Procedimiento y aparato no invasivo para medir la presión arterial determinando una frecuencia máxima de contenido espectral del segundo sonido cardiaco.

Un procedimiento para estimar de manera no invasiva la presión sanguínea,

comprendiendo el procedimiento:

a) aplicar un filtro pasabanda a un segundo componente (S2) del sonido cardiaco para generar un componente S2 filtrado, teniendo el filtro pasabanda una frecuencia inferior variable de corte que es inicialmente mayor que una frecuencia máxima del componente S2;

b) estimar la máxima frecuencia del componente S2 usando el componente S2 filtrado, que incluye

(b1) calcular un cociente entre el componente S2 y el componente S2 filtrado;

(b2) disminuir la frecuencia inferior de corte y repetir las atapas (a) y (b1) con la frecuencia inferior de corte disminuida para calcular el cociente, disminuyéndose la frecuencia inferior de corte hasta que el cociente calculado sea menor o igual que un umbral predeterminado, en el que se usa la frecuencia inferior de corte disminuida para definir la frecuencia máxima estimada del componente S2;

c) aplicar una relación predeterminada entre la frecuencia máxima estimada y la presión sanguínea para generar una estimación de la presión sanguínea; y

d) mostrar la estimación de la presión sanguínea.

Procedimiento y aparato no invasivo para medir la presión arterial determinando una frecuencia máxima de contenido espectral del segundo sonido cardiaco.

Campo de la invención La presente invención versa acerca del campo de la evaluación clínica de enfermedades cardiacas y, más en particular, acerca de procedimientos y aparatos para la estimación de manera no invasiva de la presión de la arteria pulmonar.

Antecedentes de la invención En la técnica se conocen y vienen usándose varios años las mediciones de la presión de la arteria pulmonar (PAP) para contribuir a la diagnosis de enfermedades cardiacas y pulmonares. Puede obtenerse una medición de la PAP por medio de un procedimiento invasivo, tal como el uso de un catéter arterial pulmonar (por ejemplo, un catéter Swan-Ganz) . También puede obtenerse una estimación de la PAP a través de un procedimiento no invasivo, usando, por ejemplo, ecocardiografía Doppler, para estimar la PAP mediante técnicas ecográficas conocidas en la técnica. Además, también se han propuesto procedimientos que usan un análisis de los sonidos cardiacos. Véase, por ejemplo, la patente estadounidense 6.368.283 de Xu y otros, titulada “Method and apparatus for estimating systolic and mean pulmonar y arter y pressures of a patient".

Sin embargo, los procedimientos invasivos resultan normalmente incómodos y problemáticos para el paciente. La cateterización de la arteria pulmonar, por ejemplo, incluso en manos expertas, puede comportar diversos riesgos y complicaciones.

La ecocardiografía Doppler puede no ser eficaz en ausencia de una regurgitación de la válvula tricúspide detectable por Doppler. Además, los valores de la PAP sistólica son solo aproximados, porque normalmente es necesaria una estimación clínica de la presión auricular derecha (AD) . Esta puede ser una fuente potencial de error en la estimación de la PAP real en un paciente. Además, una buena ventana acústica y un buen seguimiento del flujo son factores típicos usados para ubicar adecuadamente el chorro regurgitante de la tricúspide. Sin embargo, estos factores pueden ser subóptimos en personas con hiperinflación pulmonar, o en personas que estén obesas, debido a la deficiente transmisión de las ondas de sonido.

Normalmente, tanto los procedimientos invasivos como los no invasivos requieren personal (es decir, médicos o técnicos) muy experto, así como la utilización de equipos caros. La cateterización cardiaca también puede requerir el uso de un quirófano adecuadamente equipado, con personal ayudante de quirófano.

Compendio de la invención La presente invención, tal como está definida por las reivindicaciones independientes 1 y 10, versa acerca de procedimientos y aparatos para la estimación de manera no invasiva de la presión sanguínea. El procedimiento incluye la etapa de aplicar un filtro pasabanda a un segundo componente (S2) del sonido cardiaco para generar un componente S2 filtrado. El filtro pasabanda tiene una frecuencia inferior de corte que es mayor que una frecuencia máxima del componente S2. El procedimiento también incluye las etapas de estimar la frecuencia máxima del componente S2 usando el componente S2 filtrado y aplicar una relación predeterminada entre la frecuencia máxima estimada y la presión sanguínea para generar una estimación de la presión sanguínea.

Breve descripción de los dibujos La invención se entiende de forma óptima siguiendo la descripción detallada cuando es leída en conexión con los dibujos adjuntos. Se recalca que, según la práctica común, diversos elementos/características de los dibujos pueden no estar dibujados a escala. Por el contrario, las dimensiones de los diversos elementos/características pueden estar aumentadas o reducidas arbitrariamente en aras de la claridad. Además, en los dibujos se usan referencias numéricas comunes para representar elementos/características semejantes. Las siguientes figuras están incluidas en los dibujos:

las Figuras 1A y 1B son diagramas funcionales de bloques que ilustran un aparato ejemplar para estimar de manera no invasiva la presión de la arteria pulmonar (PAP) según una realización de la presente invención;

la Fig. 2 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento ejemplar para estimar la PAP de manera no invasiva según una realización de la presente invención;

la Fig. 3 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento ejemplar para determinar una frecuencia máxima de un componente S2 según una realización de la presente invención;

la Fig. 4A es un gráfico de la amplitud de la señal en función del tiempo que resulta útil para ilustrar la amplitud de un componente S2 según el procedimiento ejemplar mostrado en la Fig. 3;

la Fig. 4B es un gráfico de la amplitud de la señal en función del tiempo que resulta útil para ilustrar la amplitud de un componente S2 después de aplicar un filtro pasabanda según el procedimiento ejemplar mostrado en la Fig. 3; y

la Fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento ejemplar para generar una estimación de la PAP usando varias señales adquiridas de fonocardiograma (FCG) y electrocardiograma (ECG) según una realización adicional de la presente invención.

Descripción detallada de la invención La presente invención, que está definida en las reivindicaciones, específicamente en las reivindicaciones independientes 1 y 10 y en sus reivindicaciones dependientes, versa acerca de procedimientos y aparatos para estimar de manera no invasiva la presión sanguínea y, deseablemente, la presión de la arteria pulmonar (PAP) . Según la presente invención, puede estimarse la PAP a partir de una señal diastólica que se extraiga de una señal de fonocardiograma (FCG) usando una señal de electrocardiograma (ECG) medida simultáneamente a partir de respectivos sensores de FCG y ECG. En general, la señal diastólica incluye un segundo componente (S2) del sonido cardiaco y puede incluir una porción del intervalo diastólico. La señal diastólica también puede incluir una porción del intervalo sistólico, es decir, anterior al componente S2. Además, el componente S2 puede ser aislado de la señal diastólica. Deseablemente, se estima una frecuencia máxima, FMAX, del componente S2, usando un filtro pasabanda que tenga una frecuencia inferior de corte que sea mayor que la frecuencia máxima, FMAX. Puede generarse una estimación de la PAP usando una relación predeterminada entre la FMAX estimada y la PAP. En una realización ejemplar adicional, se adquieren y analizan varias señales de FCG y las correspondientes de ECG para generar la estimación de la PAP. Aunque la presente invención describe procedimientos y aparatos para la estimación de la PAP, se contempla que la presente invención pueda ser usada para cualquier medición de la presión sanguínea, tal como la presión sistemática, siendo la PAP solo un ejemplo de tal medición de la presión sanguínea. Se contempla que pueda determinarse una relación predeterminada entre una FMAX estimada y la presión sanguínea para determinar una estimación de la presión sanguínea.

El componente S2, generado tanto por las válvulas aórtica y miocárdica como por la válvula pulmonar, se transmite normalmente al cuerpo circundante, incluyendo la pared torácica, a través del lado derecho del corazón; es decir, de la aurícula y el ventrículo derechos. Dado que el grosor del lado izquierdo del corazón es mucho mayor que el grosor del lado derecho del corazón, el componente S2, a través del lado izquierdo, puede ser atenuado y filtrado, dejando pasar los bajos, en su transmisión a la pared torácica. En consecuencia, generalmente los sonidos que se originan dentro del corazón pueden transmitirse a la pared torácica a través de las paredes de la aurícula y el ventrículo derechos.

Normalmente, el componente S2 incluye un subcomponente aórtico (A) , correspondiente al cierre de la válvula aórtica, y un subcomponente pulmonar (P) , correspondiente al cierre de la válvula pulmonar. Generalmente, en un componente S2 que se transmite a la pared torácica, el subcomponente A precede al subcomponente P. En algunos casos, el subcomponente P puede preceder al subcomponente A o puede parecer que los subcomponentes A y P ocurren simultáneamente.

Para el componente S2, tanto la válvula aórtica como la pulmonar presentan características y una composición biológica similares. Normalmente, las válvulas aórtica y pulmonar generan sonidos de composición espectral similar. Sin embargo, los sonidos de la válvula aórtica se transmiten principalmente al exterior del corazón a través de las paredes de su lado derecho, atravesando las paredes de separación de los ventrículos, lo cual, a su vez,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para estimar de manera no invasiva la presión sanguínea, comprendiendo el procedimiento:

a) aplicar un filtro pasabanda a un segundo componente (S2) del sonido cardiaco para generar un componente S2 filtrado, teniendo el filtro pasabanda una frecuencia inferior variable de corte que es inicialmente mayor que una frecuencia máxima del componente S2;

b) estimar la máxima frecuencia del componente S2 usando el componente S2 filtrado, que incluye (b1) calcular un cociente entre el componente S2 y el componente S2 filtrado;

(b2) disminuir la frecuencia inferior de corte y repetir las atapas (a) y (b1) con la frecuencia inferior de corte disminuida para calcular el cociente, disminuyéndose la frecuencia inferior de corte hasta que el cociente calculado sea menor o igual que un umbral predeterminado, en el que se usa la frecuencia inferior de corte disminuida para definir la frecuencia máxima estimada del componente S2;

c) aplicar una relación predeterminada entre la frecuencia máxima estimada y la presión sanguínea para generar una estimación de la presión sanguínea; y

d) mostrar la estimación de la presión sanguínea.

2. El procedimiento según la reivindicación 1 en el que cada uno del componente S2 y el componente S2 filtrado es representado por un respectivo valor de amplitud, y

el valor de amplitud se calcula a partir de al menos un valor medio cuadrático (rms) , un valor pico o un valor medio de un valor absoluto.

3. El procedimiento según la reivindicación 1 en el que la presión sanguínea incluye la presión de la arteria pulmonar (PAP) y la etapa (c) incluye

la aplicación de la relación predeterminada entre la frecuencia máxima estimada y la PAP para generar una estimación de la PAP.

4. El procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2 que, además, antes de la etapa (a) , incluye las etapas de:

extraer una señal diastólica de una señal de fonocardiograma (FCG) ; y

aislar el componente S2 de la señal diastólica,

en el que se usa el componente S2 aislado para generar el componente S2 filtrado.

5. El procedimiento según la reivindicación 4 en el que la etapa de aislamiento del componente S2 incluye:

integrar al menos una porción de la señal diastólica dentro de una ventana de integración para determinar un intervalo diana que incluye el componente S2; y

extraer el componente S2 de la señal diastólica usando el intervalo diana para formar el componente S2 aislado.

6. El procedimiento según las reivindicaciones 4 o 5 en el que la señal diastólica incluye varias señales diastólicas y la estimación de la presión sanguínea se genera según los varios componentes S2 aislados de las varias señales diastólicas respectivas.

7. El procedimiento según la reivindicación 6 que, además, incluye las etapas de:

repetir las etapas (a) - (c) con los varios componentes S2 aislados para generar varias estimaciones correspondientes de la presión sanguínea; y

determinar una moda de las varias estimaciones de la presión sanguínea para generar una moda de la estimación de la presión sanguínea.

8. El procedimiento según la reivindicación 7 que incluye, además, la etapa de determinar una medida del intervalo de confianza asociada con las varias estimaciones de la presión sanguínea y la moda de la estimación de la presión sanguínea.

9. El procedimiento según las reivindicaciones 4, 5, 6, 7 u 8 en el que la extracción de la señal diastólica incluye las etapas de:

recibir de forma síncrona la señal de FCG y una señal de electrocardiograma (ECG) ; y

extraer la señal diastólica de la señal recibida de FCG usando la señal recibida de ECG.

10. Un analizador de la presión sanguínea para estimar de manera no invasiva la presión sanguínea, comprendiendo el analizador de la presión sanguínea:

un estimador de frecuencias que incluye:

una toma de entrada al estimador configurada para recibir un segundo componente (S2) del sonido cardiaco;

un filtro pasabanda acoplado a la toma de entrada al estimador y configurado para generar un componente S2 filtrado del componente S2, teniendo el filtro pasabanda una frecuencia inferior variable de corte que es inicialmente mayor que una frecuencia máxima del componente S2;

un calculador de cocientes acoplado a la toma de entrada al estimador y al filtro pasabanda, estando configurado el calculador de cocientes para calcular un cociente entre el componente S2 y el componente S2 filtrado; y

un controlador de frecuencia acoplado al calculador de cocientes y al filtro pasabanda, estando configurado el controlador de frecuencia para disminuir la frecuencia inferior de corte proporcionada al filtro pasabanda en función del cociente calculado recibido del calculador de cocientes,

en el que se configura el controlador de frecuencia para disminuir la frecuencia inferior de corte hasta que el cociente calculado recibido del calculador de cocientes sea menor o igual que un umbral predeterminado,

en que se configura el estimador de frecuencias para estimar la frecuencia máxima del componente S2 usando el componente S2 filtrado, usándose la frecuencia inferior de corte disminuida para definir la frecuencia máxima estimada del componente S2; y

un estimador de la presión sanguínea acoplado al estimador de frecuencias y configurado para aplicar una relación predeterminada entre la frecuencia máxima estimada y la presión sanguínea para generar una estimación de la presión sanguínea.

11. El analizador de la presión sanguínea según la reivindicación 10 en el que la presión sanguínea incluye la presión de la arteria pulmonar (PAP) y el estimador de la presión sanguínea está configurado para generar una estimación de la PAP aplicando la relación predeterminada entre la PAP y la frecuencia máxima estimada.

12. El analizador de la presión sanguínea según las reivindicaciones 10 u 11 que, además, comprende:

una toma de entrada para recibir una señal de fonocardiograma (FCG) ;

un extractor de señales diastólicas acoplado a la toma de entrada, estando configurado el extractor de señales diastólicas para extraer la señal diastólica de la señal de FCG; y

un aislador del componente S2 configurado para aislar el componente S2 de la señal diastólica extraída en función de la integración de al menos una porción de la señal diastólica extraída,

en el que se proporciona el componente S2 aislado a la toma de entrada al estimador del estimador de frecuencias.

13. El analizador de la presión sanguínea según la reivindicación 12 en el que la toma de entrada está configurada, además, para recibir una señal de electrocardiograma (ECG) correspondiente a la señal de FCG, y

en el que el extractor de señales diastólicas está configurado para extraer la señal diastólica usando la correspondiente señal de ECG.