Un método de monitorización de parámetros cardíacos que comprende los siguientes pasos:

Medición no invasiva en un sujeto de una serie de parámetros cardíacos no invasivos predeterminados, incluyendo la presión arterial media expresada por la PAM, un periodo cardíaco tal y como viene indicado por T, un intervalo de llenado diastólico desde la apertura hasta el cierre de la válvula mitral tal y como viene dado por ID, y un intervalo de eyección tal y como viene dado por IE. conversión de los parámetros cardíacos no invasivos en una serie de equivalentes cardíacos invasivos, entre ellos la precarga tal como viene indicada por P, la poscarga tal como viene indicada por A y la contractilidad tal como viene indicada por C; y mostrar un vector que indique un estado hemodinámico caracterizado por el hecho de que dicha serie de parámetros cardíacos no invasivos predeterminados medidos de forma no invasiva incluye el volumen sistólico tal y como viene dado por VS, y por que la conversión se lleva a cabo con crecimiento monotónico y siguiendo la relación de "uno a uno", así como "en correlación con", utilizando calibrados antes obtenidos del VS y la PAM y utilizando a ln(VS/IE) como índice de C

Método y dispositivo no invasivo para el seguimiento de parámetros cardíacos y para conversión en equivalentes cardíacos invasivos sin el uso de intervalo eléctrico-mecánico.

Antecedentes de la invención

La invención actual se refiere a un método y dispositivo alternativo no invasivo para el seguimiento de parámetros cardíacos.

La patente de los EE.UU. 7.054.679, "Método y dispositivo no invasivo de monitorización de parámetros cardíacos", expedida a favor de Hirsh en 2001, describe un espacio vectorial cuyos vectores base se obtienen de forma no invasiva de una manera considerablemente sencilla. En concreto, se describe el espacio vectorial

donde T es el periodo cardíaco, PAM la presión arterial media en una arteria periférica, preferiblemente la arteria radial, y E-M el intervalo eléctrico-mecánico. En una forma de realización, el intervalo E-M se mide en el intervalo de tiempo entre una señal eléctrica en el ECG y el evento mecánico concomitante relacionado causalmente: la onda de pulso periférica (arteria radial). IE es el intervalo de eyección, esto es, el intervalo de tiempo entre la apertura y el cierre de la válvula aórtica. ID es el intervalo diastólico, esto es, el intervalo de tiempo entre la apertura y el cierre de la válvula mitral.

En una realización preferente de la patente de los EE.UU. 7.054.679, el evento eléctrico se mide como el momento del pico de la segunda derivativa del ECG, como por ejemplo en la derivación II de Einthoven. Esto se corresponde a grandes rasgos con la onda Q, pues en la derivación II el complejo tiene una despolarización de tendencia negativa. Este es el momento en el que el voltaje de la onda de despolarización se acelera al máximo en el ECG. Llamaremos a este evento T_e.

En una realización preferida de la patente de EE.UU. 7.054.679, el evento mecánico es el momento del pico del valor de la segunda derivativa en la curva de presión arterial. Este es el instante en el que la curva de presión se acelera al máximo. Se corresponde más o menos con el momento en el que la onda de presión arterial empieza a ascender desde su valor mínimo al inicio de la sístole. Llamaremos a este evento T_m. El intervalo eléctrico-mecánico:

Este intervalo E-M presenta muchas propiedades interesantes. Por ejemplo, se puede emplear para predecir el estado contráctil del miocardio. Si la contractilidad del miocardio se describe con el cociente dP/dtmax, que es el máximo valor de la primera derivativa de la presión ventricular izquierda (nombrado como P durante la sístole), podríamos decir que

donde "k" y "c" son constantes de proporcionalidad. El logaritmo natural de dP/dtmax es linealmente proporcional a l/(E-M). Esto viene indicado por la patente de EE.UU. 7.054.679.

Igualmente hay una serie de funciones de transformación que operan según los parámetros contenidos en N. La patente de EE.UU. 7.054.679 muestra algunas de las realizaciones preferidas de dichas funciones. Esas funciones de N a su vez representan una nueva serie de parámetros, también expresadas como un vector, en un nuevo espacio vectorial I. Esta serie de parámetros del vector I presentan la propiedad extremadamente útil de variar linealmente en correlación al conjunto de parámetros hemodinámicos que histórica y convencionalmente se consiguen solo mediante métodos invasivos y a un coste y riesgo considerables para el paciente. Estos parámetros hemodinámicos incluyen {precarga, poscarga, contractilidad, volumen sistólico, gasto cardíaco, distensibilidad miocárdica telediastólica del ventrículo izquierdo}.

A través del formalismo del algebra lineal podemos ubicar funciones de transformación construidas adecuadamente en una matriz diagonal construida adecuadamente y utilizar esa matriz para operar en el vector en N y obtener un vector en I. De una manera significativa, cualquier estado hemodinámico puede describirse exactamente mediante un único punto en N. Podemos afirmar que N "abarca todo" el espacio cardiovascular. Cualquier punto en N se corresponde matemáticamente con un punto exacto en I. No existe punto alguno sin mapear en N. El mapeo matemático se realiza de "uno a uno", así como "en correlación con". De igual forma, cualquier posible estado hemodinámico se describe con exactamente un punto en I.

Asimismo, la patente de EE.UU. 7.054.679 nos indica que es posible mostrar el parámetro

{precarga, poscarga, contractilidad}

al que se llega mediante

{presión telediastólica de ventrículo izquierdo, resistencia vascular sistémica, dP/dtmax}

a modo de vector en un espacio cartesiano tridimensional a tiempo real que puede mostrarse en una pantalla de ordenador. Cada uno de los tres parámetros viene representado como un vector de componentes a lo largo de uno de tres ejes perpendiculares entre sí. Esto se realiza simplemente empleando la transformada matemática adecuada en los parámetros no invasivos correctos de N, como en la patente de EE.UU. 7.054.679. Para el personal clínico, una visualización no invasiva a tiempo real de este tipo resulta muy útil para el personal clínico, e incluso a los menos experimentados les permite visualizar y comprender los estados hemodinámicas y fisiológicos de sus pacientes cuando se les somete a una operación o a medida que los procesos de sus enfermedades evolucionan a lo largo del tiempo. Hace posible que los trabajadores del ramo sanitario presten un mejor cuidado a un coste más bajo y con un riesgo para el paciente considerablemente inferior.

Un problema con este sistema para la monitorización hemodinámica no invasiva descrito previamente tiene que ver con la naturaleza del intervalo E-M. Mientras la relación entre el intervalo E-M y la relación entre volumen sistólico y el intervalo de eyección (VS/IE) permanece prácticamente invariable a lo largo de rangos logarítmicos de resistencia vascular sistémica (RVS) y presión telediastólica de ventrículo izquierdo (PTDVI), el intervalo E-M es difícil de estandarizar. Si la posición anatómica del detector de presión arterial está controlada, digamos por ejemplo al ubicarlo en la arteria radial, persiste el problema de normalización del E-M por la altura, envergadura de los brazos u otras características de la fisionomía del paciente. Pese a que esto puede llevarse a cabo con facilidad, aún persiste el problema de corregir el E-M para

1) El efecto del decremento en la velocidad de la señal de transducción por las fibras de Purkinje en el sistema de conducción cardíaco y por el propio miocardio con el envejecimiento.

2) La reducción de la elasticidad arterial con el envejecimiento, o como consecuencia de una enfermedad, y su efecto de acortamiento en el tiempo de conducción de la onda de pulso desde la válvula aórtica al detector de presión.

Los problemas antes descritos precisan del desarrollo de un nomograma basado en factores tales como la altura, la edad, y la presencia de enfermedades que pudieran usarse para predecir los coeficientes y constantes de proporcionalidad lineal (k, c). Asimismo, se emplea un nomograma a fin de calibrar las distintas relaciones descritas en la patente de EE.UU. 7.054.679, como por ejemplo:

Este nomograma estaría basado en estudios sobre grandes poblaciones de pacientes. Podría usarse dentro de unos límites razonables de probabilidad estadística, o bien podría emplearse algún otro método invasivo o mínimamente invasivo ampliamente aceptado a fin de calibrar el sistema para cada paciente de manera individual una sola vez con objeto de llevar a cabo un examen inicial. Por desgracia, es probable que estos procedimientos deban realizarse con el paciente bajo anestesia o profundamente sedado. La utilidad de este calibrado podría persistir durante meses o años,... [Seguir leyendo]

1. Un método de monitorización de parámetros cardíacos que comprende los siguientes pasos:

Medición no invasiva en un sujeto de una serie de parámetros cardíacos no invasivos predeterminados, incluyendo la presión arterial media expresada por la PAM, un periodo cardíaco tal y como viene indicado por T, un intervalo de llenado diastólico desde la apertura hasta el cierre de la válvula mitral tal y como viene dado por ID, y un intervalo de eyección tal y como viene dado por IE.

conversión de los parámetros cardíacos no invasivos en una serie de equivalentes cardíacos invasivos, entre ellos la precarga tal como viene indicada por P, la poscarga tal como viene indicada por A y la contractilidad tal como viene indicada por C; y

mostrar un vector que indique un estado hemodinámico

caracterizado por el hecho de que dicha serie de parámetros cardíacos no invasivos predeterminados medidos de forma no invasiva incluye el volumen sistólico tal y como viene dado por VS,

y por que la conversión se lleva a cabo con crecimiento monotónico y siguiendo la relación de "uno a uno", así como "en correlación con", utilizando calibrados antes obtenidos del VS y la PAM y utilizando a ln(VS/IE) como índice de C.

2. Método de monitorización de parámetros cardíacos según la reivindicación 1 donde dicho paso de conversión se lleva a cabo basándose en ecuaciones de conversión predeterminadas, entre las que se incluyen

donde k1, k2, k3, c1, c2 y c3 son constantes de proporcionalidad empíricas.

3. Método de monitorización de parámetros cardíacos según la reivindicación 1 o 2 donde dicho paso de conversión se lleva a cabo basándose en ecuaciones de conversión predeterminadas, entre las que se incluyen ln(VS/IE) = k4*ln(dP/dtmax) + c4, donde k4 y c4 representan el coeficiente empírico y la constante de proporcionalidad lineal, respectivamente, y dP/dtmax es el valor máximo de la primera derivativa de la presión ventricular izquierda tal y como viene dada por P durante la sístole.

4. El método de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que también comprende el paso de mostrar los equivalentes cardíacos invasivos en un espacio de coordenadas tridimensional que viene definido por un primer eje indicador de P, un segundo eje indicador de A y un tercer eje indicador de C.

5. Método de monitorización de parámetros cardíacos según la reivindicación 4 que también comprende el paso adicional de mostrar un objeto tridimensional que defina una zona segura indicadora de un estado hemodinámico seguro.

6. Método de monitorización de parámetros cardíacos según la reivindicación 5 donde el primer eje, el segundo eje, el tercer eje y el objeto tridimensional se muestran con un color predeterminado.

7. Método de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que también comprende el paso de mostrar un producto del cruce de vectores entre el vector y un vector predeterminado que indica una cantidad de esfuerzo fisiológico.

8. Método de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que también comprende el paso adicional de determinar un nivel de forma física del sujeto basado en los equivalentes cardíacos invasivos.

9. Método de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que también comprende el paso adicional de determinar la gestión de un procedimiento relacionado con la anestesia en el sujeto basado en los equivalentes cardíacos invasivos.

10. Método de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que también comprende el paso adicional de determinar un estado cardíaco anómalo del sujeto basado en los equivalentes cardíacos invasivos.

11. Sistema para la monitorización de parámetros cardíacos que comprende:

Una unidad de calibrado para el calibrado de un volumen sistólico tal y como viene dado por VS y una presión arterial media tal y como viene dado por PAM de una forma mínimamente invasiva;

una unidad de medición de parámetros cardíacos no invasiva conectada a dicha unidad de calibrado para la medición no invasiva en un sujeto de una serie de parámetros cardíacos no invasivos predeterminados, incluyendo la PAM, un periodo cardíaco tal y como viene dado por T, un intervalo de llenado diastólico desde la apertura hasta el cierre de la válvula mitral tal y como viene dado por ID y un intervalo de eyección tal y como viene dado por IE;

una unidad de conversión conectada a dicha unidad de medición de parámetros cardíacos no invasiva para convertir los parámetros cardíacos no invasivos en una serie de equivalentes cardíacos invasivos, entre ellos la precarga como viene dada por P, la poscarga como viene dada por A y la contractilidad como viene dada por C; y

una unidad de visualización conectada a dicha unidad de conversión para mostrar un vector que indique un estado hemodinámico;

caracterizado por el hecho de que en dicha serie de parámetros cardíacos no invasivos predeterminados medidos de forma no invasiva está incluido el volumen sistólico tal y como viene dado por VS,

y por que la unidad de conversión se configura para convertir los parámetros cardíacos no invasivos en una serie de equivalentes cardíacos invasivos basándose en un crecimiento monotónico y siguiendo la relación de "uno a uno", así como "en correlación con", utilizando a ln(VS/IE) como índice de C.

12. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según la reivindicación 11 donde dicha unidad de medición de parámetros cardíacos no invasivos también comprende un dispositivo sensor de vibraciones que incluye al menos uno de los siguientes dispositivos: equipo de ultrasonidos doppler, dispositivo de pletismografía óptica y un equipo de fibra óptica.

13. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según las reivindicaciones 11 o 12 donde dicha unidad de conversión determina el P, A y C basándose en ecuaciones de conversión predeterminadas, entre las que se incluyen

donde k1, k2, k3, c1, c2 y c3 son constantes de proporcionalidad empíricas.

14. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones 11-13 donde dicha unidad de conversión se configura para convertir los parámetros cardíacos no invasivos basándose en ecuaciones de conversión predeterminadas, entre las que se incluyen ln(VS/IE) = k4*ln(dP/dtmax) + c4, donde k4 y c4 representan el coeficiente empírico y la constante de proporcionalidad lineal, respectivamente, y dP/dtmax es el valor máximo de la primera derivativa de la presión ventricular izquierda tal y como viene dada por P durante la sístole.

15. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones 11-14 donde dicha unidad de visualización también muestra un objeto tridimensional que define una zona segura indicadora de un estado hemodinámico seguro.

16. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones 11-15 donde dicha unidad de visualización muestra el primer eje, el segundo eje, el tercer eje y la zona segura respectivamente en un color predeterminado.

17. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones 11-16 donde dicha unidad de visualización también muestra un producto del cruce de vectores entre el vector y un vector predeterminado que indica una cantidad de esfuerzo fisiológico.

18. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones 11-17 que también comprende una unidad de determinación conectada a dicha unidad de conversión para determinar un nivel de forma física del sujeto basado en los equivalentes cardíacos invasivos.

19. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones 11-18 que también comprende una unidad de determinación conectada a dicha unidad de conversión para determinar la gestión de un procedimiento relacionado con la anestesia en el sujeto basado en los equivalentes cardíacos invasivos.

20. Sistema de monitorización de parámetros cardíacos según cualquiera de las reivindicaciones 11-19 que también comprende una unidad de determinación conectada a dicha unidad de conversión para determinar un estado cardíaco anómalo del sujeto basado en los equivalentes cardíacos invasivos.