Se propone obtener el electrocardiograma (ECG) mediante el uso de dos electrodos secos dobles.

Cada electrodo tiene dos superficies de contacto conductoras independientes, una de las cuales actúa como electrodo de medida y la otra como electrodo de referencia de las medidas de tensión en el electrocardiógrafo. Basta que el paciente entre en contacto con dos de estos electrodos dobles para poder obtener el ECG mediante un amplificador de tensión diferencial convencional. Los dos electrodos dobles se pueden disponer en un único soporte mecánico, tal como un volante o un manillar, donde cada mano puede establecer contacto respectivamente con uno de los electrodos dobles apoyándose, agarrando o tocando. La proximidad de un electrodo de referencia a cada electrodo de medida, y conectados entre sí, reduce las interferencias en modo diferencial porque los electrodos de medida estarán a potenciales de 50 Hz similares respecto a los electrodos de referencia, de modo que entre ellos no circularán corrientes de 50 Hz sino sólo las corrientes debidas al ECG. Para mayor comodidad del paciente, la señal amplificada se puede transmitir sin hilos a un receptor próximo.

Método y aparato para obtener el electrocardiograma mediante electrodos secos dobles.

Sector de la técnica

La presente invención se refiere en general a los sistemas de medición de parámetros fisiológicos por métodos físicos, y en particular a un aparato y método para la obtención de electrocardiogramas (ECG) por electrodos secos dobles.

Objeto

El objeto de la presente invención es el desarrollo de un aparato para la obtención de electrocardiogramas (ECG) mediante electrodos secos, basado en el principio de la medición empleando solamente dos electrodos secos dobles, donde cada electrodo tiene dos superficies de contacto conductoras independientes, una de las cuales actúa como electrodo de medida y la otra como electrodo de referencia de las medidas de tensión en el electrocardiógrafo.

Un segundo objeto de la presente invención es el desarrollo sobre la base de dicho aparato de un método de obtención de los electrocardiogramas (ECG) por electrodos secos, donde el soporte de los electrodos es un objeto que se puede agarrar, aguantar o donde apoyar las manos, como un volante o manillar, donde las mediciones se pueden realizar de forma puntual o continua; y la señal ECG se puede transmitir a la unidad de visualización local y/o por Internet, u otro medio de transmisión de datos, a un punto médico remoto de recepción. Este método evitará la necesidad de preparar en el paciente los tres puntos (dos de medida y uno de referencia) actualmente usados, acortará significativamente el tiempo necesario para la obtención del ECG y a la vez reducirá la susceptibilidad a las interferencias.

Un tercer objeto de la presente invención es crear las bases para el diseño de un sistema inalámbrico para la adquisición del ECG a corto plazo en un ambiente no clínico.

Estado de la técnica

El electrocardiograma (ECG) se registra actualmente midiendo la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos del cuerpo con respecto a un tercer punto de referencia, normalmente la pierna derecha. Esto significa que la medida más simple conlleva la preparación (exposición, limpieza, adhesión de electrodos y conexión de cables) de por lo menos tres puntos del cuerpo en los que se establecen contactos, bien mediante electrodos y un gel conductor o, en exploraciones rápidas, mediante electrodos metálicos en contacto directo con la piel (electrodos "secos"). La gran separación entre los cables de conexión en algunos casos, por ejemplo uno en cada muñeca y otro en la pierna derecha, conlleva a menudo interferencias ("zumbido") de 50 Hz debidas a las líneas de distribución de energía eléctrica, que en entornos con numerosos equipos electrónicos pueden incluso enmascarar totalmente las señales de interés.

Una solución para no tener que preparar la piel son los electrodos secos (sin pasta, que a veces consisten en unas pinzas metálicas grandes, muy comunes para exploraciones rápidas); pero éstos exigen acceder a los puntos de medida (muñecas, piernas) y el uso de cables largos de nuevo puede conllevar la captación de interferencias e igualmente al modo anterior es un estorbo.

El uso de los electrodos secos en una báscula para obtener el ECG fue propuesto en la patente US2007/0021815 de Kaiser et al. Dado que en las básculas con electrodos para medir bioimpedancia hay normalmente dos pares de electrodos, la patente dice que para reducir las interferencias se pueden conectar a masa dos de los electrodos. La báscula de la patente US2007/0021815 facilita la medida porque no hay cables largos y no hay que poner nada sobre el paciente, sino que es el paciente el que se pone sobre la báscula. Pero exige que el paciente se descalce y pueda mantenerse de pie. Además, hay mucha interferencia del electromiograma de las piernas y, según el diseño, puede haber también mucha interferencia de la red eléctrica (50 Hz) como consecuencia de utilizar sólo dos electrodos de medida (sin un tercer electrodo que sirva como referencia para medir las otras dos tensiones, cuya diferencia es amplificada). En la patente se cita que cuando en la báscula hay dos pares de electrodos, un par se puede utilizar para reducir las interferencias de "modo común", es decir la que hay entre los dos electrodos de medida respecto al de referencia. En cualquier caso, las básculas preparadas para medir bioimpedancia, que son las que llevan electrodos, no están previstas para que las puedan utilizar personas con implantes médicos electrónicos ni mujeres embarazadas, porque la medición de bioimpedancia implica la inyección de una pequeña corriente eléctrica entre los dos pies. Por ello, estas básculas tampoco son apropiadas para obtener el ECG en dichos grupos de personas.

El registro del ECG con sólo dos electrodos convencionales (con gel conductor y una única superficie de contacto en cada electrodo) ha sido propuesto y analizado en numerosas publicaciones científicas, a veces mediante amplificadores con una topología distinta a la de los amplificadores diferenciales convencionales; ver por ejemplo, D. Dobrev et al., Simple two-electrode biosignal amplifier, Medical and Biological Engineering and Computing, vol. 43, 2005, pp. 725-739). La reducción de interferencias mediante electrodos dobles con gel conductor (dos superficies de contacto en cada zona de medida) y dispuestos sobre el cuerpo, ha sido demostrada en Díaz et al., XIX IMEKO World Congress. Fundamental and Applied Metrology, September 6-11, 2009, Lisboa (Portugal). Díaz et al. proponen el uso de un electrodo de referencia cerca de cada electrodo de medida, en lugar del usual electrodo de referencia único, normalmente conectado a la pierna derecha, para reducir las interferencias de 50 Hz que pueden aparecer en modo diferencial, es decir, entre los dos electrodos de medida (no entre éstos y el electrodo de referencia, que son interferencias en modo común). Los autores proponen un modelo cualitativo para explicar dicha reducción de la interferencia, y una evidencia experimental para demostrar su efectividad incluso en presencia de una fuerte interferencia de la red eléctrica.

No obstante, no hay evidencias hasta la fecha del empleo de medidas entre sólo dos zonas del cuerpo con electrodos secos que permitan obtener el ECG empleando un amplificador de tensión diferencial convencional, que sean inherentemente robustas a las interferencias de la red eléctrica, y no exijan exponer alguna parte del tórax, o las muñecas y una pierna, o ambas. Muchos diseños basados en dos electrodos se limitan a filtrar digitalmente la interferencia captada cuando se utiliza un amplificador de tensión diferencial convencional aplicado a dos electrodos simples puestos en contacto con el tórax, las muñecas y una pierna o ambas. Estas interferencias tienden a aumentar notablemente cuando los electrodos son secos, debido a que la impedancia de éstos es mayor y más dispar que la de los electrodos de gel. A la luz de la patente US2007/0021815 de Kaiser et al. y del trabajo de Díaz et al., XIX IMEKO World Congress. Fundamental and Applied Metrology, September 6-11, 2009, Lisboa (Portugal) es posible suponer que es factible obtener el ECG sin disponer electrodos sobre el cuerpo y reduciendo las interferencias de red sin cambiar la topología del amplificador diferencial utilizado en electrocardiografía convencional, empleando sólo dos electrodos secos dobles. Una vía de solución es propuesta por la presente invención, en la que se desarrollarán:

- Un aparato para la obtención de electrocardiogramas (ECG), basado en el principio de la medición empleando solamente dos electrodos dobles, donde cada electrodo tuviera dos superficies de contacto conductor seco independientes, una de las cuales actuaría como electrodo de medida y la otra como electrodo de referencia de las medidas de tensión en el electrocardiógrafo. Así, estos electrodos reducirían la susceptibilidad a las interferencias en modo diferencial.

- Un aparato para la obtención de electrocardiogramas (ECG) empleando tales electrodos, lo que permitiría obtener el ECG sin tener que colocar ningún electrodo sobre la piel del paciente, ahorrando un tiempo que en ocasiones puede ser esencial en los casos de urgencias, empleado en acceder a los puntos de conexión de los electrodos y preparación de la piel para reducir la impedancia de contacto de los electrodos, y simplificando el procedimiento eliminando las interferencias hoy inevitables cuando se usan electrodos secos. Adicionalmente, el empleo en este aparato de la comunicación inalámbrica con la ampliación de sus posibilidades en el campo de...

1. Un aparato para la obtención de electrocardiogramas por aplicación de electrodos sobre sólo dos zonas del cuerpo y que reduce la susceptibilidad a las interferencias caracterizado porque emplea dos electrodos conductores secos dobles (1), en donde cada dicho electrodo seco doble (1) tiene dos superficies de contacto independientes, una de las cuales actúa como electrodo de medida y la otra como electrodo de referencia de las medidas de tensión en el electrocardiógrafo; y porque dichos dos electrodos secos dobles (1) se aplican a dos zonas del cuerpo separadas entre sí.

2. El aparato para la obtención de electrocardiogramas por aplicación de electrodos sobre sólo dos zonas del cuerpo según la reivindicación 1 caracterizado porque consta de dichos dos electrodos conductores secos dobles (1); un soporte (2), en el que se disponen dichos dos electrodos secos dobles (1), donde dichos dos electrodos secos dobles (1) y dicho soporte (2) conjuntamente constituyen un cuerpo único; un circuito analógico (3) provisto de amplificador diferencial y filtros que adapten la señal; un convertidor analógico-digital (4) que digitaliza la señal ECG, recibida ya filtrada y adaptada por dicho circuito analógico (3); un procesador digital (5) que procesa dicha señal ECG y la comunica a un transceptor (6) u otra unidad de comunicación local; un segundo transceptor (7) que recibe la señal ECG comunicada por dicho transceptor (6) o dicha otra unidad de comunicación local; un procesador digital central (8) que extrae la información ECG requerida; y una unidad de visualización (9) del ECG y otros parámetros calculados a partir de dicha información ECG procesada por dicho procesador digital central (8).

3. Un método para la obtención de electrocardiogramas por aplicación de electrodos sobre sólo dos zonas del cuerpo según la reivindicación 1, caracterizado porque para realizar las medidas es necesario que el paciente agarre, aguante o apoye las manos derecha e izquierda en forma simultánea sobre dicho soporte (2) de dichos dos electrodos secos dobles (1), sin tener que colocar electrodos ni cables sobre la piel del paciente; y porque las mediciones se pueden realizar de forma puntual o continua y la señal ECG se puede transmitir a dicha unidad de visualización (9) y/o por internet u otro sistema de comunicación de datos a un punto remoto de recepción.