigh. The effect of the width a of the voltage sensing electrodes on the detected signal is a variable that must be analyzed.

2.2. DETECCiÓN DE LA SEÑAL 2.2. SIGNAL DETECTION

La Figura 2 muestra el sistema de medida que hemos desarrollado y sus componentes. En ella se aprecia que los cambios de impedancia debidos al flujo de sangre en un segmento de cuerpo son sincrónicamente demodulados, usando la señal portadora c(t) como referencia; la componente de la bioimpedancia invariante en el tiempo (impedancia basal) es rechazada por FPB1; G2 amplifica los pequeños cambios de la señal de impedancia; y FPB2 elimina la componente debida a la respiración y reduce el ancho de banda del ruido. Figure 2 shows the measurement system we have developed and its components. It shows that the impedance changes due to blood flow in a body segment are synchronously demodulated, using the carrier signal c (t) as a reference; the time-invariant bioimpedance component (baseline impedance) is rejected by FPB1; G2 amplifies small changes in the impedance signal; and FPB2 eliminates the component due to breathing and reduces noise bandwidth.

La detección se basa en inyectar una corriente sinusoidal c(t) de entre 10kHz Y 250 kHz, que son frecuencias suficientemente altas para reducir la impedancia de los electrodos capacitivos Cee Y Cev, pero no tan altas como para requerir amplificadores con un producto de ganancia por ancho de banda muy grande .. La señal s(t) modulada en amplitud, detectada por los electrodos Cev, es el producto de c(t) veces la impedancia basal Zo más la señal relacionada con el flujo de sangre z(t). Como resultado, la frecuencia de esta señal fz es trasladada hacia frecuencias superiores y da dos bandas laterales alrededor de la frecuencia portadora fe. Recuperamos Zo + z(t) por desmodulación coherente (o sincrónica) utilizando la señal de excitación como referencia. Antes de desmodular, la tensión diferencial detectada es amplificada por un amplificador' de instrumentación (Al). Como la fuente de señal equivalente es capacitiva, la parte frontal del amplificador incluye una red de resistencias en forma de T (véanse R1, R'1 Y R2 a continuación en la Fig. 3) para proporcionar un camino a masa para las corrientes de polarización de entrada. En la Figura 3 se aprecia el circuito de entrada equivalente para las medidas de impedancia, así como los electrodos capacitivos de entrada Cev que forman un divisor de tensión con la capacitancia de entrada C¡ y C¡' del Al. Estas resistencias R1, R'1 Y R2 pueden ser seleccionadas de un valor suficientemente grande para que la impedancia entre cada línea de señal y masa venga determinada por la capacitancia de la entrada correspondiente del amplificador (C¡, C'¡). Por lo tanto, cada tensión detectada será atenuada según The detection is based on injecting a sinusoidal current c (t) of between 10kHz and 250kHz, which are frequencies high enough to reduce the impedance of the Cee and Cev capacitive electrodes, but not so high as to require amplifiers with a gain product by very large bandwidth. The amplitude modulated s (t) signal, detected by the Cev electrodes, is the product of c (t) times the baseline impedance Zo plus the signal related to the blood flow z (t) . As a result, the frequency of this signal fz is transferred to higher frequencies and gives two lateral bands around the carrier frequency fe. We recover Zo + z (t) by coherent (or synchronous) demodulation using the excitation signal as a reference. Before demodulating, the detected differential voltage is amplified by an instrumentation amplifier (Al). Since the equivalent signal source is capacitive, the front of the amplifier includes a network of T-shaped resistors (see R1, R'1 and R2 below in Fig. 3) to provide a ground path for the currents of input polarization. Figure 3 shows the equivalent input circuit for the impedance measurements, as well as the capacitive input electrodes Cev that form a voltage divider with the input capacitance C¡ and C¡ 'of the Al. These resistors R1, R '1 and R2 can be selected of a sufficiently large value so that the impedance between each signal line and ground is determined by the capacitance of the corresponding amplifier input (C¡, C'¡). Therefore, each voltage detected will be attenuated according to


Una vez amplificada por G1, la señal es filtrada paso alto para bloquear la tensión de offset (FPA1).

Once amplified by G1, the signal is filtered high pass to block the offset voltage (FPA1).

El desmodulador de amplitud sincrónico se puede implementar mediante un The synchronous amplitude demodulator can be implemented by means of a

amplificador de ganancia conmutada (±1), controlado por una señal cuadrada switching gain amplifier (± 1), controlled by a square signal

simétrica obtenida de la señal portadora mediante un comparador de tensión. Después symmetric obtained from the carrier signal by means of a voltage comparator. After

de la desmodulación, un filtro paso-banda (FPB1) rechaza la componente continua of demodulation, a pass-band filter (FPB1) rejects the continuous component

5 5
(debida a la impedancia basal) y cualquier armónico que resulte de la desmodulación. (due to baseline impedance) and any harmonics that result from demodulation.

Como las variaciones de impedancia producidas por la circulación de sangre están en As the impedance variations produced by blood circulation are in

el intervalo de 0,1 % al 1 % de la impedancia total [R. Patterson, "Bioelectric the range of 0.1% to 1% of the total impedance [R. Patterson, "Bioelectric

impedance measurements," en The Biomedical Engineering Handbook, J. D. Bronzino, impedance measurements, "in The Biomedical Engineering Handbook, J. D. Bronzino,

1st
Ed. CRC Press, IEEE Press, 1995, pp. 1223-1230], la señal es amplificada más aún por un amplificador con ganancia G2 antes de ser filtrada de nuevo con un filtro pasa Ed. CRC Press, IEEE Press, 1995, pp. 1223-1230], the signal is further amplified by an amplifier with G2 gain before being filtered again with a pass filter

banda para atenuar las componentes respiratorias y reducir el ancho de banda del band to attenuate the respiratory components and reduce the bandwidth of the

ruido (FPB2). noise (FPB2).

15 fifteen
BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Se describe a continuación una realización preferente de la invención de A preferred embodiment of the invention of

acuerdo con las figuras que acompañan, en las cuales: agreement with the accompanying figures, in which:

La fig. 1 presenta un conjunto de cuatro electrodos de tiras paralelas para Fig. 1 presents a set of four electrodes of parallel strips for

medir el IPG en el muslo, donde ambos pares de electrodos están simétricamente measure the IPG in the thigh, where both pairs of electrodes are symmetrically

20 twenty
colocados con respecto a la línea central (línea discontinua) y se disponen placed with respect to the center line (dashed line) and arranged

transversalmente al muslo. transversely to the thigh.

La fig. 2 presenta el sistema de medida del IPG, donde los cambios de Fig. 2 presents the IPG measurement system, where changes in

impedancia debidos al flujo de sangre en un segmento del cuerpo son sincrónicamente impedance due to blood flow in a segment of the body are synchronously

desmodulados usando la señal portadora, c(t}, como referencia. demodulated using the carrier signal, c (t}, as a reference.

25 25
La fig. 3 presenta el circuito de entrada equivalente para medir eIIPG. Fig. 3 presents the equivalent input circuit to measure eIIPG.

La fig. 4 presenta los resultados del experimento 1, donde la curva superior es Fig. 4 presents the results of experiment 1, where the upper curve is

el IPG obtenido con las relaciones diO = 0,2 Y alA = 1, Y la inferior es el the IPG obtained with the ratios diO = 0.2 and alA = 1, and the lower one is the

fotopletismograma, usado como referencia. photoplethysmogram, used as reference.

La fig. 5 presenta los resultados del experimento 2, donde la curva superior es Fig. 5 presents the results of experiment 2, where the upper curve is

30 30
el IPG obtenido con la relación diO = 0,6 Y alA = 1, Y la inferior es el the IPG obtained with the ratio diO = 0.6 and alA = 1, and the lower is the

fotopletismograma, usado como referencia. photoplethysmogram, used as reference.

La fig. 6 presenta los resultados del experimento 3, donde la curva superior es Fig. 6 presents the results of experiment 3, where the upper curve is

el IPG obtenido con las relaciones diO = 0,2 Y alA = 0,25, Y la inferior es el the IPG obtained with the ratios diO = 0.2 and alA = 0.25, and the lower one is the

fotopletismograma, usado como referencia. photoplethysmogram, used as reference.

35 35
La fig. 7 presenta los resultados del experimento 4, donde la curva superior es Fig. 7 presents the results of experiment 4, where the upper curve is

el IPG obtenido con las relaciones diO = 0,6 Y alA = 0,25 Y la inferior es el the IPG obtained with the ratios diO = 0.6 and alA = 0.25 And the lower one is the

fotopletismograma, usado como referencia. La fig. 8 presenta la densidad espectral de potencia dellPG obtenido con dlD = ·0,2 Ya) alA =1, Yb) alA =0,25 photoplethysmogram, used as reference. Fig. 8 presents the spectral power density dellPG obtained with dlD = · 0.2 Ya) alA = 1, Yb) alA = 0.25

La fig. 9 presenta los resultados del experimento 5, realizado con electrodos Fig. 9 presents the results of experiment 5, performed with electrodes

ocultos, donde la curva superior es el IPG obtenido con las relaciones dlD =0,2 Y alA hidden, where the upper curve is the IPG obtained with the dlD = 0.2 Y alA ratios

= 0,25, Y la inferior es el fotopletismograma, usado como referencia. = 0.25, and the lower one is the photoplethysmogram, used as a reference.

La fig. 10 presenta el contenido espectral del IPG medido con los electrodos: a) Fig. 10 presents the spectral content of the IPG measured with the electrodes: a)

visibles y b) ocultos, donde se aprecia que la información relacionada con la visible and b) hidden, where it is appreciated that the information related to the

respiración es más clara con los electrodos visibles. breathing is clearer with visible electrodes.

La fig. 11 presenta los latidos cardíacos (líneas verticales) detectados a partir Fig. 11 presents the heartbeat (vertical lines) detected from

dellPG mediante un algoritmo basado en la pendiente de la señal. dellPG using an algorithm based on the slope of the signal.

La fig. 12 presenta los resultados del experimento 6, en el que se ha obtenido Fig. 12 presents the results of experiment 6, in which it was obtained

el IPG con electrodos ocultos, en tiempos sucesivos. Las dimensiones de los the IPG with hidden electrodes, in successive times. The dimensions of the

electrodos eran D =27 cm, b =47 cm, A =5 cm, d =0,2 x D, yen a) alA =0,5, yen b) electrodes were D = 27 cm, b = 47 cm, A = 5 cm, d = 0.2 x D, yen a) alA = 0.5, yen b)

alA =0,25. alA = 0.25.

DESCRIPCiÓN DE UNA REALIZACiÓN PREFERENTE DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

La determinación de la influencia de la posición y el tamaño de los electrodos es la vía para obtener los mejores resultados. Con este objeto realizamos una serie de experimentos variando diferentes relaciones dlD, las áreas de los electrodos de detección de tensión y la dimensión del conjunto. En primer lugar, variamos la distancia d para una anchura fija a para electrodos visibles colocados en el asiento, de modo que la única separación entre los electrodos y el muslo fuera el pantalón del sujeto. Entonces redujimos a y cambiamos dlD de nuevo. Finalmente, registramos el IPG cuando los electrodos estuvieran cubiertos por la tapicería de tela sintética. La Tabla 1 resume los experimentos. Las dimensiones fijas eran D =27 cm y A =5 cm. D y b fueron seleccionados de modo que el área cubierta por los electrodos fuera más grande que el área cubierta por el muslo de una persona sentada. Para b se probaron dos valores: b =22 cm y b =47 cm. The determination of the influence of the position and size of the electrodes is the way to get the best results. For this purpose we carry out a series of experiments varying different dlD relationships, the areas of the voltage sensing electrodes and the overall dimension. First, we vary the distance d for a fixed width a for visible electrodes placed in the seat, so that the only separation between the electrodes and the thigh was the subject's pants. Then we reduced to and changed dlD again. Finally, we recorded the IPG when the electrodes were covered by the synthetic fabric upholstery. Table 1 summarizes the experiments. The fixed dimensions were D = 27 cm and A = 5 cm. D and b were selected so that the area covered by the electrodes was larger than the area covered by the thigh of a seated person. For b two values were tested: b = 22 cm and b = 47 cm.

Tabla 1. Experimentos para medir ellPG con electrodos capacitivos. G, = 3000 en todos los experimentos. Table 1. Experiments to measure ellPG with capacitive electrodes. G, = 3000 in all experiments.

Experimento Experiment
b= dlD = alA = G1 = Figura b = dlD = alA = G1 = Figure

1 one
22 cm 0,2 1 16 4 (8) 22 cm 0.2  one 16 4 (8)

2 2
22 cm 0,6 1 6,7 5 22 cm 0.6 one 6.7 5

3 3
22 cm 0,2 1/4 34 6 (8) 22 cm 0.2 1/4 3. 4 6 (8)

4 4
22 cm 0,6 1/4 7,5 7 22 cm 0.6 1/4 7.5 7

5 (oculto) 5 (hidden)
22 cm 0,2 1/4 500 9, (10),11 22 cm 0.2 1/4 500 9, (10), 11

6 (oculto) 6 (hidden)
47 cm 0,2 1/4 49 12a 47 cm 0.2 1/4 49 12th

1/2 1/2
82 12b 82 12b

5 Los circuitos electrónicos estaban alimentados a ±12 V, la tensión de pico aplicada era 10 V, la frecuencia de la corriente 50 kHz, que es un valor habitual en la medida de bioimpedancias, y G1 fue ajustada para cada sujeto y experimento para obtener la salida máxima en el Al. Esto aseguró que la amplitud de s(t) después de G1 fuera la misma para todos los experimentos. El Al (INA111) tiene: una impedancia de 5 The electronic circuits were fed at ± 12 V, the applied peak voltage was 10 V, the frequency of the current 50 kHz, which is a usual value in the bioimpedance measurement, and G1 was adjusted for each subject and experiment to obtain the maximum output in Al. This ensured that the amplitude of s (t) after G1 was the same for all experiments. Al (INA111) has: an impedance of

10 entrada en modo común R¡= 1 TO en paralelo con C¡ = 3 pF Y una corrientes de polarización de entrada (típicas) de 2 pA. Seleccionamos R1 = R'1 = 1 MO y R2 = 10 MO. A 50 kHz, la impedancia de C¡ es 1 MO, mucho menor, pues, que la resistencia de entrada de modo común. Si las R¡ fueran demasiado pequeñas, Cev y R¡ formarían un filtro pasa altas que podría atenuar la señal modulada. 10 common mode input R¡ = 1 TO in parallel with C¡ = 3 pF And an input polarization currents (typical) of 2 pA. We select R1 = R'1 = 1 MO and R2 = 10 MO. At 50 kHz, the impedance of C¡ is 1 MO, much lower, then, than the common mode input resistance. If the R¡ were too small, Cev and R¡ would form a high pass filter that could attenuate the modulated signal.

15 La frecuencia de corte de los filtros en la fig. 2 fue fL1 = 1,6 kHz para FPA 1, fL2 = 0,5 Hz y fH2 = 10Hz para FPB1, Y fL3 = 0,5 Hz y fH3=10 Hz para FPB2. Todos los filtros eran pasivos de primer orden. La señal desmodulada fue amplificada por G2 = 3000. Para obtener una señal de referencia se registró el fotopletismograma (PPG) 15 The cutoff frequency of the filters in fig. 2 was fL1 = 1.6 kHz for FPA 1, fL2 = 0.5 Hz and fH2 = 10Hz for FPB1, and fL3 = 0.5 Hz and fH3 = 10 Hz for FPB2. All filters were first-order liabilities. The demodulated signal was amplified by G2 = 3000. To obtain a reference signal, the photoplethysmogram (PPG) was recorded.


20 simultáneamente con el IPG. Cada señal fue digitalizada por un registrador de 12 bits de resolución que tomaba 2000 muestras cada segundo. Un ordenador personal procesó las señales digitalizadas. Todas las medidas mostradas aquí en cada caso fueron obtenidas en la misma persona.

20 simultaneously with the IPG. Each signal was digitized by a 12-bit resolution recorder that took 2000 samples every second. A personal computer processed the digitized signals. All the measures shown here in each case were obtained in the same person.

EXPERIMENTO N°1 La figura 4 muestra el IPG (cuadro superior) y el PPG (cuadro inferior) obtenidos en el ejemplo de un voluntario. El IPG fue obtenido con electrodos de detección de tensión de anchura a = A separados una distancia d = 0,2 x D. Es claramente visible en cada ciclo cardíaco un pico ascendente en el IPG, que significa una disminución en la impedancia. EXPERIMENT N ° 1 Figure 4 shows the IPG (upper table) and the PPG (lower table) obtained in the example of a volunteer. The IPG was obtained with voltage sensing electrodes of width a = A separated by a distance d = 0.2 x D. An ascending peak in the IPG is clearly visible in each cardiac cycle, which means a decrease in impedance.

EXPERIMENTO No2 Después, en el ejemplo del mismo voluntario, aumentamos la separación entre los electrodos de detección de tensión a una d =0,6 x D, mientras que mantuvimos el valor de a =A. La figura 5 muestra que ellPG no presenta un pico claro en cada latido EXPERIMENT No2 Next, in the example of the same volunteer, we increased the separation between the voltage sensing electrodes to a d = 0.6 x D, while maintaining the value of a = A. Figure 5 shows that ellPG does not show a clear peak in each beat

cardíaco, lo que significa una sensibilidad reducida respecto al flujo de sangre. La frecuencia cardíaca no es distinguible a simple vista a partir delIPG. EXPERIMENTO N°3 cardiac, which means reduced sensitivity to blood flow. The heart rate is not distinguishable by the naked eye from the IPG. EXPERIMENT N ° 3

Para eyaluar el efecto de la anchura de los electrodos de detección de tensión, la redujimos hasta una relación a = A/4, Y fijamos la distancia d = 0,2 x D, la misma que en el experimento 1. El resultado para este experimento se muestra en la figura 6. Los picos ascendentes sincrónicos con cada latido cardíaco están presentes claramente en el IPG (cuadro superior), y su amplitud es aproximadamente ocho veces más grande que la obtenida en la figura 4 para electrodos más anchos, donde dlD era el mismo pero la relación alA era cuatro veces mayor. To reduce the effect of the width of the voltage sensing electrodes, we reduced it to a ratio a = A / 4, and set the distance d = 0.2 x D, the same as in experiment 1. The result for this The experiment is shown in Figure 6. The synchronous rising peaks with each heartbeat are clearly present in the IPG (upper frame), and their amplitude is approximately eight times larger than that obtained in Figure 4 for wider electrodes, where dlD It was the same but the relationship to A was four times greater.

EXPERIMENTO N°4 Para valorar hasta qué punto los resultados del Experimento N°3 eran debidos a una sensibilidad aumentada para los electrodos más estrechos, en este experimento aumentamos la distancia d a 0,6 x D, la misma que en el experimento 2. La figura 7 muestra las señales registradas. A pesar de que el IPG es más pequeño que el obtenido en la fig. 6, obtenido con la misma relación alA pero con una relación dlD tres veces más pequeña, la frecuencia cardíaca es claramente distinguible. La amplitud del IPG disminuyó en un factor de 5, pero todavía era más grande que la obtenida con los electrodos más cercanos y amplios (compárese con la fig. 4), Y la frecuencia cardíaca resultaba más clara que en las gráficas obtenidas con electrodos más amplios y colocados a la misma distancia (compárese con la fig. 5). Comparando ellPG en las figuras 4 y 6, observamos que además de la mayor amplitud del pico del IPG en la fig. 6, las fluctuaciones de los picos debidas a la EXPERIMENT No. 4 To assess the extent to which the results of Experiment No. 3 were due to an increased sensitivity for the narrower electrodes, in this experiment we increased the distance of 0.6 x D, the same as in experiment 2. The Figure 7 shows the recorded signals. Although the IPG is smaller than that obtained in fig. 6, obtained with the same alA ratio but with a dlD ratio three times smaller, the heart rate is clearly distinguishable. The amplitude of the IPG decreased by a factor of 5, but it was still larger than that obtained with the closest and widest electrodes (compare with Fig. 4), and the heart rate was clearer than in the graphs obtained with more electrodes wide and placed at the same distance (compare with fig. 5). Comparing ellPG in figures 4 and 6, we observe that in addition to the greater amplitude of the peak of the IPG in fig. 6, the fluctuations of the peaks due to the

respiración también parecen ser más grandes cuando usamos electrodos más estrechos. La fig. 8 muestra el espectro de ambas señales; la densidad espectral de potencia del IPG fue obtenida con una relación dlD = 0,2, Y las relaciones: a) alA = 1, Y b) alA =%. Los resultados confirman que los electrodos de detección de tensión más estrechos detectan mejor los cambios de impedancia relacionados con la respiración, pues las componentes de baja frecuencia (que son las debidas a la respiración) son mayores cuando los electrodos son más estrechos. Breathing also seems to be larger when we use narrower electrodes. Fig. 8 shows the spectrum of both signals; The spectral power density of the IPG was obtained with a ratio dlD = 0.2, and the ratios: a) alA = 1, and b) alA =%. The results confirm that narrower voltage sensing electrodes better detect the impedance changes related to breathing, since the low frequency components (which are due to breathing) are greater when the electrodes are narrower.

Se ha informado que para los electrodos circunferenciales y redondos la sensibilidad frente a los vasos sanguíneos más profundos se reduce cuando la relación d/D aumenta. Nosotros aquí hemos observado el mismo efecto para nuestro conjunto de cuatro electrodos (véanse las figuras 4 y 5). Sin embargo, para cualquier relación d/D, la amplitud del IPG se puede aumentar reduciendo la anchura de los electrodos de detección de tensión (véanse la figuras 6 y 7). It has been reported that for circumferential and round electrodes, sensitivity to deeper blood vessels is reduced when the d / D ratio increases. We here have observed the same effect for our set of four electrodes (see Figures 4 and 5). However, for any d / D ratio, the amplitude of the IPG can be increased by reducing the width of the voltage sensing electrodes (see Figures 6 and 7).

EXPERIMENTO N°5 Tomando en cuenta que la mayor señal correspondiente allPG fue la obtenida con los electrodos más estrechos, separados una distancia d corta, seleccionamos los valores a = A/4 y d = 0,2 x D para registrar el IPG con los electrodos ocultos (experimento 5). La figura 9 corresponde al presente experimento 5 donde el IPG se presenta en el cuadro superior, medida por electrodos ocultos con las relaciones d/D = 0,2 Y alA =1/4, Y en el cuadro inferior se presenta el PPG. La figura 9 nos muestra que la amplitud del IPG disminuye en un 50 % en comparación con la obtenida con electrodos visibles (véase la fig. 6) Y es más ruidosa. En la figura 10 se presenta el contenido espectral del IPG medido con los electrodos a) visibles, y b) ocultos. Se aprecia que la información relacionada con la respiración es más clara con los electrodos visibles (más cercanos a la pierna). Es decir, la figura 10b confirma que la relación señal a ruido (SNR) disminuyó hasta el punto de que los contenidos espectrales en la frecuencia respiratoria quedan casi sepultados en el ruido, mientras que en la figura 10a, obtenida con los electrodos visibles, las bandas de frecuencia atribuibles a la respiración eran evidentes. Sin embargo, la amplitud y la forma de onda del IPG obtenida con electrodos ocultos son suficientemente buenas para que la frecuencia cardíaca pueda ser fácilmente extraída identificando el pico en cada ciclo cardíaco, por ejemplo con un algoritmo basado en una detección de la pendiente de la señal en cada punto. En la figura 11 se identifican los latidos cardíacos mediante líneas verticales, detectados a partir del IPG (véase la señal superior) mediante un algoritmo basado en la pendiente. EXPERIMENT N ° 5 Taking into account that the highest corresponding signal allPG was the one obtained with the narrowest electrodes, separated a short distance d, we selected the values a = A / 4 and d = 0.2 x D to register the IPG with the electrodes hidden (experiment 5). Figure 9 corresponds to the present experiment 5 where the IPG is presented in the upper frame, measured by hidden electrodes with the ratios d / D = 0.2 and alA = 1/4, and in the lower frame the PPG is presented. Figure 9 shows that the amplitude of the IPG decreases by 50% compared to that obtained with visible electrodes (see fig. 6) and is louder. Figure 10 shows the spectral content of the IPG measured with electrodes a) visible, and b) hidden. It is appreciated that the information related to breathing is clearer with the visible electrodes (closer to the leg). That is, Figure 10b confirms that the signal-to-noise ratio (SNR) decreased to the point that the spectral contents in the respiratory rate are almost buried in the noise, while in Figure 10a, obtained with the visible electrodes, Frequency bands attributable to breathing were evident. However, the amplitude and waveform of the IPG obtained with hidden electrodes are good enough so that the heart rate can be easily extracted by identifying the peak in each cardiac cycle, for example with an algorithm based on a detection of the slope of the signal at each point. Figure 11 identifies heartbeats by vertical lines, detected from the IPG (see the upper signal) by an algorithm based on the slope.

EXPERIMENTO N°6 Para garantizar que los electrodos queden siempre debajo del muslo, su dimensión b se puede ampliar hasta que sea casi igual a la anchura del asiento. Así, por lo menos uno de los muslos quedará sobre los electrodos. La fig. 12 muestra que efectivamente ellPG sigue presentando picos coincidentes con la actividad cardiaca, y que cuando los electrodos de detección son más estrechos (cuadro inferior), la actividad respiratoria es más evidente, tal como se observó también al comparar las figuras 4 y 6. La tabla 1 anterior muestra que Zo fue más grande (es decir, G1 tuvo que ser más pequeño) para electrodos de detección de tensión separados. Por el contrario, aumentando la separación entre los electrodos y la pierna (por ejemplo, cuando se ocultan los electrodos), se necesita disponer un G1 mucho más grande. Pero la frecuencia cardíaca sigue siendo claramente distinguible. La disminución de la capacitancia debida a la mayor la separación entre los electrodos y la pierna, se compensa si se mide simultáneamente en las dos piernas con los mismos electrodos (electrodos con mayor valor de b ya que se aumenta el área de contacto. Esto se puede ver en la tabla 1 anterior, donde se observa que el experimento 6 requirió una ganancia G1 mucho menor que el experimento N°5. El IPG registrado con electrodos sin contacto directo con el cuerpo es muy susceptible a los artefactos de movimiento, y éstos estarán sin duda presentes en los registros prolongados. Sin embargo, si el objetivo principal es supervisar cuál el estado del sujeto, el movimiento es inevitable pues implica su actividad. Si no hubiera ninguna actividad, no habría ningún movimiento y el IPG revelaría la ausencia de latidos. Más aún, los registros durante los períodos de descanso de una persona podrían servir para supervisar periódicamente su salud. El hecho de saber que, incluso durante una siesta, la salud personal está siendo supervisada, ayuda a sentirse seguro. EXPERIMENT N ° 6 To ensure that the electrodes are always under the thigh, its dimension b can be extended until it is almost equal to the width of the seat. Thus, at least one of the thighs will remain on the electrodes. Fig. 12 shows that indeed ellPG continues to show peaks coinciding with cardiac activity, and that when the detection electrodes are narrower (lower frame), respiratory activity is more evident, as was also observed when comparing Figures 4 and 6. Table 1 above shows that Zo was larger (ie, G1 had to be smaller) for separate voltage sensing electrodes. On the contrary, by increasing the separation between the electrodes and the leg (for example, when the electrodes are hidden), a much larger G1 needs to be arranged. But the heart rate remains clearly distinguishable. The decrease in capacitance due to the greater separation between the electrodes and the leg is compensated if it is measured simultaneously on both legs with the same electrodes (electrodes with a higher value of b since the contact area is increased. You can see in Table 1 above, where it is observed that experiment 6 required a much smaller G1 gain than experiment No. 5. The IPG recorded with electrodes without direct contact with the body is very susceptible to motion artifacts, and these they will undoubtedly be present in the prolonged records, however, if the main objective is to monitor the status of the subject, the movement is unavoidable because it implies its activity, if there were no activity, there would be no movement and the IPG would reveal the absence beats, moreover, records during a person's rest periods could be used to periodically monitor their health, knowing that even during In a nap, personal health is being monitored, it helps to feel safe.

SUMARIO SUMMARY

Hemos desarrollado un aparato basado en un conjunto de cuatro electrodos de tiras paralelas, colocados bajo el muslo en dirección transversal respecto a éste. Se puede interpretar que este conjunto de electrodos es como si los electrodos de banda que en la pletismografía de impedancia convencional se colocan alrededor de una extremidad y en contacto con la piel, hubieran sido "abiertos" hasta dejar de hacer contacto con la piel. Los dos electrodos externos son usados para inyectar una corriente alterna y los dos electrodos interiores miden la caída de tensión a través de los tejidos situados encima suyo; si la conductividad eléctrica de estos tejidos cambia, por ejemplo debido al flujo de sangre, la tensión detectada, que será de la misma frecuencia que la corriente aplicada, tendrá una amplitud que dependerá no sólo de la impedancia basal sino también de los correspondientes cambios de conductividad. Dichos electrodos pueden estar construidos de cinta adhesiva conductora suficientemente delgada para pasar desapercibida al colocarla debajo de la tapicería de asientos, tales como sillas, sofás o cojines. Así, las conclusiones cualitativas en cuanto a la relación entre la separación de electrodos y la sensibilidad frente a los vasos profundos en la pletismografía de impedancias convencional ofrecen una guía para el diseño a medida de una agrupación de electrodos ocultos bajo la tapicería de asientos. We have developed an apparatus based on a set of four electrodes of parallel strips, placed under the thigh in a transverse direction with respect to it. It can be interpreted that this set of electrodes is as if the band electrodes that in conventional impedance plethysmography are placed around one limb and in contact with the skin, would have been "open" until they stopped making contact with the skin. The two external electrodes are used to inject an alternating current and the two internal electrodes measure the voltage drop across the tissues above it; If the electrical conductivity of these tissues changes, for example due to blood flow, the voltage detected, which will be of the same frequency as the applied current, will have an amplitude that will depend not only on the baseline impedance but also on the corresponding changes in conductivity. Such electrodes may be constructed of conductive adhesive tape thin enough to go unnoticed when placed under the upholstery of seats, such as chairs, sofas or cushions. Thus, the qualitative conclusions regarding the relationship between electrode separation and sensitivity to deep vessels in conventional impedance plethysmography offer a guide to the custom design of a cluster of electrodes hidden under the seat upholstery.

Hemos desarrollado un método nuevo para la medición no consciente de la frecuencia cardíaca que está basado en la interpretación de los resultados brindados por la detección del flujo de sangre en el muslo mediante la pletismografía de impedancias implementada con electrodos ocultos. Así, los experimentos realizados permiten encontrar la relación cualitativa existente entre la forma de onda del IPG y amplitud de sus picos y la distancia y anchura de los electrodos de detección de tensión respecto a las de los electrodos de inyección de corriente. Respecto a la distancia, mientras menor sea la relación dlD, mayor será el IPG (véase la fig. 4 comparada con la fig. 5; Yla fig. 6 comparada con la fig. 7). Para cualquier relación dlD dada, el IPG aumenta cuando la anchura de los electrodos de detección de tensión disminuye. La amplitud del IPG disminuye cuando la distancia entre electrodos y el muslo aumenta, por ejemplo, cuando los electrodos están bajo la tapicería. Para garantizar que el muslo queda siempre sobre los electrodos, conviene que b sea casi igual a la anchura del asiento. Así, hemos desarrollado un método de determinación, para los diferentes casos específicos, de los valores óptimos de las relaciones dlD y alA, donde D es determinado por la profundidad del asiento en cuestión, tanto en cuanto a la amplitud del IPG, como en cuanto a la detección de las variaciones de impedancia relacionadas con la respiración. La amplitud y la forma de onda del IPG obtenida con electrodos ocultos son suficientemente buenas para que la frecuencia cardíaca pueda ser fácilmente extraída identificando el pico en cada ciclo cardíaco con un algoritmo basado en detectar la pendiente del IPG. Este método constituye la llave para el diseño de aparatos de determinación de la frecuencia cardíaca según los diferentes casos específicos. We have developed a new method for non-conscious measurement of heart rate that is based on the interpretation of the results provided by the detection of blood flow in the thigh by means of impedance plethysmography implemented with hidden electrodes. Thus, the experiments carried out allow us to find the qualitative relationship between the waveform of the IPG and the amplitude of its peaks and the distance and width of the voltage sensing electrodes with respect to those of the current injection electrodes. Regarding the distance, the lower the dlD ratio, the greater the IPG (see fig. 4 compared to fig. 5; and fig. 6 compared to fig. 7). For any given dlD ratio, the IPG increases when the width of the voltage sensing electrodes decreases. The amplitude of the IPG decreases when the distance between electrodes and the thigh increases, for example, when the electrodes are under the upholstery. To ensure that the thigh is always on the electrodes, it is convenient that b is almost equal to the width of the seat. Thus, we have developed a method of determining, for the different specific cases, the optimal values of the dlD and alA relationships, where D is determined by the depth of the seat in question, both in terms of the amplitude of the IPG, and in terms of to the detection of impedance variations related to breathing. The amplitude and waveform of the IPG obtained with hidden electrodes are good enough so that the heart rate can be easily extracted by identifying the peak in each cardiac cycle with an algorithm based on detecting the slope of the IPG. This method constitutes the key to the design of heart rate determination devices according to the different specific cases.

Ya que los electrodos pueden ser ocultados debajo de la tapicería de una silla normal, sofá o cojín, el método propuesto puede proporcionar un medio útil para la supervisión continua de la frecuencia cardíaca en ambientes no clínicos, es decir, en entornos de la vida diaria normal. En ausencia de artefactos de movimiento, la frecuencia cardíaca puede ser extraída del IPG por un simple algoritmo basado en la detección por pendiente. Since the electrodes can be hidden under the upholstery of a normal chair, sofa or cushion, the proposed method can provide a useful means for continuous monitoring of heart rate in non-clinical settings, that is, in everyday life settings. normal. In the absence of motion artifacts, the heart rate can be extracted from the IPG by a simple algorithm based on slope detection.

Una vez descrita suficientemente la invención, así. como de una realización preferente de la misma, sólo debe añadirse que es posible realizar modificaciones en su constitución y materiales empleados sin apartarse de su alcance, definido en las siguientes reivindicaciones. Once the invention is sufficiently described as well. as of a preferred embodiment thereof, it should only be added that it is possible to make modifications in its constitution and materials used without departing from its scope, defined in the following claims.

Claims (4)

REIVINDICACIONES 1.-Un aparato para la medición continua no consciente de la frecuencia cardíaca basado en la pletismografía de impedancia caracterizado porque comprende dos pares de electrodos de tiras paralelas, ocultos dentro del material del asiento y colocados en dirección transversal al muslo, en los que dos electrodos externos constituyen un primer par y dos electrodos internos constituyen el segundo par, y porque dichos electrodos son construidos de un material conductor muy delgado imperceptible a la vista, tal como una cinta o una lámina. 1.-An apparatus for continuous non-conscious measurement of heart rate based on impedance plethysmography characterized in that it comprises two pairs of electrodes with parallel strips, hidden inside the seat material and placed in a direction transverse to the thigh, in which two External electrodes constitute a first pair and two internal electrodes constitute the second pair, and because said electrodes are constructed of a very thin conductive material imperceptible to the eye, such as a tape or a sheet. 2.-El aparato para la medición continua no consciente de la frecuencia cardíaca según la reivindicación 1 caracterizado porque dicho par de electrodos externos se usa para inyectar una corriente alterna de una frecuencia entre 10kHz Y 250 kHz; Y dicho par de electrodos internos se usa para medir la caída de tensión a través de los tejidos biológicos situados encima de dicho par; y en donde, si la conductividad eléctrica de los tejidos cambia debido al flujo de sangre, la tensión
detectada tendrá una amplitud que dependerá de la impedancia basal y de los correspondientes cambios de conductividad a cada latido.
2. The apparatus for continuous measurement not aware of the heart rate according to claim 1, characterized in that said pair of external electrodes is used to inject an alternating current of a frequency between 10kHz and 250kHz; And said pair of internal electrodes is used to measure the voltage drop across the biological tissues located above said pair; and where, if the electrical conductivity of the tissues changes due to blood flow, the tension
detected will have an amplitude that will depend on the baseline impedance and the corresponding changes in conductivity at each beat.
3.-Un método para la medición continua no consciente de la frecuencia cardíaca basado en la pletismografía de impedancias caracterizado porque la distancia D de separación entre los electrodos de inyección de corriente es determinada por la profundidad del asiento y deberá ser tan grande como sea factible; la longitud b de los electrodos deberá ser mayor que el diámetro del muslo para la persona sentada y preferentemente igual a la anchura del asiento; la anchura A de los electrodos de inyección de corriente deberá ser lo bastante grande para obtener una distribución uniforme de las líneas de corrientes a lo largo del muslo; y porque la separación óptima d entre los electrodos de detección de tensión, y la anchura a de los electrodos de detección de tensión se determinan encontrando los valores óptimos de las relaciones dlD y alA, tanto en cuanto a la amplitud del pletismograma (IPG), como en cuanto a la detección de variaciones de la impedancia relacionadas con la respiración. 3.-A method for continuous non-conscious heart rate measurement based on impedance plethysmography characterized in that the separation distance D between the current injection electrodes is determined by the seat depth and should be as large as feasible. ; the length b of the electrodes should be greater than the diameter of the thigh for the seated person and preferably equal to the width of the seat; the width A of the current injection electrodes should be large enough to obtain a uniform distribution of the current lines along the thigh; and because the optimum separation d between the voltage sensing electrodes, and the width a of the voltage sensing electrodes are determined by finding the optimal values of the dlD and alA ratios, both in terms of the amplitude of the plethysmogram (IPG), as for the detection of impedance variations related to breathing. 4.-El método para la medición continua no consciente de la frecuencia cardíaca según la reivindicación 3 caracterizado porque la amplitud y la forma de onda del IPG obtenido con electrodos ocultos son adecuadas para que la frecuencia cardíaca pueda ser fácilmente extraída identificando el pico en cada ciclo cardíaco con un algoritmo basado en la detección de la pendiente dellPG en cada punto. 4. The method for continuous non-conscious measurement of the heart rate according to claim 3 characterized in that the amplitude and waveform of the IPG obtained with hidden electrodes are suitable so that the heart rate can be easily extracted by identifying the peak in each Cardiac cycle with an algorithm based on the detection of the dellPG slope at each point.
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