Estimación de datos hemodinámicos.

Un sistema para derivar datos hemodinámicos de un segmento del sistema vascular de un mamífero,

incluyendo el sistema para derivar datos hemodinámicos:

medios para recibir una señal representativa de una forma de onda de velocidad o caudal de flujo de sangre en el segmento;

medios para derivar una primera medida indicativa de la configuración de la forma de onda de velocidad o caudal; medios para recibir una señal representativa de una segunda medida de configuración de una forma de onda de presión que se origina en el corazón;

medios para derivar los datos basados en una relación de las primera y segunda medidas; y

medios para almacenar o mostrar los datos, en donde las primera y segunda medidas son cada una indicativas de una relación de una diferencia entre un máximo y un mínimo a una magnitud media de la forma de onda respectiva.

Estimación de datos hemodinámicos La presente invención se refiere a un sistema para la estimación de datos hemodinámicos, en particular, aunque no exclusivamente, a la obtención no invasiva in vivo de la presión media, la caída de presión media y/o datos de resistencia hidráulicos dentro de los segmentos normales y enfermos de, en particular, el sistema vascular intacto de mamíferos, humano o animal.

Con una esperanza de vida humana aumentando en todo el mundo, los efectos de la enfermedad arterial progresiva se hacen más evidentes en la población en envejecimiento. Esta enfermedad adopta habitualmente la forma de estenosis (estrechamiento arterial en sección transversal localizado) que puede representar una resistencia significativa al flujo de sangre, por ejemplo, en las arterias coronarias, las arterias ilíaca y femoral y las arterias carótidas internas, lo que resulta en angina o claudicación o accidente cerebrovascular. El efecto de una estenosis sobre la resistencia es no lineal, provocando síntomas cuando el estrechamiento supera un valor umbral.

Cuando el estrechamiento oculta por completo la sección transversal arterial la estenosis se convierte en una oclusión. En este caso arterias de menor calibre (colaterales) dirigen el flujo de sangre más allá de la oclusión, a menudo de reuniéndose de nuevo en la vía arterial original aguas abajo de la oclusión. En efecto, la vía colateral puede ser modelada como un caso especial de estenosis. Cabe señalar que el flujo colateral también comienza a desarrollarse en torno a una estenosis a medida que el lumen se oculta cada vez más. En lo que sigue, una estenosis o una oclusión se utilizarán indistintamente cuando se permita por el contexto y se aludirá a ellas colectivamente como "enfermedad" o "una lesión".

Con el fin de evaluar la importancia clínica de lesiones individuales, es necesario obtener información hemodinámica local.

Los análisis espectrales de desplazamiento Doppler basado en ultrasonidos y técnicas de formación de imágenes utilizando máquinas de escaneo Doppler y Duplex de Onda Continua permiten medir de forma no invasiva directamente los datos de velocidad y (en este último caso) de caudal en muchas partes accesibles de la red vascular. De manera similar, existen técnicas para el cálculo de la velocidad de la sangre y los caudales a partir de formación de Imágenes por Resonancia Magnética (MRI -siglas en inglés) (véase â?Real-time volumetric flow measurements with complex-difference MRIâ? Thompson RB y McVeigh E R en Magnetic Resonance in Medicine Vol. 50, Ejemplar 6, Páginas 1248-1255) . Los datos de MRI se pueden obtener de todas las partes de la red vascular, algunas de los cuales son inaccesibles a los escáneres de ultrasonidos.

La capacidad para establecer la magnitud de la estenosis midiendo la velocidad pico incrementada dentro de la estenosis ha demostrado ser clínicamente valiosa. Esto es, sin embargo, no aplicable a una oclusión. El caudal de sangre a través de una estenosis o en torno a una oclusión ha sido menos útil clínicamente debido a que el lecho vascular cambia sus características dinámicamente mediante vasodilatación y vasoconstricción bajo control activo y pasivo, con el fin de permitir un flujo sanguíneo y una presión óptimos para perfundir los órganos principales y los lechos musculares cuando se requiera. Esto es, en efecto, un sistema de servo fisiológico que tiene el efecto de reducir la influencia de la resistencia de una lesión sobre el flujo sanguíneo.

La presión arterial aguas abajo y la caída de presión a través de una lesión han demostrado ser indicadores sensibles de la enfermedad estenótica, pero antes de la presente invención esto sólo podía ser evaluado en las extremidades, ya sea empleando métodos de manguito oclusivo o basados en manguito servo-controlados o en otro lugar el sistema vascular mediante la inserción invasiva de catéteres de presión directamente en el sistema vascular.

Sería deseable derivar una medida directa de la magnitud de la enfermedad, una que se base en la resistencia, computada a partir de datos de flujo de sangre y de presión locales. La resistencia hidráulica de una lesión es relativamente independiente del estado de la carga vascular, ya sea vasoconstricción o vasodilatación, y es capaz de dar una estimación precisa de la magnitud de la enfermedad. Antes de la presente invención, el cálculo no invasivo de la presión arterial media absoluta 'in vivo' y/o la resistencia hidráulica absoluta de una lesión o una serie de lesiones, no ha sido práctico, excepto en el caso de lesiones aisladas individuales bajo condiciones ideales. Este no es a menudo el caso, debido a que cada lesión es individual y depende (por ejemplo) del grado de separación de flujo en el extremo divergente de una estenosis, posee una característica de resistencia hidráulica dependiente del flujo, ampliamente variable y no lineal, que puede ser difícil, impracticable o imposible de predecir (por ejemplo) mediante el empleo de ecuaciones bien conocidas tales como los descritos por Poiseulle o por Bernoulli (véase â?Pressure-Flow characteristics of coronar y stenoses in unsedated dogs at rest and during coronar y vasodilationâ? , Gould K L, Circulation Research Vol. 43, Nº 2, agosto de 1978) . De manera significativa, una gran proporción de lesiones hemodinámicamente significativas se han convertido en oclusiones totales en el momento en el que los síntomas hayan determinado que un paciente acuda al médico. Antes de esta invención, el efecto combinado de la

circulación colateral compleja sin pasar por una oclusión no ha sido susceptible de análisis mediante las fórmulas convencionales.

El documento EP 1 715 428 A1 describe un sistema para derivar y mostrar datos hemodinámicos a partir de un segmento del sistema vascular. El sistema está adaptado para calcular la elasticidad de los vasos sanguíneos basada en una presión sanguínea sistólica, una presión sanguínea diastólica, una presión sanguínea media y una velocidad de onda pulsada utilizando diferentes fórmulas.

La presente invención se define en las reivindicaciones independientes. Además, características opcionales se definen en las reivindicaciones dependientes.

Realizaciones de la presente invención proporcionan un sistema para derivar información o datos sobre una lesión basado en un factor de forma de las formas de onda derivadas de forma no invasiva utilizando datos medidos fisiológicos tales como la velocidad de la sangre o los caudales y presión que irrigan un lecho vascular específico, es decir, los vasos vasculares y tejidos de un órgano o músculo) , bajo examen. Estas formas de realización se basan en la constatación de que medidas simples de factor de forma, extraídas de la velocidad o del caudal medido, y los datos de presión se pueden utilizar para estimar

1. La relación entre la resistencia aguas arriba y aguas abajo perteneciente a una medición específica/lecho vascular (p. ej., cerebro, riñón, músculo) .

2. Estimar la presión sanguínea local absoluta media que perfunde ese lecho vascular.

3. Identificar la vasodilatación máxima asociada con un lecho vascular específico en la enfermedad y la normalidad.

4. Localizar lesiones dentro de la vía vascular irrigando un lecho vascular específico. Y en el caso de que se pueda medir el flujo de sangre local:

5. Se pueden calcular resistencias aguas arriba y aguas abajo absolutas.

6. Se puede calcular y representar en mapa la resistencia absoluta de lesiones específicas.

7. Se puede estimar el efecto de la eliminación de una lesión específica (p. ej., la angioplastia con balón) en el flujo de sangre máximo a un lecho vascular específico.

8. Se puede calcular la resistencia unidad de longitud (resistencia lineal) de un vaso sanguíneo.

En algunas realizaciones, estos cálculos incluyen una estimación de la presión arterial media (central) y una estimación de una medida de pulsatilidad de la presión arterial central estimada utilizando un manguito, un estetoscopio y un esfingomanómetro, por ejemplo, para una medición braquial. Los datos de velocidad o flujo se pueden medir de una diversidad de maneras, y formas de realización incluyen un dispositivo CW Doppler para mediciones de velocidad o un dispositivo de ultrasonidos Duplex o Doppler Multi-Puerta para la medición de la velocidad y/o el caudal. Al medir o estimar la presión arterial incidente y el caudal de sangre local de manera no invasiva en puntos seleccionados en el lecho vascular, se puede calcular y representar en mapa la magnitud de las resistencias hemodinámicas incrementadas debido a una lesión y los cambios en las resistencias y otras medidas se pueden utilizar para... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para derivar datos hemodinámicos de un segmento del sistema vascular de un mamífero, incluyendo el sistema para derivar datos hemodinámicos:

medios para recibir una señal representativa de una forma de onda de velocidad o caudal de flujo de sangre en el segmento; medios para derivar una primera medida indicativa de la configuración de la forma de onda de velocidad o caudal; medios para recibir una señal representativa de una segunda medida de configuración de una forma de onda de presión que se origina en el corazón; medios para derivar los datos basados en una relación de las primera y segunda medidas; y medios para almacenar o mostrar los datos, en donde las primera y segunda medidas son cada una indicativas de una relación de una diferencia entre un máximo y un mínimo a una magnitud media de la forma de onda respectiva.

2. Un sistema según la reivindicación 1, que incluye un sensor de presión, preferiblemente no invasivo, para percibir una forma de onda de la presión central, y medios para derivar la segunda medida de la configuración de la forma de onda de presión percibida, o que incluye un sensor de presión para percibir una presión sistólica y diastólica central, y medios para derivar la segunda medida de la configuración de la forma de onda de presión central en base a la presión sistólica y diastólica percibida.

3. Un sistema según la reivindicación 1 ó 2, que incluye medios para la medición no invasiva de la forma de onda de velocidad o caudal, colocando una sonda en una ubicación en el sujeto.

4. Un sistema según la reivindicación 3, que incluye un sistema de ultrasonidos Doppler para medir la forma de onda 25 de velocidad o caudal.

5. Un sistema según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, que incluye un dispositivo captador de imágenes para capturar una imagen de al menos parte del sujeto y medios para registrar una ubicación de la sonda en el sujeto con la imagen, en donde preferiblemente la sonda incluye un marcador electromagnético o visual junto a un extremo sensor de la sonda, incluyendo el sistema además, preferiblemente, medios para mostrar una indicación de los datos en la imagen capturada en la ubicación.

6. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que incluye un sistema de Resonancia Magnética, MR, y medios para derivar una forma de onda de velocidad/tiempo o flujo/tiempo a partir de datos de MR acoplados 35 a los medios para recibir una señal representativa de una forma de onda de velocidad/tiempo o flujo/tiempo.

7. Un sistema según la reivindicación 6, en el que el sistema de MR es un sistema de formación de imágenes por MR, MRI, que incluye, además, medios para obtener la forma de onda de velocidad/tiempo o flujo/tiempo para un vóxel o grupo de vóxeles de una imagen MRI y asociar los datos con el vóxel o los vóxeles.

8. Un sistema según cualquier reivindicación precedente, en el que los datos incluyen un valor representativo de la presión media absoluta y/o una caída de la presión media.

9. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que los datos incluyen un valor 45 representativo de resistencia y el sistema incluye medios para estimar un caudal medio en el segmento vascular.

10. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que incluye medios para obtener y almacenar, y preferiblemente mostrar valores para una cantidad derivada de las medidas obtenidas en una pluralidad de ubicaciones de medición, en que los datos incluyen un cambio en la cantidad entre ubicaciones.

11. Un sistema según la reivindicación 10, en el que la cantidad incluye uno o más de presión media, una caída de la presión media, una resistencia hemodinámica de la vía de irrigación arterial, resistencia del lecho vascular, la relación de resistencias aguas arriba y aguas abajo de la ubicación de medición, resistencia por unidad de longitud del vaso sanguíneo y una medida de la viscosidad de la sangre.

12. Un sistema según la reivindicación 10, en el que la cantidad incluye una relación de las primera y segunda mediciones.

13. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que los datos incluyen un valor representativo 60 de la relación de presión media del tobillo y presión media braquial.

14. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que los datos incluyen uno o más de una relación de resistencias aguas arriba y aguas abajo de una ubicación de la medición, resistencia por unidad de longitud del vaso sanguíneo y una medida de la viscosidad de la sangre.

15. Un sistema para estimar, preferiblemente de manera no invasiva, la salida de energía máxima de un músculo de un sujeto, que incluye medios para derivar una primera medida indicativa de la configuración de una forma de onda de la presión arterial central y una segunda medida indicativa de la configuración de la forma de onda de la velocidad de la sangre/tiempo o flujo/tiempo en la arteria que irriga el músculo, medios para comparar las primera y segunda medidas y medios para medir una tasa de salida de energía relacionada con la actividad del músculo en respuesta a una señal que indica que una relación de las primera y segunda medidas se aproxima o iguala sustancialmente la unidad, en donde las primera y segunda medidas son cada una indicativas de una relación de una diferencia entre un máximo y un mínimo a una magnitud media de la forma de onda respectiva.