Evaluación de la calidad del sueño y de los trastornos respiratorios del sueño en función del acoplamiento cardiopulmonar.

Un aparato para evaluar la calidad del sueño de un sujeto que comprende:

medios para la detección del acoplamiento cardiopulmonar entre dos señales fisiológicas observadas en el sujeto determinando una potencia espectral cruzada y una coherencia para diversas series de datos temporalmente alineadas a partir de dichas dos señales fisiológicas y calcular una potencia cruzada coherente para cada serie temporalmente alineada

, siendo calculada dicha potencia cruzada coherente a partir del producto de dicha coherencia y dicha potencia espectral cruzada de cada serie temporalmente alineada; y

medios para producir una representación gráfica del acoplamiento cardiopulmonar,

donde la representación gráfica está configurada para su uso en la detección de al menos una afección debida al envejecimiento o de una enfermedad.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12181399.

Solicitante: BETH ISRAEL DEACONESS MEDICAL CENTER, INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 330 BROOKLINE AVENUE BOSTON, MA 02215 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: PENG,CHUNG-KANG, GOLDBERGER,ARY,L, MIETUS,JOSEPH,E, THOMAS,ROBERT,J.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DISPOSITIVOS PARA INTRODUCIR AGENTES EN EL CUERPO... > A61M16/00 (Dispositivos para actuar sobre el sistema respiratorio de los pacientes por medio de un tratamiento a base de gas, p. ej. respiración boca a boca; Tubos traqueales (estimulación del movimiento respiratorio por medios mecánicos, neumáticos o eléctricos, pulmones de acero combinados con medios para respirar gases A61H 31/00))
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > SALVAMENTO; LUCHA CONTRA INCENDIOS > DISPOSITIVOS, APARATOS O PROCEDIMIENTOS DE SALVAMENTO... > A62B7/00 (Aparatos respiratorios (para uso médico A61M 16/00))
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/0456 (Detección de los picos de la onda R, p. ej. para sincronizar los aparatos de diagnostico)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/0496 (Electrooculografía, p. ej. para la detección del nistagma)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/08 (Dispositivos de medida para la evaluación de los órganos respiratorios (A61B 5/0205 tiene prioridad))
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/0205 (Evaluación simultánea del estado cardiovascular y del estado de otras partes del cuerpo, p. ej. del estado cardiaco y respiratorio)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/04 (Medida de señales bioeléctricas del cuerpo o de partes del mismo)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/0476 (Electroencefalografía)

PDF original: ES-2464151_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Evaluación de la calidad del sueño y de los trastornos respiratorios del sueño en función del acoplamiento cardiopulmonar .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere en general al análisis de los datos fisiológicos y, más específicamente, a la evaluación no invasiva de la patología y fisiología del sueño a partir de medidas de coherencia y/o potencia cruzada.

Técnica relacionada [0002] Al menos el cinco por ciento de la población general sufre de trastornos del sueño de importancia médica, siendo el más frecuente el trastorno respiratorio durante el sueño (también conocido como apnea del sueño) . Como problema principal de salud pública, los trastornos del sueño contribuyen a una somnolencia diurna excesiva y a los riesgos asociados de accidentes de tráfico, hipertensión, ataques al corazón, ictus, depresión y trastornos de déficit de atención. La prevalencia de los trastornos del sueño es mucho mayor (excediendo del treinta por ciento) en poblaciones específicas, como individuos obesos, con insuficiencia cardíaca congestiva, diabetes e insuficiencia renal.

Los sistemas de diagnóstico convencionales para la detección de los trastornos del sueño normalmente implican registros multicanal complejos en un laboratorio del sueño y costosas valoraciones, que llevan en su conjunto a un gasto sustancial y molestias para el paciente. Un ejemplo de sistema de diagnóstico del sueño convencional es la polisomnografía completa. La polisomnografía es la técnica de referencia para la detección y cuantificación del trastorno respiratorio del sueño e incluye estadificación del sueño, puntuación de las anomalías respiratorias (p. ej., apneas, hipopneas, limitación del flujo, respiraciones periódicas y episodios de desaturación) y los movimientos de las extremidades. Los marcadores típicos de la intensidad del trastorno del sueño son los índices de fragmentación del sueño, el índice de apnea-hipopnea, el índice de alteración respiratorio (una frecuencia o índice de despertare) y el índice de desaturación de oxígeno.

Una de las muchas limitaciones de los sistemas de diagnóstico del sueño convencionales es la dependencia de una puntuación manual tediosa de «acontecimientos» en base a criterios arbitrarios desde un punto de vista fisiológico. Solo puede encontrarse una correlación moderada entre estos acontecimientos y los resultados cognitivos y cardiovasculares. Por tanto, los sistemas convencionales conllevan una cantidad significativa de variación inexplicable en el efecto y no consigue describir adecuadamente el impacto fisiológico de los trastornos del sueño. Por tanto, una medida cuantitativa que evalúa el impacto de los trastornos del sueño sobre la fisiología del sueño podría ser útil para aclarar parte de la varianza inexplicable. Un biomarcador continuo del estado fisiológico puede ser especialmente útil para el seguimiento de los efectos del tratamiento. Un biomarcador continuo puede también ser útil para discriminar a aquellos pacientes en los que la enfermedad de trastorno del sueño aparentemente insignificante es fisiológicamente perjudicial. Entre estos contextos fisiológicamente perjudiciales se incluyen la roncopatía primaria que, en adultos, se asocia con una somnolencia excesiva y en niños se asocia con 45 comportamientos distraídos y/o hiperactivos.

Actualmente no existen diagnósticos del sueño rápidos y de rendimiento preciso, a pesar del desarrollo de formas limitadas de análisis del sueño que incluyen diversas combinaciones de flujo de aire, esfuerzo respiratorio, electrocardiograma (ECG) y oximetría. Esto es especialmente problemático en afecciones como insuficiencia cardíaca congestiva e insuficiencia renal crónica, donde formas severas y complejas de apnea del sueño puede afectar de forma adversa tanto a la mortalidad como a la morbilidad. Puesto que los estudios del sueño convencionales son demasiado caros, la información sobre los efectos en el sueño normalmente se limita a las evaluaciones previas a la aprobación de fármacos utilizados en la práctica neurológica y psiquiátrica.

Una dimensión complementaria de la evaluación del trastorno respiratorio del sueño es la diferenciación entre la enfermedad obstructiva y la no obstructiva. Mientras que las formas extremas de enfermedades no obstructivas se identifican fácilmente en los estudios del sueño convencionales (p. ej., síndrome de apnea central del sueño y respiración de Cheyne-Stokes) , en la práctica clínica pueden verse todos los grados de mezcla de anomalías fisiológicas. Además, la fisiología puede cambiar durante la misma noche en función de la posición del cuerpo, el momento de los efectos nocturnos y los efectos sobre la etapa del sueño. Un procedimiento para realizar el seguimiento de los cambios fisiológicos desde la fisiopatología obstructiva a la central que se producen de forma espontánea o inducidos por el tratamiento tiene utilidad práctica, ya que los tratamientos para estas dos afecciones son diferentes.

La enfermedad obstructiva responde bien a la presión positiva de las vías respiratorias, mientras que la enfermedad no obstructiva responde escasamente a esta terapia y puede, de hecho, verse potenciada por la presión del aire. Los individuos con determinados estados patológicos presentan un alto riesgo de trastornos fisiológicos mixtos, incluidos, pero sin limitaciones, la insuficiencia cardíaca congestiva, la insuficiencia renal crónica y los síndromes de apnea del sueño posictus. Un procedimiento sencillo para evaluar la fisiopatología de la enfermedad a nivel diagnóstico puede permitir modificaciones de la técnica de tratamiento clínico, de modo que las terapias que mejoran la disfunción central puedan iniciarse lo más pronto posible en el proceso.

Puesto que la enfermedad obstructiva responde a terapias mecánicas (que apoyan las vías respiratorias) y la enfermedad no obstructiva responde a técnicas específicas de control (como, entre otras, inhalación de oxígeno o dióxido de carbono) , la identificación de estos dos tipos de anomalías fisiológicas también pueden permitir el pronóstico de los resultados del tratamiento (predicción de la eficacia o fracaso del tratamiento) .

Por tanto, existe la necesidad de desarrollar una tecnología que pueda proporcionar una medida sencilla, económica y repetible de la presencia e impacto de diversos estímulos nocivos para el sueño (como ruido, dolor, fármacos, trastornos del estado de ánimo, trastornos respiratorios) sobre la fisiología y estabilidad del estado del sueño.

Los antecedentes de la técnica se proporcionan en el documento US 5 105 354 A, en el que se describe un procedimiento de evaluación de la respiración y el latido cardíaco y el aparato que permite pronosticar el síndrome de muerte súbita del lactante estudiando la correlación entre la respiración y el latido cardíaco en estado normal y en la apnea del sueño de un recién nacido.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

En la presente invención se proporciona un aparato como se define en la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas, para evaluar la calidad del sueño de un sujeto y un procedimiento implementado en el ordenado como se define en la reivindicación 6.

En la presente invención se proporciona un procedimiento, sistema y programa informático para realizar un análisis cuantitativo del acoplamiento cardiopulmonar entre dos señales fisiológicas para detectar y evaluar la fisiología y la patología del sueño. Según las realizaciones de la presente invención, se combina una serie de intervalos R-R con una señal respiratoria correspondiente para determinar la potencia cruzada coherente de estas dos señales.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato para evaluar la calidad del sueño de un sujeto que comprende:

medios para la detección del acoplamiento cardiopulmonar entre dos señales fisiológicas observadas en el sujeto determinando una potencia espectral cruzada y una coherencia para diversas series de datos temporalmente alineadas a partir de dichas dos señales fisiológicas y calcular una potencia cruzada coherente para cada serie temporalmente alineada, siendo calculada dicha potencia cruzada coherente a partir del producto de dicha coherencia y dicha potencia espectral cruzada de cada serie temporalmente alineada; y

medios para producir una representación gráfica del acoplamiento cardiopulmonar,

donde la representación gráfica está configurada para su uso en la detección de al menos una afección debida al envejecimiento o de una enfermedad.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que la representación gráfica se configura para su uso en la determinación de un efecto de una intervención farmacológica o no farmacológica.

3. El aparato de la reivindicación 1, en el que la representación gráfica se configura para su uso en la determinación de un efecto adverso o terapéutico de una intervención farmacológica o no farmacológica.

4. El aparato de la reivindicación 1, en el que la representación gráfica se configura para su uso en la evaluación de las características del espectro del acoplamiento cardiopulmonar de baja frecuencia para identificar un trastorno respiratorio del sueño como trastorno del sueño obstructivo o trastorno del sueño no obstructivo.

5. El aparato de la reivindicación 4, en el que los medios de detección comprenden:

medios para acceder a una primera serie de datos fisiológicos que representan la dinámica de la respiración del sujeto;

medios para acceder a una segunda serie de datos fisiológicos que representan la dinámica de frecuencia cardíaca del sujeto, estando la segunda serie temporalmente alineada con la primera serie; y

medios para la detección del acoplamiento cardiopulmonar entre la primera serie y la segunda serie. 35

6. Un procedimiento implementado por ordenador de evaluación de la calidad del sueño para un sujeto que comprende:

detección del acoplamiento cardiopulmonar entre dos señales fisiológicas observadas en el sujeto determinando una potencia espectral cruzada y una coherencia para diversas series de datos temporalmente alineadas a partir de dichas dos señales fisiológicas y calcular una potencia cruzada coherente para cada serie temporalmente alineada, siendo calculada dicha potencia cruzada coherente a partir del producto de dicha coherencia y dicha potencia espectral cruzada de cada serie temporalmente alineada; y producción de una representación gráfica del acoplamiento cardiopulmonar, en la que la representación gráfica está configurada para su uso en la detección de al

menos una afección debida al envejecimiento o de una enfermedad.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la representación gráfica se configura para su uso en la determinación de un efecto de una intervención farmacológica o no farmacológica.

8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la representación gráfica se configura para su uso en la determinación de un efecto adverso o terapéutico de una intervención farmacológica y no farmacológica.

9. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que la representación gráfica se configura para su uso en

la evaluación de las características espectrales del acoplamiento cardiopulmonar de baja frecuencia para identificar 55 un trastorno respiratorio del sueño como trastorno del sueño obstructivo o un trastorno del sueño no obstructivo.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que los pasos de detección comprenden:

acceder a una primera serie de datos fisiológicos que representan la dinámica de la respiración del sujeto; acceder a una segunda serie de datos fisiológicos que representan la dinámica de la frecuencia cardíaca del sujeto, estando la segunda serie temporalmente alineada con la primera serie; y

detectar el acoplamiento cardiopulmonar entre la primera serie y la segunda serie.

11. El procedimiento de la reivindicación 6, que adicionalmente comprende: aplicar la representación gráfica para detectar un estado con CAP, un estado sin CAP, un estado de vigilia o un estado REM.

12. Un producto de programa informático que comprende un medio apto para su uso en un ordenador que tiene funciones de código de programa legible por ordenador que causa que un dispositivo informático programable realice el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11.