Un procedimiento de evaluación de la calidad del sueño, que comprende:

acceder (103) a una primera serie de datos fisiológicos que representan la dinámica de la respiración del sujeto; acceder (106) a una segunda serie de datos fisiológicos que representan la dinámica de la frecuencia cardiaca del sujeto, estando dicha segunda serie alineada temporalmente con dicha primera serie; detectar (115) el acoplamiento cardiopulmonar entre dicha primera serie y dicha segunda serie mediante la determinación (109) de una potencia del espectro cruzado y una coherencia para cada uno de una pluralidad de subconjuntos temporalmente alineados de datos de dicha primera serie y dicha segunda serie, y calcular (112) una potencia cruzada coherente para cada subconjunto temporalmente alineado, calculando dicha potencia cruzada coherente a partir del producto de dicha potencia del espectro cruzado y dicha coherencia de cada subconjunto temporalmente alineado; y comparar (115) dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención[0001] La presente invención se refiere, en general, al análisis de datos fisiológicos y, más específicamente, a la evaluación no invasiva de la patología y fisiología del sueño a partir de medidas de coherencia.

Técnica relacionada [0002] Al menos el cinco por ciento de la población general padece trastornos de sueño médicamente significativos, siendo los más comunes los problemas respiratorios durante el sueño (también conocidos como apnea del sueño). Como un importante problema de salud pública, los trastornos del sueño contribuyen a una excesiva somnolencia diurna y a los riesgos asociados a la misma, como accidentes de tráfico, hipertensión, ataques al corazón, ataques cerebrales, depresión y trastornos de déficit de atención. La prevalencia de los trastornos de sueño es mucho mayor (superior al treinta por ciento) en poblaciones seleccionadas, tales como individuos que tengan obesidad, fallo cardiaco congestivo, diabetes y fallo renal. [0003] Los sistemas de diagnóstico convencionales para detectar trastornos del sueño generalmente implican registros complejos en múltiples canales en un laboratorio del sueño, lo que produce en conjunto importantes gastos e incomodidad para el paciente. Un ejemplo de sistema convencional de diagnóstico del sueño es un polisomnógrafo completo. La polisomnografía es el estándar de referencia para la detección y cuantificación de los trastornos respiratorios durante el sueño e incluye la identificación de las fases del sueño, baremación de anomalías respiratorias (por ejemplo, apneas, hipopneas, limitación del flujo, respiración periódica y episodios de desaturación) y movimientos límbicos. Los indicadores típicos de la gravedad del trastorno del sueño son el índice de fragmentación del sueño, el índice de apnea

Una de las muchas limitaciones de los sistemas convencionales de diagnóstico del sueño es su dependencia de pesadas baremaciones manuales de los “eventos” en base a criterios psicológicamente arbitrarios. Solo se puede encontrar una correlación moderada entre estos eventos y las consecuencias cognitivas y cardiovasculares. Como tales, los sistemas convencionales dejan una cantidad significativa de discrepancias sin explicar en los efectos y no pueden describir adecuadamente el impacto fisiológico de los trastornos del sueño. Por tanto, una medida cuantitativa que evalúe el impacto de los trastornos de sueño sobre la fisiología del sueño podría ser útil para aclarar algunas de las discrepancias sin explicar. Un bioindicador continuo del estado fisiológico puede ser especialmente útil para realizar un seguimiento de los efectos del tratamiento. Un bioindicador continuo también puede ser útil para discriminar a aquellos en los que un trastorno del sueño aparentemente leve es fisiológicamente perjudicial. Tales situaciones fisiológicamente perjudiciales incluyen ronquidos primarios, los cuales, en adultos, están asociados con excesiva somnolencia y, en niños, están asociados con comportamientos distraídos y/o hiperactivos.[0005] Actualmente, la elaboración rápida y precisa de diagnósticos del sueño no existe, a pesar del desarrollo de formas limitadas de exploración del sueño que incluyen diversas combinaciones de flujo de aire, esfuerzo respiratorio, electrocardiograma (ECG) y oximetría. Esto es especialmente problemático en condiciones tales como fallo cardiaco congestivo y fallo renal crónico, situaciones en las que formas graves y complejas de apnea del sueño puede afectar negativamente tanto a la mortalidad como a la morbilidad. Puesto que los estudios convencionales del sueño son tan caros, la información sobre los efectos del sueño generalmente es limitada en las evaluaciones previas a la aprobación de los fármacos usados en la práctica neurológica y psiquiátrica.[0006] Por tanto, existe la necesidad de desarrollar una tecnología que pueda proporcionar una medida sencilla, barata y repetible de la presencia y el impacto de diversos estímulos perjudiciales para el sueño (tales como ruido, dolor, fármacos, trastornos del estado de ánimo, problemas respiratorios) sobre la fisiología del estado de sueño. [0007] El artículo "Interaction of heart-rate fluctuations and respiration in 12 to 14-year-old children during sleep and waking" de A. Unbehaun y col., Journal of the Autonomic Nervous System, vol. 57, 1996, pág. 141-143, trata de un análisis cuantitativo del acoplamiento cardiopulmonar. Los datos son analizados por medio de análisis espectral de potencia y espectros de coherencia.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN [0008] La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.[0009] La presente invención proporciona un procedimiento de evaluación de la calidad del sueño que comprende 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 cardiaca del sujeto, estando dicha segunda serie alineada temporalmente con dicha primera serie; detectar el acoplamiento cardiopulmonar entre dicha primera serie y dicha segunda serie mediante la determinación de una potencia del espectro cruzado y una coherencia para cada uno de una pluralidad de subconjuntos temporalmente alineados de datos de dicha primera serie y dicha segunda serie, y procesar una potencia cruzada coherente para cada subconjunto temporalmente alineado, calculando dicha potencia cruzada coherente a partir del producto de dicha potencia del espectro cruzado y dicha coherencia de cada subconjunto temporalmente alineado; y comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección. Según las realizaciones de la presente invención, una serie de intervalos R-R se combina con una correspondiente señal respiratoria para determinar la potencia cruzada coherente de estas dos señales. [0010] En una realización, se usa la señal de un electrocardiograma (ECG) para obtener las series de intervalos R-R. En otra realización, la serie de intervalos R-R se adquiere de otro tipo de señal fisiológica que represente la dinámica de la frecuencia cardiaca de un sujeto. Por tanto, la señal fisiológica de la frecuencia cardiaca se puede obtener de, por ejemplo un ECG, presión sanguínea, flujo Doppler pulsado (por ejemplo, detectado mediante registro con ultrasonidos), señal de un ECG a partir de otra señal eléctrica (por ejemplo, electroencefalográfica (EEG)) o similares.[0011] En una realización, el mismo ECG se usa para obtener una señal indirecta de la respiración (es decir, respiración obtenida a partir de un ECG (EDR)). En otra realización, la señal de la respiración se adquiere a partir de otro tipo de señal fisiológica que representa la dinámica de la respiración en el sujeto. Por tanto, la señal fisiológica de la respiración se puede obtener a partir de, por ejemplo, un ECG, un termistor nasal, flujo nasal, banda de pecho, banda abdominal o similares.

En una realización, usando un ECG para obtener los intervalos R-R y la señal respiratoria asociada, una rutina o función automática de detección de latidos detecta los latidos a partir del ECG y los clasifica como normales o ectópicos. Además, se determinan las variaciones de amplitud en el complejo QRS debido a los desplazamientos del eje eléctrico cardiaco respecto a los electrodos durante la respiración. A partir de estas variaciones de amplitud se obtiene la EDR.[0013] Se extraen entonces una serie temporal de intervalos normal a normal (NN) y una serie temporal de las EDR asociadas con los intervalos NN de la serie de intervalos R-R. Los valores atípicos debidos a detecciones falsas o detecciones faltantes se descartan usando un filtro de promedios con ventana móvil y la serie de intervalos NN resultante y sus EDR asociadas se remuestrean. [0014] La potencia espectral cruzada y la coherencia de las dos señales remuestreadas se calculan en una ventana predefinida usando la transformada rápida de Fourier (FFT)

o la transformada discreta de Fourier (DFT). La ventana de coherencia se amplía después de ello, y los cálculos de la FFT o la DFT se repiten hasta que se ha analizado toda la serie de intervalos NN y la serie de EDR asociada.[0015] Para cada ventana de coherencia, el producto de la coherencia y la potencia espectral cruzada se usa para calcular la relación entre la potencia cruzada coherente para la banda de bajas frecuencias (es decir, 0,01 – 0,1 Hz) y la de la banda de altas frecuencias (es decir, 0,1 – 0,4 Hz). Un exceso de potencia cruzada...

1. Un procedimiento de evaluación de la calidad del sueño, que comprende:

acceder (103) a una primera serie de datos fisiológicos que representan la dinámica de la respiración del sujeto; acceder (106) a una segunda serie de datos fisiológicos que representan la dinámica de la frecuencia cardiaca del sujeto, estando dicha segunda serie alineada temporalmente con dicha primera serie;

detectar (115) el acoplamiento cardiopulmonar entre dicha primera serie y dicha segunda serie mediante la determinación (109) de una potencia del espectro cruzado y una coherencia para cada uno de una pluralidad de subconjuntos temporalmente alineados de datos de dicha primera serie y dicha segunda serie, y calcular (112) una potencia cruzada coherente para cada subconjunto temporalmente alineado, calculando dicha potencia cruzada coherente a partir del producto de dicha potencia del espectro cruzado y dicha coherencia de cada subconjunto temporalmente alineado; y

comparar (115) dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha etapa (115) de comparación comprende:

comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección para determinar la actividad de patrón cíclico alterno (CAP).

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha etapa (115) de comparación comprende:

comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección para determinar la actividad sin CAP.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha etapa (115) de comparación comprende:

comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección para determinar actividad de vigilia o REM.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha etapa (115) de comparación comprende:

comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección para determinar problemas respiratorios durante el sueño.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además:

acceder a un único conjunto de datos fisiológicos, siendo dicho único conjunto de datos fisiológicos la fuente de dicho acceso (103) a dicha primera serie y dicho acceso (106) a dicha segunda serie.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, que comprende además:

acceder (203) a los datos de un electrocardiograma como dicho único conjunto de datos fisiológicos.

8. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que dicho acceso a una segunda serie comprende:

extraer (206) una serie de latidos del corazón normal a normal de dichos datos del electrocardiograma para acceder a dicha segunda serie.

9. El procedimiento según la reivindicación 7, en el que dicho acceso (103) a una primera serie comprende:

extraer una serie de datos de amplitud de QRS de dichos datos del electrocardiograma para acceder a dicha primera serie.

10. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha detección comprende además:

evaluar dicha potencia cruzada coherente para cada subconjunto temporalmente alineado para detectar dicho acoplamiento cardiopulmonar entre dicha primera serie y dicha segunda serie.

11. Un equipo para la evaluación de la calidad del sueño, que comprende:

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

medios adaptados para detectar el acoplamiento cardiopulmonar entre dicha primera serie y dicha segunda serie, en la que dichos medios de detección comprenden medios adaptados para la determinación de una potencia de espectro cruzado y una coherencia para cada uno de una pluralidad de subconjuntos temporalmente alineados de datos de dicha primera serie y dicha segunda serie y medios adaptados para calcular una potencia cruzada coherente para cada subconjunto temporalmente alineado, calculando dicha potencia cruzada coherente a partir del producto de dicha potencia del espectro cruzado y dicha coherencia de cada subconjunto temporalmente alineado.

12. El equipo según la reivindicación 11, que comprende además:

medios adaptados para comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección para determinar actividad con CAP.

13. El equipo según la reivindicación 11, que

comprende además:

medios adaptados para comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección para determinar actividad sin CAP.

14. El equipo según la reivindicación 11, que comprende además:

medios adaptados para comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección para determinar vigilia o actividad REM.

15. El equipo según la reivindicación 11, que comprende además:

medios adaptados para comparar dicho acoplamiento cardiopulmonar con un umbral de detección para determinar problemas respiratorios durante el sueño.

16. El equipo según la reivindicación 11, en el que dichos medios de acceso están dispuestos para acceder a un único conjunto de datos fisiológicos, siendo dicho único conjunto de datos fisiológicos la fuente de dicha primera serie y dicha segunda serie.

17. El equipo según la reivindicación 16, en el que dichos medios de acceso están dispuestos para acceder a los datos de un electrocardiograma como dicho único conjunto de datos fisiológicos.

18. El equipo según la reivindicación 11, en el que dichos medios de detección comprenden además:

medios adaptados para evaluar dicha potencia cruzada coherente para cada subconjunto temporalmente alineado para detectar dicho acoplamiento cardiopulmonar entre dicha primera serie y dicha segunda serie.

19. Un producto con instrucciones que se pueden implantar informáticamente que comprende instrucciones que se pueden implantar informáticamente para hacer que un dispositivo informático programable realice todas las etapas5 del procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.