ES2939207B2

ES2939207B2 - Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente y método de medición asociado

Info

Publication number: ES2939207B2
Application number: ES202130975A
Authority: ES
Inventors: Farto David Fernández
Original assignee: Universidad de Valladolid
Current assignee: Universidad de Valladolid
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2024-03-11
Anticipated expiration: 2041-10-19
Also published as: ES2939207A1

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente y método de medición asociado

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud de patente tiene por objeto un dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente, y el método de medición asociado, incluyendo un conjunto emisor magnético y un conjunto receptor magnético, vinculados entre sí por medio de una primera unión que comprende unos medios elásticos, todo ello destinado a la monitorización médica, incorporando adicionalmente notables innovaciones y ventajas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad, la mayoría de hospitales cuentan habitualmente con dos formas diferentes de medir la respiración de los pacientes. La más simple consiste en contar el número de inspiraciones durante un minuto, bien sea utilizando un fonendoscopio o, directamente, colocando la mano en la zona torácico-abdominal del paciente. Dicho método es bastante rudimentario, además de poco preciso, puesto que sólo se tiene en cuenta una muestra de un minuto. La otra técnica, más precisa, es la que se utiliza para los pacientes que están ingresados, y consiste en la monitorización del paciente por medio de la colocación de electrodos en su cuerpo. El problema asociado es el elevado precio de un equipo de estas características.

Son conocidos por otro lado productos tales como mascarillas faciales para la monitorización continuada de la frecuencia respiratoria. En este caso, el principio físico en el que se basa es en la medición de la diferencia existente entre el grado de humedad del aire inspirado y el del espirado. Además, dispone también de una pantalla que ofrece los datos recogidos en tiempo real. Presenta no obstante el inconveniente de no ser un dispositivo inalámbrico.

Otras soluciones conocidas son aplicaciones para Smartphone, las cuales hacen uso de la cámara, siendo capaz de medir el número de respiraciones por minuto. Para ello, sólo hace falta apoyar el teléfono móvil sobre una superficie estable durante unos segundos, de tal forma que la cámara frontal pueda enfocar a la cara y el pecho del usuario para así detectar cada inspiración y espiración. Dichas aplicaciones no están diseñada no obstante para un diagnóstico médico, ofreciendo tan sólo una estimación.

Es por otro lado conocido del estado de la técnica, según se describe en el documento de patente CN212880494, un sistema de monitorización para el tratamiento con oxígeno comprende un catéter nasal utilizado para introducir oxígeno a un paciente. La tubería de oxígeno se comunica con el catéter nasal y se utiliza para suministrar oxígeno. El mecanismo de recolección del sonido de la respiración se utiliza para recolectar el sonido de la respiración de la boca y / o la nariz. Comprende un mecanismo de control de la circulación de oxígeno. Dicho controlador se utiliza para recibir datos del sonido respiratorio del mecanismo de captación del sonido respiratorio, y así calcular la frecuencia respiratoria. Se recibe la información sobre la circulación de oxígeno detectada por el mecanismo de detección de la circulación de oxígeno, se reconoce si el paciente inhala oxígeno o no, y se registra el tiempo efectivo de inhalación de oxígeno. Se utiliza por tanto un modo de recolección de sonido para recolectar el sonido del flujo de aire de la boca y/o la nariz, obtiene así la frecuencia respiratoria.

Es también conocido del estado de la técnica, según se describe en el documento de patente CN110473180, un método y un sistema de reconocimiento del movimiento respiratorio del tórax y un medio de almacenamiento. El método comprende las etapas de extraer datos de imagen del diafragma en una imagen de rayos X de tórax, realizar un análisis en el dominio del tiempo sobre los datos de la imagen del diafragma, realizar un análisis del dominio de la frecuencia en los datos de la imagen del diafragma. Y según todo ello generar un resultado de identificación del movimiento respiratorio del tórax.

A la vista de todo lo anterior se detecta una necesidad de cuantificar la frecuencia respiratoria de forma mecánica a partir de la detección de los movimientos torácicoabdominales llevados a cabo durante la respiración.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un aparato para la monitorización de la frecuencia respiratoria de un paciente. Enmarcado dentro del mundo del Internet de las Cosas, la información recogida por el dispositivo es enviada de forma continua a un servidor, de manera que los datos quedan almacenados de forma automática.

De modo resumido, el dispositivo consta de una banda que une dos pequeñas cajas o carcasas. En una se encuentra un imán, mientras que la otra alberga un módulo electrónico de control, al cual van conectados un sensor magnético y una batería. Las cajas están unidas mediante una cinta rígida por uno de sus extremos, la cual es de un tamaño lo suficientemente grande como para rodear el diámetro troncal o pecho del paciente. Por el otro extremo, las cajas están separadas por una pequeña cinta elástica que va a permitir el acercamiento y distanciamiento de las cajas al ritmo de la respiración. El campo magnético generado por el imán, al acercarse y alejarse del sensor magnético, produce una variación de la tensión eléctrica en éste, en correlación con los movimientos torácico-abdominales. La señal generada es procesada y tratada, vía software, por el módulo electrónico de control, de tal manera que las variaciones de tensión quedan cuantificadas en respiraciones por minuto.

Más en particular, el dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente, comprende un conjunto emisor magnético y un conjunto receptor magnético, vinculados entre sí por medio de una primera unión que comprende unos medios elásticos, de manera que se posibilita el acercamiento y alejamiento de dichos conjuntos al ritmo de la respiración, siendo capaz de detectar cuando se produce una inhalación o exhalación, pudiendo cuantificar de esta forma el número de respiraciones por minuto. Precisar que dicha primera unión es entre los lados más cercanos de dichos conjuntos emisor y receptor.

De todo lo anterior se deriva un reducido coste económico, siendo un dispositivo medidor sencillo y poco invasivo para el paciente. Se puede implementar como un simple cinturón, configurado para ser abrochado en torno al vientre o pecho del paciente, y que no imposibilita a su portador de realizar cualquier tarea.

Más en detalle, el conjunto receptor magnético comprende un sensor magnético y un módulo electrónico de control, de manera que el sensor magnético mide el valor del campo magnético en las tres dimensiones del espacio, por lo que la distancia entre el conjunto emisor magnético y un conjunto receptor magnético, con dicho sensor magnético puede estar correlacionada con los movimientos torácico-abdominales. Esta información es tratada, vía software, por el módulo electrónico de control, de tal manera que las variaciones de tensión quedan cuantificadas en respiraciones por minuto.

Preferentemente, el conjunto emisor magnético comprende un imán permanente, siendo ésta una solución más robusta y perdurable en el tiempo y más económica. Así, el campo magnético generado por el imán, al acercarse y alejarse del sensor magnético, produce una variación de tensión en este, en correlación con los movimientos torácico-abdominales del paciente.

Ventajosamente, los medios elásticos de la primera unión son al menos una cinta elástica, estando dicha primera unión preferentemente situada por delante del pecho del paciente, de manera que permite el acercamiento y alejamiento de las piezas al ritmo de la respiración. Señalar que, en la inspiración, el tórax se expande y el diafragma baja, permitiendo la entrada de aire en los pulmones. En cambio, en la espiración, el tórax vuelve a su posición inicial y el diafragma sube, provocando la salida del aire. Al bajar el diafragma durante la espiración, comprime las vísceras abdominales y el abdomen tiende a protruir, por lo que el tórax y el abdomen se mueven a la par.

Por otro lado, el conjunto emisor magnético y el conjunto receptor magnético, están vinculados entre sí por medio de una segunda unión que comprende una cinta rígida. Dicha segunda unión se encuentra entre los lados más alejados del conjunto emisor magnético y del conjunto receptor magnético, haciendo las veces de correa del cinturón, yendo preferentemente dispuesta por detrás de la espalda del paciente. Opcionalmente, para el cierre y ajuste de dicho cinturón se cosen varios trozos de velcro en esta cinta, con la longitud adecuada para disponer de una cierta regulación en holgura, pudiendo así adaptarse a la complexión más o menos delgada de cada paciente.

Según otro aspecto de la invención, el conjunto emisor magnético y/o el conjunto receptor magnético están alojados en al menos una carcasa la cual comprende una base con al menos una ranura para la fijación de la cinta elástica y/o de la cinta rígida, ofreciendo de este modo una opción de enganche y montaje sencilla.

Cabe precisar que, en una realización concreta, la carcasa del conjunto emisor magnético es más pequeña que la del conjunto receptor magnético, y en ella hay dispuesto un pequeño cilindro hueco en la parte central destinado a albergar el imán, el cual queda opcionalmente sellado al colocar una tapa, de cara a impedir que el imán se salga.

En una realización preferida de la invención, el dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria comprende una batería recargable, para el suministro eléctrico del sensor magnético y del módulo electrónico de control, de modo que el dispositivo cuenta con una mayor autonomía, al poder trabajar sin necesidad de estar conectado a la red eléctrica.

Complementariamente, el dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria comprende unos medios de visualización en tiempo real de una información representativa del valor del número de respiraciones por minuto, estando dichos medios de visualización en conexión con el módulo electrónico de control. De este modo el usuario puede leer la medida de dicho número de respiraciones por minuto.

Ventajosamente, el sensor magnético es un chip de superficie con tres sensores de magneto resistencia, lo que dota al conjunto receptor magnético con la capacidad de medir el valor del campo magnético en tres ejes, en las tres dimensiones del espacio. De este modo, y haciendo el módulo del vector que conforman las tres coordenadas, se obtiene la distancia existente entre el sensor magnético y el imán, la cual está correlacionada con los movimientos torácico-abdominales.

Según otro aspecto de la invención, el módulo electrónico de control comprende un circuito de filtrado digital configurado para tratar la señal eléctrica generada por el sensor magnético. Así, la señal eléctrica generada es procesada y tratada, vía software, por el módulo electrónico de control, de tal manera que las variaciones de dicha señal eléctrica en el sensor magnético quedan cuantificadas en respiraciones por minuto

Más específicamente, la señal de entrada al circuito de filtrado digital es igual al módulo de un vector cuyas coordenadas son los valores del campo magnético para los tres ejes obtenidos por el sensor magnético.

Por otra parte, el circuito de filtrado digital comprende un primer filtro paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.9 Hz, de modo que la señal de entrada da lugar a una primera señal de salida.

Adicionalmente, el circuito de filtrado digital comprende un segundo filtro paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.3 Hz, de modo que la primera señal de salida da lugar a una segunda señal de salida.

Cabe mencionar que, el circuito de filtrado digital realiza la resta entre la primera señal de salida y la segunda señal de salida, y la hace pasar por un detector de envolvente, obteniéndose una tercera señal.

Por otra parte, el circuito de filtrado digital hace pasar la tercera señal por un tercer filtro paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.3 Hz, y por un amplificador por un factor de 1/4, originando una cuarta señal de salida.

Finalmente, el circuito de filtrado digital hace pasar la primera señal de salida, la segunda señal de salida y la cuarta señal de salida por un comparador con histéresis no inversor, de modo que se obtiene un detector de flancos. Así, el resultado final de la frecuencia respiratoria se obtiene a partir un detector de flancos que captura las transiciones producidas durante los ciclos de histéresis para, mediante una media móvil, cuantificar el número de respiraciones por minuto. Por tanto, cuanto más anchos son los pulsos de la cuarta señal de salida, mayor es el número de respiraciones por minuto.

Según otro aspecto de la invención, el módulo electrónico de control comprende medios de transmisión inalámbrica a un servidor, de los datos obtenidos del sensor magnético, de manera que no hace falta una conexión por cable, lo que aporta comodidad y flexibilidad de uso. Preferentemente, se establece una conexión WiFi seguida de una conexión MQTT, siendo éste el protocolo de comunicación utilizado. Señalar que en este caso, la máquina cliente sería el medidor de frecuencia respiratoria desarrollado, mientras que la máquina receptora sería el servidor al que se envía la información.

Es también objeto de la presente invención, un método de medición de la frecuencia respiratoria de un paciente, por medio de un dispositivo medidor según lo descrito con anterioridad, comprendiendo las etapas de i) captura de la señal eléctrica procedente de un sensor magnético; ii) procesado la señal eléctrica para la obtención de unos datos proporcionales a la frecuencia respiratoria de un paciente; iii) repetición i) y ii) un número determinado 'n' de veces de modo acumulativo; iv) transmisión a un servidor la información resultante del procesado acumulado de los datos. De este modo los datos quedan almacenados de forma automática en el módulo electrónico de control. Y cada cierto período de tiempo, y tras un n° ‘n’ acumulado de veces, la información capturada es enviada vía WiFi a un servidor, en el cual queda integrada dentro de una base de datos. Todo ello aporta unas ventajas de autosuficiencia, siendo apenas requerida una mínima interacción por parte de personal técnico. Así, una vez inicializados los parámetros pertinentes, el dispositivo realiza una monitorización ininterrumpida del paciente.

Mencionar que cada cierto período de tiempo, la información capturada es enviada vía WiFi a un servidor, en el cual queda integrada dentro de una base de datos. Esto permite que se puedan generar, de manera sencilla, diferentes gráficas que faciliten el seguimiento de la evolución respiratoria del paciente. Además, y como se ha referido, el dispositivo dispone de una pantalla, o medios de visualización, en la que se puede ver en tiempo real el valor del número de respiraciones por minuto.

Dicho de otro modo, con el dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria, siendo un terminal inalámbrico, se quiere prolongar al máximo la autonomía, por lo que el módulo electrónico de control sigue una dinámica cíclica consistente en a) capturar la información procedente del sensor magnético; y b) permanecer en estado de suspensión. Así, y cuando este proceso se ha realizado un número determinado de veces, los datos, ya cuantificados en respiraciones por minuto, son enviados a un ordenador que actúa como servidor. >

En una realización preferida de la invención, el método de medición de la frecuencia respiratoria de un paciente comprende una etapa de transmisión a un servidor de la información a través de la generación de una red Wifi accesible por medio de un Smartphone, dando lugar a un interfaz con una pluralidad de campos a rellenar por parte del usuario. Así, dicho usuario debe inicializar el dispositivo por primera vez, con lo que el módulo electrónico de control se pone en modo punto de acceso, generando una red Wifi a la cual se puede uno conectar desde su Smartphone. Si se ha introducido de forma correcta la contraseña, llegará una notificación de inicio de sesión. Tras pulsarla, se iniciará un portal cautivo, en el cual se indican los pasos a seguir.

En los dibujos adjuntos se muestra, a título de ejemplo no limitativo, un dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente, y método de medición asociado, constituido de acuerdo con la invención. Otras características y ventajas de dicho dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente, y método de medición asociado, objeto de la presente invención, resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1- Vista frontal de un paciente portando el dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria, de acuerdo con la presente invención;

Figura 2- Vista en planta del dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria, de acuerdo con la presente invención;

Figura 3- Vista en perspectiva de las carcasas del conjunto emisor magnético y del conjunto receptor magnético, de acuerdo con la presente invención;

Figura 4- Vista de detalle de la primera unión entre el conjunto emisor magnético y el conjunto receptor magnético, de acuerdo con la presente invención;

Figura 5- Vista de detalle de la segunda unión entre el conjunto emisor magnético y el conjunto receptor magnético, de acuerdo con la presente invención;

Figura 6- Vista en perspectiva del conjunto receptor magnético, de acuerdo con la presente invención;

Figura 7- Vista frontal del módulo electrónico de control, de acuerdo con la presente invención;

Figura 8- Vista trasera del módulo electrónico de control, de acuerdo con la presente invención;

Figura 9- Vista en perspectiva del sensor magnético, de acuerdo con la presente invención; Figura 10- Vista en perspectiva de la batería, de acuerdo con la presente invención;

Figura 11- Vista de detalle del circuito de filtrado digital, de acuerdo con la presente invención;

Figura 12- Vista del esquema del procesado de señal que se realiza vía software en el módulo electrónico, de acuerdo con la presente invención;

Figura 13- Vista de una representación del punto de acceso generado por el dispositivo, de acuerdo con la presente invención;

Figura 14- Vista de una representación de la notificación de acceso al portal cautivo, de acuerdo con la presente invención;

Figura 15- Vista de una representación del menú principal del portal cautivo, de acuerdo con la presente invención;

Figura 16- Vista de una representación de las opciones del desplegable del menú principal, de acuerdo con la presente invención;

Figura 17- Vista de una representación de los parámetros de configuración del dispositivo, de acuerdo con la presente invención;

Figura 18- Vista de una representación de la base de datos del servidor, de acuerdo con la presente invención;

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, comprendiendo las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.

En la figura 1 se puede observar una vista frontal de un paciente (1) portando el dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria, sobre el pecho (11), con una primera unión (5) entre el conjunto emisor magnético (2) y el conjunto receptor magnético (3), y una segunda unión (6) a la espalda (12).

En la figura 2 se puede observar una vista en planta del dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria, con el detalle de una primera unión (5) incluyendo unos medios elásticos (51) entre un conjunto emisor magnético (2) y un conjunto receptor magnético (3), y con una segunda unión (6) que comprende una cinta rígida (61).

En la figura 3 se puede observar una vista en perspectiva de las carcasas (4) del conjunto emisor magnético (2) y del conjunto receptor magnético (3), mostrándose el detalle de una base (41) que comprende una ranura (42), y por otro lado una tapa (43).

Más en detalle precisar que las carcasas (4) han sido diseñadas en 3D e impresas con plástico PLA. Ambas tienen por base (41) una plancha con ranuras (42) a los lados para el paso de las cintas (51a, 61). En la carcasa (4) más pequeña, destinada al imán (21), se ha colocado un pequeño cilindro hueco en la parte central de la plancha, el cual queda sellado al colocar la tapa (43), impidiendo que el imán (21) se salga. En el caso de la carcasa (4) más grande se han levantado cuatro paredes sobre una base (41) que sobresale por los extremos. Dicha carcasa (4) alberga un módulo electrónico de control (31), al cual van conectados una batería (36) y un sensor magnético (33). La hendidura rectangular que se observa en la base se corresponde con el tamaño de la batería (36), reduciendo de esta forma un par de milímetros la altura de la carcasa (4).

En la figura 4 se puede observar una vista de detalle de la primera unión (4) entre el conjunto emisor magnético (2), con un imán (21), y el conjunto receptor magnético (3), dicha primera unión (4) comprendiendo unos medios elásticos (51), y en concreto una cinta elástica (51a).

En la figura 5 se puede observar una vista de detalle de la segunda unión (6) entre el conjunto emisor magnético (2) y el conjunto receptor magnético (3), comprendiendo una cinta rígida (61) y al menos una tira de velcro (62).

En la figura 6 se puede observar una vista en perspectiva del conjunto receptor magnético (3), incluyendo un módulo electrónico de control (31) y un sensor magnético (33), en concreto un chip de superficie (33a), y medios de visualización (34), todo ello integrado dentro de una carcasa (4).

En la figura 7 se puede observar una vista frontal del módulo electrónico de control (31), incluyendo un circuito de filtrado digital (32) y los mencionados medios de visualización (34).

En la figura 8 se puede observar una vista trasera del módulo electrónico de control (31), incluyendo un circuito de filtrado digital (32) y unos medios de transmisión inalámbrica (35).

En la figura 9 se puede observar una vista en perspectiva del sensor magnético (33, que se concreta en un chip de superficie (33a).

En la figura 10 se puede observar una vista en perspectiva de la batería (36).

En la figura 11 se puede observar una vista de detalle del circuito de filtrado digital (32), que integra un primer filtro (32a), un segundo filtro (32b), un tercer filtro (32c), un detector de envolvente (32d), un amplificador (32k) y un comparador con histéresis (32e), recibiendo en primer lugar una señal de entrada (32f), que se transforma en una primera señal de salida (32g), en un siguiente paso en una segunda señal de salida (32h), luego sucesivamente en un tercera señal (32i) y en una cuarta señal de salida (32j).

En concreto, en el módulo electrónico de control (31) se ha implementado un algoritmo de filtrado digital para tratar la señal eléctrica generada por el sensor magnético (33) o magnetómetro. El circuito de filtrado digital (32) cuenta con tres filtros IIR (32a, 32b y 32c) de tipo Butterworth. La señal de entrada (32f) es igual al módulo de un vector cuyas coordenadas son los valores del campo magnético para los tres ejes obtenidos por el sensor magnético (33). Dicha señal de entrada (32f) se hace pasar por un primer filtro (32a) paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.9 Hz. A la salida del segundo filtro (32b) se va a tener una señal atenuada a partir de 0.3 Hz. Al efectuar una resta de señales, se obtiene el mismo resultado que si se hubiera aplicado un filtro paso banda con una banda de paso entre 0.3 Hz y 0.9 Hz. La señal resultante o tercera señal (32i) es sometida a un detector de envolvente (32d), representado por el bloque del diodo, filtrada de nuevo con un tercer filtro (32c) igual al segundo y amplificada por un factor de %. Finalmente, se tiene un comparador con histéresis (32e) no inversor, cuya salida se ha etiquetado como cuarta señal de salida (32j). En la figura 11 se ve cómo cuando la cuarta señal de salida (32j) vale 0 y la tensión de la señal y0 es superior a la suma de yl e yr, el valor de cuarta señal de salida (32j) cambia a 1. De la misma forma, si la cuarta señal de salida (32j) es 1, y la tensión de la señal y0 es inferior a la diferencia entre yl e yr, el valor de la cuarta señal de salida (32j) pasa a ser 0.

En la figura 12 se puede observar una vista del esquema del procesado de señal que se realiza vía software en el módulo electrónico de control (31). En concreto se aprecia la evolución en el tiempo de la señal de entrada (32f), la primera señal de salida (32g), la segunda señal de salida (32h) y la cuarta señal de salida (32j).

Señalar que el resultado final de la frecuencia respiratoria se obtiene a partir un detector de flancos que captura las transiciones producidas durante los ciclos de histéresis para, mediante una media móvil, cuantificar el número de respiraciones por minuto. Por tanto, cuanto más anchos son los pulsos de la cuarta señal de salida (32j), mayor es el número de respiraciones por minuto, señal rpm, y viceversa.

En la figura 13 se puede observar una vista de una representación del punto de acceso generado por el dispositivo medidor, en un Smartphone (9) al modo que lo sería una red Wifi (8).

En la figura 14 se puede observar una vista de una representación de la notificación de acceso al portal cautivo (91), en una Smartphone (9) al modo en el que se llevaría a cabo el acceso a una red Wifi (8).

En la figura 15 se puede observar una vista de una representación del menú principal del portal cautivo (91) en la pantalla de un Smartphone (9). Y en concreto, pulsando el icono de las tres barras horizontales, aparece un menú desplegable con dos opciones. La opción “Configuración” lleva al usuario a una ventana con una serie de parámetros a rellenar. Una vez introducidos, basta con pulsar en “Guardar” y, a continuación, en “Desconectar”, para que el portal cautivo (91) desaparezca y el dispositivo medidor comience a funcionar.

En la figura 16 se puede observar una vista de una representación de las opciones del desplegable del menú principal, por medio de un portal cautivo (91) al modo en el que lo haría una red Wifi (8).

En la figura 17 se puede observar una vista de una representación de los parámetros de configuración del dispositivo medidor, que incluyen la introducción, por medio de un portal cautivo (91), de los datos de una serie de campos (91a) en una base de datos (71) de un servidor (7).

En la figura 18 se puede observar una vista de una representación de la base de datos (71) del servidor. En concreto se puede apreciar los campos del menú de “Configuración” los cuales serían los siguientes: a) SSID o red WiFi (8) con la que se quiere establecer una conexión, es decir, la red a la que se encuentra conectado el servidor (7); b) Contraseña del SSID; c) Servidor (7) con la dirección IP del servidor (7) al que se quiere enviar la información, es decir, la dirección del servidor (7); d) Dispositivo o nombre del dispositivo, en el ejemplo, RESP01. Este dato es utilizado para diferenciar en la base de datos (71) qué dispositivo realizó la medición; e) NHC o número de historia clínica del paciente (1), siendo estos el conjunto de números que le identifican dentro del hospital. Dicho dato es utilizado para diferenciar en la base de datos (71) a quién corresponde cada medición; f) Tpo. Envío o período de tiempo entre cada envío al servidor (7).

Más en particular, tal y como se observa en las figuras 1 y 2, el dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1) comprende un conjunto emisor magnético (2) y un conjunto receptor magnético (3), vinculados entre sí por medio de una primera unión (5) que comprende unos medios elásticos (51).

Más en detalle, tal y como se observa en la figura 6, el conjunto receptor magnético (3) comprende un sensor magnético (33) y un módulo electrónico de control (31). En cuanto al sensor magnético (8), se pude escoger de modo preferido un módulo GY-273 del fabricante ARCELI, el cual cuenta con un chip QMC5883L, siendo éste un chip de superficie (33a) que incorpora tres sensores de magneto resistencia, dotando al módulo de la capacidad de medir el valor del campo magnético en tres ejes. Mencionar que para conectarlo al módulo ESP32, hace falta soldar cuatro cables. Señalar que como módulo electrónico de control (31) se ha utilizado un módulo ESP32, concretamente el TTGO T-Display V1.1 de la marca LILYGO. Este componente permite la conexión inalámbrica WiFi 802.11 b/g/n y cuenta con un conector JST de dos pines para la conexión de la batería (36). Además, el módulo electrónico de control (31) cuenta con un puerto USB tipo C, para la carga de la batería (36) y la depuración del software, y de una pantalla TFT LCD de 1.14 pulgadas en la que se podrá mostrar los valores de la respiración, a través de una ventana en la carcasa (4) del conjunto receptor magnético (3).

En una realización preferida de la invención, tal y como se observa en la figura 4, el conjunto emisor magnético (2) comprende un imán (21) permanente.

Según otro aspecto de la invención, tal y como se observa en las figuras 2 y 4, los medios elásticos (51) de la primera unión (5) son al menos una cinta elástica (51a), siendo ésta de una dimensión corta, opcionalmente de unos 5 ctms aproximadamente, no siendo adecuado una dimensión mayor al dificultar la detección de las variaciones del campo magnético.

Por otro lado, tal y como se observa en las figuras 1 y 2, el conjunto emisor magnético (2) y el conjunto receptor magnético (3), están vinculados entre sí por medio de una segunda unión (6) que comprende una cinta rígida (61), siendo ésta de dimensión larga, opcionalmente de más de 30 ctms, o bien de un tamaño lo suficientemente grande como para rodear el diámetro troncal del paciente (1).

Según otro aspecto de la invención, tal y como se observa en las figuras 3 y 4, el conjunto emisor magnético (2) y/o el conjunto receptor magnético (3) están alojados en al menos una carcasa (4) la cual comprende una base (41) con al menos una ranura (42) para la fijación de la cinta elástica (51a) y/o de la cinta rígida (61).

Complementariamente, tal y como se observa en la figura 10, el dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria comprende una batería (36) recargable. A este respecto señalar que ha de buscarse un compromiso entre la capacidad, el tamaño y el precio. Al tener por objetivo que el dispositivo sea de bajo coste y poco invasivo para el paciente (1), conviene decantarse por una batería (36) barata de pequeño tamaño, a pesar de que esto límite la autonomía del dispositivo. Concretamente, se puede optar por una batería LiPo recargable de 1100mAh de la empresa MakerFocus, cuyas dimensiones son muy similares a las del módulo electrónico de control (31). Con esta batería (36) el dispositivo puede alcanzar una autonomía superior a los 4 días.

Adicionalmente, tal y como se observa en las figuras 6 y 7, el dispositivo medidor comprende unos medios de visualización (34) en tiempo real de una información representativa del valor del número de respiraciones por minuto. Como se ha mencionado, se escoge una pantalla TFT LCD de 1.14 pulgadas, visible a través de una ventana en la tapa (43) de la carcasa (4).

Por otra parte, tal y como se observa en las figuras 6 y 9, el sensor magnético (33) es un chip de superficie (33a) con tres sensores de magneto resistencia.

Según una realización preferente de la invención, tal y como se observa en las figuras 8 y 11, el módulo electrónico de control (31) comprende un circuito de filtrado digital (32) configurado para tratar la señal eléctrica generada por el sensor magnético (33), donde el sensor magnético (33) es un magnetómetro, y circuito de filtrado digital (32) comprende una pluralidad de elementos de filtrado, en particular tres filtros IIR de tipo Butterworth.

Como se ha mencionado, tal y como se observa en la figura 11, la señal de entrada (32f) al circuito de filtrado digital (32) es igual al módulo de un vector cuyas coordenadas son los valores del campo magnético para los tres ejes obtenidos por el sensor magnético (33).

Más concretamente, tal y como se observa en la figura 11, el circuito de filtrado digital (32) comprende un primer filtro (32a) paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.9 Hz, de modo que la señal de entrada (32f) da lugar a una primera señal de salida (32g).

Por otro lado, tal y como se observa en la figura 11, el circuito de filtrado digital (32) comprende un segundo filtro (32b) paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.3 Hz, de modo que la primera señal de salida (32g) da lugar a una segunda señal de salida (32h).

Adicionalmente, tal y como se observa en la figura 11, el circuito de filtrado digital (32) realiza la resta entre la primera señal de salida (32g) y la segunda señal de salida (32h), y la hace pasar por un detector de envolvente (32d), obteniéndose una tercera señal (32i).

Más específicamente, tal y como se observa en la figura 11, el circuito de filtrado digital (32) hace pasar la tercera señal (32i) por un tercer filtro (32c) paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.3 Hz, y por un amplificador (32k) por un factor de 1/4, originando una cuarta señal de salida (32j).

Complementariamente, tal y como se observa en la figura 11, el circuito de filtrado digital (32) hace pasar la primera señal de salida (32g), la segunda señal de salida (32h) y la cuarta señal de salida (32j) por un comparador con histéresis (32e) no inversor. Así, se ve en dicha figura 11 cómo cuando out vale 0 y la tensión de la señal y0 es superior a la suma de yl e yr, el valor de out cambia a 1. De la misma forma, si out es 1 y la tensión de la señal y0 es inferior a la diferencia entre yl e yr, el valor de out pasa a ser 0.

Según otro aspecto de la invención, tal y como se observa en la figura 8, el módulo electrónico de control (31) comprende medios de transmisión inalámbrica (35) a un servidor (7), de los datos obtenidos del sensor magnético (33).

Adicionalmente, y con respecto al método de medición de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), tal y como se observa en las figuras 12 a 17, éste comprende las etapas de i) captura de la señal eléctrica procedente de un sensor magnético (33); ii) procesado la señal eléctrica para la obtención de unos datos proporcionales a la frecuencia respiratoria de un paciente (1); iii) repetición i) y ii) un número determinado 'n' de veces de modo acumulativo; iv) transmisión a un servidor (7) la información resultante del procesado acumulado de los datos.

Preferentemente, tal y como se observa en las figuras 12 a 17, el método de medición de la frecuencia respiratoria de un paciente (1) comprende una etapa de transmisión a un servidor (7) de la información a través de la generación de una red Wifi (8) accesible por medio de un Smartphone (9), dando lugar a un interfaz con una pluralidad de campos (91a) a rellenar por parte del usuario.

Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los componentes empleados en la implementación del dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), y su método de medición asociado, podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes, y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación de la siguiente lista.

Lista referencias numéricas:

1 paciente

11 pecho

12 espalda

2 conjunto emisor magnético

21 imán

3 conjunto receptor magnético

31 módulo electrónico de control

32 circuito de filtrado digital

32a primer filtro

32b segundo filtro

32c tercer filtro

32d detector de envolvente

32e comparador con histéresis

32f señal de entrada

32g primera señal de salida

32h segunda señal de salida

32i tercera señal

32j cuarta señal de salida

32k amplificador

33 sensor magnético

33a chip de superficie

34 medios de visualización

35 medios de transmisión inalámbrica

36 batería

4 carcasa

41 base

42 ranura

43 tapa

5 primera unión

51 medios elásticos

51a cinta elástica

6 segunda unión

61 cinta rígida

62 velcro

7 servidor

71 base de datos

8 red Wifi

9 Smartphone

91 portal cautivo

91a campos

Claims

REIVINDICACIONES

1- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), que comprende un conjunto emisor magnético (2) y un conjunto receptor magnético (3), vinculados entre sí por medio de una primera unión (5) que comprende unos medios elásticos (51), caracterizado por que el conjunto receptor magnético (3) comprende un sensor magnético (33) y un módulo electrónico de control (31), y por que el sensor magnético (33) es un chip de superficie (33a) con tres sensores de magneto resistencia.

2- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conjunto emisor magnético (2) comprende un imán (21) permanente.

3- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios elásticos (51) de la primera unión (5) son al menos una cinta elástica (51a).

4- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según la reivindicación 3, caracterizado por que el conjunto emisor magnético (2) y el conjunto receptor magnético (3), están vinculados entre sí por medio de una segunda unión (6) que comprende una cinta rígida (61).

5- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según la reivindicación 4, caracterizado por que en donde el conjunto emisor magnético (2) y/o el conjunto receptor magnético (3) están alojados en al menos una carcasa (4) la cual comprende una base (41) con al menos una ranura (42) para la fijación de la cinta elástica (51a) y/o de la cinta rígida (61).

6- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una batería (36) recargable.

7- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende unos medios de visualización (34) en tiempo real de una información representativa del valor del número de respiraciones por minuto.

8- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo electrónico de control (31) comprende un circuito de filtrado digital (32) configurado para tratar la señal eléctrica generada por el sensor magnético (33).

9- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según la reivindicación 8, caracterizado por que la señal de entrada (32f) al circuito de filtrado digital (32) es igual al módulo de un vector cuyas coordenadas son los valores del campo magnético para los tres ejes obtenidos por el sensor magnético (33).

10- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según la reivindicación 9, caracterizado por que el circuito de filtrado digital (32) comprende un primer filtro (32a) paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.9 Hz, de modo que la señal de entrada (32f) da lugar a una primera señal de salida (32g).

11- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según la reivindicación 10, caracterizado por que el circuito de filtrado digital (32) comprende un segundo filtro (32b) paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.3 Hz, de modo que la primera señal de salida (32g) da lugar a una segunda señal de salida (32h).

12- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según la reivindicación 11, caracterizado por que el circuito de filtrado digital (32) realiza la resta entre la primera señal de salida (32g) y la segunda señal de salida (32h), y la hace pasar por un detector de envolvente (32d), obteniéndose una tercera señal (32i).

13- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según la reivindicación 12, caracterizado por que el circuito de filtrado digital (32) hace pasar la tercera señal (32i) por un tercer filtro (32c) paso bajo de segundo orden con frecuencia de corte de 0.3 Hz, y por un amplificador (32k) por un factor de 1/4, originando una cuarta señal de salida (32j).

14- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el circuito de filtrado digital (32) hace pasar la primera señal de salida (32g), la segunda señal de salida (32h) y la cuarta señal de salida (32j) por un comparador con histéresis (32e) no inversor.

15- Dispositivo medidor de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo electrónico de control (31) comprende medios de transmisión inalámbrica (35) a un servidor (7), de los datos obtenidos del sensor magnético (33).

16- Método de medición de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), por medio de un dispositivo medidor según la reivindicación 15, caracterizado por que comprende las etapas de:

i) captura de la señal eléctrica procedente de un sensor magnético (33);

ii) procesado la señal eléctrica para la obtención de unos datos proporcionales a la frecuencia respiratoria de un paciente (1);

iii) repetición i) y ii) un número determinado 'n' de veces de modo acumulativo;

iv) transmisión a un servidor (7) la información resultante del procesado acumulado de los datos.

17- Método de medición de la frecuencia respiratoria de un paciente (1), según la reivindicación 16, caracterizado por que comprende una etapa de transmisión a un servidor (7) de la información a través de la generación de una red Wifi (8) accesible por medio de un Smartphone (9), dando lugar a un interfaz con una pluralidad de campos (91a) a rellenar por parte del usuario.