WO2002101681A1 - Device and system for detecting and monitoring cardiovascular diseases in a patient using mobile technology - Google Patents

Device and system for detecting and monitoring cardiovascular diseases in a patient using mobile technology Download PDF

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WO2002101681A1
WO2002101681A1 PCT/ES2002/000292 ES0200292W WO02101681A1 WO 2002101681 A1 WO2002101681 A1 WO 2002101681A1 ES 0200292 W ES0200292 W ES 0200292W WO 02101681 A1 WO02101681 A1 WO 02101681A1
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WO
WIPO (PCT)
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patient
monitoring
detection
equipment
mobile technology
Prior art date
Application number
PCT/ES2002/000292
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Spanish (es)
French (fr)
Inventor
Luis Miguel Vindel
Miguel Angel Fernandez
Jose Manuel Vallejo
Fernando Jimenez
Original Assignee
Grupo It Deusto, S.L.
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0004—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by the type of physiological signal transmitted
    • A61B5/0006—ECG or EEG signals

Definitions

  • the present invention relates to the field of the detection and monitoring of diseases of a patient automatically and in real time, in particular cardiovascular diseases by means of the ECG signal.
  • Electrocardiographic diagnosis is simple in those patients with permanent arrhythmias, in which it is sufficient to perform an electrocardiogram (ECG) on the fly.
  • ECG electrocardiogram
  • ECG electrocardiogram
  • Holter technique which allows the ECG to be recorded for a period of 24 to 72 hours (normally 24).
  • this technique is useless if the arrhythmia does not happen in that period, so it is less useful the more infrequent the episodes are.
  • having a device and system with the characteristics described implies analyzing the signal continuously, transmitting data in real time and automatically when any anomaly is detected in the patient's signal.
  • the system is composed of a portable patient terminal that has:
  • Amplification system analog filtering and signal digitalization
  • Feeding system • Filtering algorithms and signal artifact detection
  • the center has: Central Management and Supervision Unit • Alarm Monitoring Center
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • GPRS GPRS
  • UMTS UMTS
  • TRUNCKING a mobile technology
  • the main feature of this system is to determine that the patient suffers a risk situation, detected by analyzing the ECG signal.
  • the parameters that are calculated on it are the time between R waves and the duration of the QRS complex.
  • This module includes the electrode system, cables, analog amplification system, portable power system and an electronic module (microprocessor + digital memory) that will manage the capture and analysis of the ECG signal and also the remote communication via mobile.
  • the measurement module has an analog signal amplification and conditioning unit (amplification and filtering) and another part for digitization and signal processing. This last part has been carried out based on a microprogrammed system on which the algorithms for the detection of signal artifacts and the analysis of the important parameters thereof are implemented. Due to the complexity of the processing algorithms and because they must be executed in real time, a system based on a DSP is used. The operation of this module is vital in the development of the system, since it depends on which those episodes that are clinically important can be detected and on the other hand, it must also avoid the generation of false alarms, which would suppose the establishment of a communication and the call of attention to the physician located in the central unit. To avoid these problems, in addition to using efficient algorithms, the following strategies are used:
  • the portable system is capable of being able to continuously store the signals of the 5-10 minutes prior to the presentation of a crisis, these moments being the most interesting in cardiology. You also have the possibility of periodically storing the registered signal (for example, two minutes every hour), so that this signal is consulted, if requested, by the practitioner.
  • the procedure is simple in theory, since transmitting data through the mobile to a management center is a technique that has reached extraordinary levels of precision. But it is complicated in practice because, to be effective, the result of the heart rate measurement when a person is in motion has to overcome obstacles: sudden movements of the patient, displacement of electrodes, open circuit in the electrode cables, saturation of the amplification system.
  • Patents W094 / 11831 and EP483595 partially solve the problem by allowing an interaction between a microprocessor coupled to the glucose analyzer and a remote computer that receives and supplies data through the respective interfaces.
  • the limitation of this equipment is that you need a communications software via MODEM, to transmit the data to the processing unit.
  • the integration into a single device of the measurement module, together with a microprocessor, which allows arrhythmia detection, and a mobile phone or mobile communications module allows the creation of a solid management and control system for as many patients as the respective systems They wish to incorporate.
  • the computer analyzes the wave and in case of request by the Alarm Monitoring Center or by the detection of an anomaly, it sends it to the Center.
  • the current coverage of the mobile phone system allows the almost total guarantee in the online transmission of the figure.
  • the recognition of arrhythmias through the ECG requires a high quality signal as a basic premise. Since it is a portable device, subject to movement, an adequate filter system and a stable register are available. From the hardware point of view, instrumentation amplifiers with the appropriate characteristics are used (gain, bandwidth, common mode rejection, input impedances, etc.). The digitalization of the signal must be carried out with a sampling frequency that allows the calculation of times with the appropriate resolution and with a resolution that also allows the adequate analysis of the signal amplitudes This stage should condition the ECG signal as well as possible for optimal treatment in later stages.
  • a system with high internal memory is used. This module is communicated with the mobile communication module, so that two-way communication with the managing center can be established.
  • the portable system has the possibility of giving the patient an acoustic signal when the battery has minimum energy levels or when the system has had a malfunction; in this case a signal is also sent to the managing center.
  • the main problems presented by the electrocardiographic signal of a patient is that it is not stationary and that it will also be contaminated by interference from other signals: muscle movements, electrode displacement, interference from other equipment, line variations base, etc. For this reason, if it is intended to perform an automatic analysis of the ECG signal with an adequate percentage of reliability, all these circumstances should be eliminated as much as possible.
  • the algorithm used is specific to detect that the signal is not useful, and in no case allows confusion with an alteration of the rhythm that may occur in the ECG.
  • the recording of the ECG signal over wide intervals of time presents certain problems because the signal is corrupted by noise from various sources and certain conditions that modify the morphology of the signal are met.
  • the noise sources may include 50 Hz interference, (in the present case this problem does not have to occur), variation of the baseline, lectromyogram (EMG) and electrode movements.
  • EMG lectromyogram
  • the most difficult to eliminate are the last 2 because they have a high bandwidth that coincides in part with the frequency of the ECG signal.
  • the estimation and correction of the base potential is the first step in the analysis of the ECG signal, this variation is due to movements and breathing.
  • the baseline is set as the potential measured when electrical currents are not produced in the heart, therefore, our solution corrects with high reliability by measuring the signal strength in the PT interval. If in this interval the signal presents an average slope that exceeds a certain threshold, it is expected to another cycle in which it stabilizes, to proceed to the automatic analysis of the signal.
  • the R wave is easily located, and therefore, can serve as a reference for the study of other important points of the signal. If the level of non-electrical activity is also located, there are data that may be sufficient in many cases to set the levels at which the important points of the signal are presented.
  • the quality of the signal can be improved by detecting its main components (PCA), which in addition to allowing a reduction in the dimensions of the signal (data compression), involves filtering it that can facilitate the detection of certain waves .
  • PCA main components
  • data compression involves filtering it that can facilitate the detection of certain waves .
  • the filtering of the signal is performed in the frequency domain, for example, for the detection of the ST segment or the P wave.
  • this transform tries to analyze the signals in the domains of time and frequency simultaneously.
  • non-stationary signals such as electrocardiographic signals
  • the location in time of the different frequencies that may appear is very useful. This location is impossible with classic transforms such as the Fourier transform, or not sufficiently detailed with other transforms such as the Fourier transform in a short time.
  • the waveform transform manages to locate high frequencies in high definition and low frequencies with less definition.
  • a waveform transform can be understood as a bank of filters capable of separating a signal in the different frequencies that make it up, also giving information about the moment in which each one of those frequencies appears.
  • the parameters of interest are measured: to. RR time measurement.
  • the R wave is characterized by having greater amplitude than the other waves of the complex. In the case where we find a pathological signal, the R wave is segmented.
  • the QT complex with an algorithm based on the measurement of zero crossings and crossing with certain experimentally adjusted values.
  • the initial position of the QRS is measured with an algorithm that adapts the threshold based on the average value of the RR interval.
  • the electronic system for measuring cardiological variables that each patient has incorporated has a mobile communication module.
  • This module is responsible for transmitting the measured information about the patient to the central unit of the management and supervision system. Likewise, it also receives information regarding:
  • Patient terminal configuration parameters variables that optimize filtering and amplification algorithms, keys for encryption of secure communications, information of the central unit with which it is associated, patient identification data, etc.
  • Commands to require patient information QRS complex width, R-R cardiac cycle variation and other data of interest.
  • the technology used in this module will be mobile that allows the permanent connection of the patient's mobile terminal to the central unit by establishing a two-way communication for the transmission of data between them.
  • this technique the problem of secure data transmission is solved by preventing other systems from intercepting private information from patients.
  • the cost associated with the transmission of information is cheaper because the mobile operator invoices based on the volume of traffic and not as currently done with GSM, which is the duration of the connection that would be permanent in these cases ( 24 hours a day).
  • This mobile communication module gives the patient total mobility with the added advantage that the patient's health status is being monitored from the central management unit.
  • the remote patient management and monitoring center is composed of three modules that can operate independently or jointly: A. Central Management and Supervision Unit
  • This unit is composed of the following processes:
  • Communications manager module responsible for communicating with the "Communications Unit” that allows the sending of telecommands to the patients' terminals as well as the reception of the requested information (terminal status, electrocardiogram variables, etc.). It will also perform the compression and decompression of the data sent and received as well as the decoding of the information that may be encrypted.
  • Authentication manager process that authorizes the entry of any user into the system, registering their entry and exit from it. In this way, the Authentication Manager is aware at all times of how many users are connected and their information (user profile, communications module through which it is connected, etc.)
  • Configuration manager process that controls all the necessary parameters for the correct functioning of the system. This manager is responsible for the configuration of the Central Management and Supervision Unit as well as the terminals of the patients that are operative in the system. • Provision manager: this module allows you to register / cancel a patient, update your personal data, clinical data, etc.
  • Alarm distributor the system is able to collect and store the results that are generated in each of the terminals incorporated in the patients. Depending on them, and through the application of mathematical expressions, alarms and warnings are generated that give indications about the health status of the monitored patients. Each of these alarms is distributed to one of the operator stations that are operational in the "Alarm Monitoring Center". The operator in question after checking the alarm (call the patient) will notify the emergency department.
  • Patient location manager when an alarm occurs in a patient, urgent and rapid attention is needed. For this it is necessary to know the location of the patient and thus be able to move the emergency service to the exact place. Through the Location Manager the system knows the position of the patient.
  • the location system is based on the operator's location platform, with an expansion port to integrate a GPS module. Using the GPS module, the exact position of the patient can be achieved, transmitting it to the management center for its location.
  • Consultation manager process that takes care of requests from medical terminals (Consultation Unit). Among other operations, authorized personnel (cardiologists and specialists) will be able to visualize the signals of a certain patient corresponding to the current moment, or signals generated in previous moments, clinical history of each patient, current status of the patients in charge, etc.
  • Data manager manages access to the database that contains all the information regarding patients and system users (doctors, operators, patient terminals, administrators, etc.).
  • Validation manager this manager validates any operation that any user wishes to perform. In this way users can only perform those operations that are allowed.
  • Report manager the system makes records, with date and time, of all accesses, 'alarms and operations that are carried out on it. This manager is responsible for providing statistical reports of the system performance, the number of incidents recorded in certain periods of time, etc.
  • the entire system is protected through a system of access codes that different users have: patient terminals, alarm center operators and medical terminals. Each user in turn has a certain profile that will identify the different operations that can be carried out in the system.
  • the center may consist of several operator positions. Each position has a computer on which the alarm management client application runs. Its functions are:
  • a new alarm verification procedure is carried out when the system detects an abnormality in the health status of a patient. This procedure consists in retesting the patient's heart rate as well as making a phone call to the patient. If, after these two checks, there is still the slightest doubt of danger in the patient, the operator will promptly notify the emergency department, providing the patient's data and in particular its exact location.
  • the system has other features that make it even more attractive. These include:
  • Help As in any Windows application, a help option is incorporated, in which It includes a precise description of the operation of the system, as well as the different control modes supported by the engines. Theoretical aspects are also included, which facilitate the interpretation of the control that is being carried out
  • Alarm signals There are fault detection signals that warn of possible anomalies in the different equipment.
  • the patient terminal is made up of an ECG signal acquisition system, with preprocessing, analysis, understanding and storage and a mobile transmission module (GSM), integrated into a single device.
  • GSM mobile transmission module
  • Signal acquisition element equipped with an amplification system, analog filtering and digitalization of the signals obtained.
  • it consists of the following components: a. Electrodes b. Microprocessor and memory system. Its functions range from the acquisition of the signals, their real-time processing and the storage in digital memories of those data that are of interest. It has been carried out based on a microprogrammed system on which the algorithms for the detection of signal artifacts and the analysis of the important parameters thereof are implemented. Due to the complexity of the processing algorithms since they must be executed in real time, a system based on a DSP is used. 2. GSM mobile phone terminal element of the patient.
  • Feeding System Allows delivery of power to the rest of the portable system. When the battery is low, the system emits a signal that indicates the minimum levels. This signal is also sent to the managing center.
  • the remote patient management and monitoring center is composed of three modules that can operate independently or jointly:
  • the center is composed of several operator positions. Each position has a computer on which the alarm management client application runs. Its functions are the Notification by visual and acoustic signals of the different alarms produced, Activation and deactivation of the operating position, Registration and cancellation of new operating positions, Verification of the alarms produced, Consultation of data of interest: numbers Emergency telephone number, patient telephone number, patient location, etc.
  • the Compaq iPaq PDA is used, which includes among other elements of integrated mobile communications, RAM and storage, plasma screen for color display.

Abstract

The system comprises a small-sized electronic device enabling reception of an ECG signal sensed under daily living conditions of a patient. Said signals are amplified, filtered and analyzed by means of algorithms intended to study parameters of interest of the electrocardiographic signal. If a serious crisis in a patient is determined by the electronic device, a mobile terminal sends an alarm along with the electrocardiogram signal to a patient management and supervision center. A bi-directional alarm management system enables said center to act consequently if a serious crisis has been detected in a patient and the center may then contact the patient, call an ambulance or hospital with the aim of providing as soon as possible care to the patient.

Description

EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACION DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVILEQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY
SECTOR DE LA TÉCNICASECTOR OF THE TECHNIQUE
La presente invención se refiere al campo de la detección y monitorización de forma automática y en tiempo real de enfermedades de un paciente, en concreto las enfermedades cardiovasculares mediante la señal ECG.The present invention relates to the field of the detection and monitoring of diseases of a patient automatically and in real time, in particular cardiovascular diseases by means of the ECG signal.
ESTADO DE LA TÉCNICASTATE OF THE TECHNIQUE
Las técnicas actuales para el estudio y medición de los trastornos del ritmo cardiaco se basan en técnicas de registro electrocardiográfico de las arritmias. El diagnóstico electrocardiográfico es sencillo en aquellos pacientes con arritmias permanentes, en los que basta con realizar un electrocardiograma (ECG) sobre la marcha. El problema aparece en aquellos con arritmias que aparecen y desaparecen espontáneamente (paroxísticas), en los que el ECG ofrece datos de interés sólo en el momento de la arritmia. Para el diagnóstico de estos casos es de utilidad la realización de un ECG con técnica Holter, que permite registrar el ECG durante un tiempo entre 24 y 72 horas (normalmente 24). Desgraciadamente, esta técnica es inútil si la arritmia no sucede en ese periodo, de modo que es de menor utilidad cuanto más infrecuentes son los episodios. La existencia de arritmias de aparición muy esporádica, así como de síncopes sin causas aparentes, ha llevado al desarrollo de los Holter ¡mplantables. Se trata de pequeños dispositivos que se implantan bajo la piel mediante cirugía menor con anestesia local, capaces de registrar y almacenar el ECG durante largos periodos de tiempo, incluso de meses. La información puede ser consultada en la consulta del cardiólogo mediante un ordenador dotado de una sistema de telemetría. Estos sistemas han demostrado ya su utilidad para el diagnóstico de los problemas clínicos ya citados, los síncopes de causa desconocida y las arritmias infrecuentes.Current techniques for the study and measurement of heart rhythm disorders are based on electrocardiographic recording techniques of arrhythmias. Electrocardiographic diagnosis is simple in those patients with permanent arrhythmias, in which it is sufficient to perform an electrocardiogram (ECG) on the fly. The problem appears in those with arrhythmias that appear and disappear spontaneously (paroxysmal), in which the ECG offers data of interest only at the time of the arrhythmia. For the diagnosis of these cases it is useful to perform an ECG with Holter technique, which allows the ECG to be recorded for a period of 24 to 72 hours (normally 24). Unfortunately, this technique is useless if the arrhythmia does not happen in that period, so it is less useful the more infrequent the episodes are. The existence of arrhythmias of very sporadic appearance, as well as of syncopes without apparent causes, has led to the development of the implantable Holters. These are small devices that are implanted under the skin by minor surgery with local anesthesia, capable of recording and storing the ECG for long periods of time, even months. The information can be consulted in the cardiologist's office by means of a computer equipped with a telemetry system. These systems have already proven their usefulness for the diagnosis of the aforementioned clinical problems, syncopes of unknown cause and infrequent arrhythmias.
Los inconvenientes de los sistemas de Holter ¡mplantable pueden resumirse de la siguiente forma:The disadvantages of the implantable Holter systems can be summarized as follows:
1.- Es necesaria una pequeña intervención quirúrgica, con sus molestias y riesgos inherentes.1.- A small surgical intervention is necessary, with its inherent discomforts and risks.
2.- Precio elevado e imposibilidad de reutilizar el equipo, según las leyes comunitarias. 3.- Los eventos arrítmicos son valorados por el médico en una consulta programada, y no cuando suceden.2.- High price and inability to reuse the equipment, according to community laws. 3.- Arrhythmic events are assessed by the doctor in a scheduled consultation, and not when they happen.
4.- No permite una telemetría a distancia.4.- It does not allow remote telemetry.
Por tanto, disponer de un equipo y sistema de las características descritas supone el analizar la señal continuamente, transmisión de datos en tiempo real y de forma automática cuando se detecte alguna anomalía en la señal del paciente.Therefore, having a device and system with the characteristics described implies analyzing the signal continuously, transmitting data in real time and automatically when any anomaly is detected in the patient's signal.
No se conoce la existencia de patente o modelo de utilidad alguno, cuyas características sean el objeto de la presente invención.The existence of a patent or utility model is unknown, the characteristics of which are the object of the present invention.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
El sistema está compuesto por un terminal portátil de paciente que dispone de:The system is composed of a portable patient terminal that has:
Módulo de MediciónMeasurement Module
Sistema de Amplificación, filtrado analógico y digitalización de señalesAmplification system, analog filtering and signal digitalization
Sistema microprocesador y memoriaMicroprocessor and memory system
Sistema de alimentación • Algoritmos de filtrado y detección de artefactos de señalFeeding system • Filtering algorithms and signal artifact detection
Sistema de transmisión de información por tecnología móvilInformation transmission system by mobile technology
Para la monitorización de forma remota y diagnóstico, el centro dispone de: Unidad Central de Gestión y Supervisión • Centro de Monitorización de AlarmasFor remote monitoring and diagnosis, the center has: Central Management and Supervision Unit • Alarm Monitoring Center
Unidad de Consulta de terminales médicosMedical Terminal Consultation Unit
Las funciones desarrolladas por cada una de estos sistemas se describe a continuación:The functions developed by each of these systems are described below:
Terminal portátil del pacientePortable Patient Terminal
Módulo de MediciónMeasurement Module
Se trata del módulo electrónico encargado de la adquisición de las señales del ECG, su preprocesamiento, análisis, comprensión y almacenamiento; además gestiona el proceso de transmisión de la señal por tecnología móvil (GSM, GPRS, UMTS, TRUNCKING,...). La principal característica de este sistema es determinar que el paciente sufre una situación de riesgo, detectado mediante el análisis de la señal de ECG. Los parámetros que se calculan sobre la misma son el tiempo entre ondas R y la duración del complejo QRS. En este módulo se comprende el sistema de electrodos, los cables, sistema de amplificación analógico, sistema de alimentación portátil y un módulo electrónico (microprocesador + memoria digital) que gestionará la captura y análisis de la señal ECG y también la comunicación remota vía móvil.This is the electronic module responsible for the acquisition of ECG signals, their preprocessing, analysis, understanding and storage; It also manages the process of signal transmission by mobile technology (GSM, GPRS, UMTS, TRUNCKING, ...). The main feature of this system is to determine that the patient suffers a risk situation, detected by analyzing the ECG signal. The parameters that are calculated on it are the time between R waves and the duration of the QRS complex. This module includes the electrode system, cables, analog amplification system, portable power system and an electronic module (microprocessor + digital memory) that will manage the capture and analysis of the ECG signal and also the remote communication via mobile.
A nivel hardware el módulo de medición dispone de una unidad de amplificación y acondicionamiento analógico de la señal (amplificación y filtrado) y otra parte de digitalización y procesamiento de la señal. Esta última parte se ha realizado en base a un sistema microprogramado sobre el que se implementan los algoritmos para la detección de artefactos de la señal y el análisis de los parámetros importantes de la misma. Debido a la complejidad de los algoritmos de procesamiento y a que éstos deben ejecutarse en tiempo real, se utiliza un sistema basado en un DSP. El funcionamiento de este módulo es vital en el desarrollo del sistema, pues de él depende el que se puedan detectar aquellos episodios que sean importantes desde el punto de vista clínico y por otra lado, también debe evitar la generación de falsas alarmas, que supondrían el establecimiento de una comunicación y la llamada de atención al facultativo ubicado en la unidad central. Para evitar estos problemas, además de utilizar algoritmos eficientes, se utilizan las siguientes estrategias:At the hardware level, the measurement module has an analog signal amplification and conditioning unit (amplification and filtering) and another part for digitization and signal processing. This last part has been carried out based on a microprogrammed system on which the algorithms for the detection of signal artifacts and the analysis of the important parameters thereof are implemented. Due to the complexity of the processing algorithms and because they must be executed in real time, a system based on a DSP is used. The operation of this module is vital in the development of the system, since it depends on which those episodes that are clinically important can be detected and on the other hand, it must also avoid the generation of false alarms, which would suppose the establishment of a communication and the call of attention to the physician located in the central unit. To avoid these problems, in addition to using efficient algorithms, the following strategies are used:
• Programación desde la unidad central del tipo de forma de onda propia de cada enfermo, mediante el ajuste de ciertos parámetros de la señal ECG, debido a que cada persona tiene un complejo QRS con características propias. El facultativo, gracias a esta posibilidad puede, desde la unidad central, visualizar un número determinado de ciclos cardiacos del paciente, y en función de su forma de onda típica, programar una serie de parámetros (amplitudes y tiempos, con unos márgenes de tolerancia) que puedan considerarse normales para ese paciente.• Programming from the central unit of the type of waveform of each patient, by adjusting certain parameters of the ECG signal, because each person has a QRS complex with its own characteristics. The physician, thanks to this possibility can, from the central unit, visualize a certain number of cardiac cycles of the patient, and depending on their typical waveform, program a series of parameters (amplitudes and times, with tolerance margins) that can be considered normal for that patient.
• Antes de la detección de una situación de alarma, se realiza la comprobación de la misma un número determinado de veces, que podrá ser programado a distancia desde la unidad central por el facultativo vía remota.• Before the detection of an alarm situation, it is checked a certain number of times, which can be programmed remotely from the central unit by the optional remote.
• El sistema portátil es capaz de poder almacenar continuamente las señales de los 5-10 minutos anteriores a la presentación de una crisis, siendo estos momentos los de mayor interés en cardiología. También tiene la posibilidad de almacenar periódicamente la señal registrada (por ejemplo, dos minutos cada hora), para que dicha señal sea consultada, si así lo demanda, por el facultativo.• The portable system is capable of being able to continuously store the signals of the 5-10 minutes prior to the presentation of a crisis, these moments being the most interesting in cardiology. You also have the possibility of periodically storing the registered signal (for example, two minutes every hour), so that this signal is consulted, if requested, by the practitioner.
El procedimiento es simple en teoría, ya que el transmitir datos a través del móvil a un centro gestor es una técnica que ha alcanzado extraordinarios niveles de precisión. Pero es complicado en la práctica porque, para ser eficaz, el resultado de la medición del ritmo cardiaco cuando un persona está en movimiento tiene que salvar obstáculos: movimientos bruscos del paciente, desplazamiento de electrodos, circuito abierto en los cables de los electrodos, saturación del sistema de amplificación.The procedure is simple in theory, since transmitting data through the mobile to a management center is a technique that has reached extraordinary levels of precision. But it is complicated in practice because, to be effective, the result of the heart rate measurement when a person is in motion has to overcome obstacles: sudden movements of the patient, displacement of electrodes, open circuit in the electrode cables, saturation of the amplification system.
Existen patentes que tratan de resolver el problema del análisis y transmisión de datos en tiempo real, aunque no existe ninguna patente de un sistema que permita la detección de una enfermedad en tiempo real, permitiendo la movilidad del paciente . Así la patente WO94/12950 nos muestra un equipo de análisis de glucosa, con posibilidad de imprimir los resultados obtenidos y de almacenar los provenientes de varios pacientes. Sin embargo no presenta un procesamiento de estos datos ni la posibilidad de interacción telemática con una unidad central de procesamiento de los mismos. Las patentes W094/11831 y EP483595, solucionan parcialmente el problema al permitir una interacción entre un microprocesador acoplado al analizador de glucosa y un ordenador remoto que recibe y suministra datos a través de las interfases respectivas. La limitación de este equipo es que necesita un software de comunicaciones vía MODEM, para transmitir los datos a la unidad de procesamiento. Esta a su vez transmite un informe relativo a los datos recibidos a las unidades periféricas, vía fax. Vemos por tanto como son necesarios diversos equipos, dispersos, en diferentes localizaciones, para transmitir los datos, con lo que la transmisión en tiempo real empieza a desvirtuarse. En otros casos, como se muestra en las patentes WO94/06088 y EP462466, la monitorización del paciente es automática.There are patents that try to solve the problem of analysis and transmission of data in real time, although there is no patent for a system that allows the detection of a disease in real time, allowing patient mobility. Thus WO94 / 12950 patent shows a glucose analysis equipment, with the possibility of printing the results obtained and storing those from several patients. However, it does not present a processing of this data or the possibility of telematic interaction with a central processing unit. Patents W094 / 11831 and EP483595 partially solve the problem by allowing an interaction between a microprocessor coupled to the glucose analyzer and a remote computer that receives and supplies data through the respective interfaces. The limitation of this equipment is that you need a communications software via MODEM, to transmit the data to the processing unit. This in turn transmits a report regarding the data received to the peripheral units, via fax. We therefore see how various equipment, dispersed, in different locations is necessary to transmit the data, so that the real-time transmission begins to be distorted. In other cases, as shown in patents WO94 / 06088 and EP462466, patient monitoring is automatic.
La integración en un solo aparato del módulo de medición, junto con un microprocesador, que permite la detección de arritmias, y un teléfono móvil ó módulo de comunicaciones móviles permite la creación de un sólido sistema de gestión y control para tantos pacientes como los respectivos sistemas deseen incorporar. En el mismo momento en que el sistema realiza su medición, el ordenador analiza la onda y en caso de solicitud por parte del Centro de Monitorización de Alarmas ó por la detección de una anomalía, la remite al Centro. La actual cobertura de los sistema de telefonía móvil permite la garantía prácticamente total en la transmisión "on-line" de la cifra.The integration into a single device of the measurement module, together with a microprocessor, which allows arrhythmia detection, and a mobile phone or mobile communications module allows the creation of a solid management and control system for as many patients as the respective systems They wish to incorporate. At the same time that the system makes its measurement, the computer analyzes the wave and in case of request by the Alarm Monitoring Center or by the detection of an anomaly, it sends it to the Center. The current coverage of the mobile phone system allows the almost total guarantee in the online transmission of the figure.
Sistema de amplificación, filtrado analógico y digitalización de las señales obtenidasAmplification system, analog filtering and digitalization of the signals obtained
El reconocimiento de las arritmias mediante el ECG necesita como premisa básica una señal de calidad elevada. Dado que se trata de un equipo portátil, sujeto a movimientos, se dispone un sistema adecuado de filtros y un registro estable. Desde el punto de vista hardware se utilizan amplificadores de instrumentación con las características adecuadas (ganancia, ancho de banda, rechazo al modo común, impedancias de entrada, etc). La digitalización de la señal debe realizarse con una frecuencia de muestreo que permita el cálculo de tiempos con la resolución adecuada y con una resolución que asimismo permita el análisis adecuado de las amplitudes de la señal Esta etapa debe acondicionar lo mejor posible la señal del ECG para un óptimo tratamiento en etapas posteriores.The recognition of arrhythmias through the ECG requires a high quality signal as a basic premise. Since it is a portable device, subject to movement, an adequate filter system and a stable register are available. From the hardware point of view, instrumentation amplifiers with the appropriate characteristics are used (gain, bandwidth, common mode rejection, input impedances, etc.). The digitalization of the signal must be carried out with a sampling frequency that allows the calculation of times with the appropriate resolution and with a resolution that also allows the adequate analysis of the signal amplitudes This stage should condition the ECG signal as well as possible for optimal treatment in later stages.
Sistema microprocesador y memoriaMicroprocessor and memory system
Se trata de un sistema que permite la adquisición de las señales ya digitalizadas, su procesamiento en tiempo real y el almacenamiento en memorias digitales de aquellos datos que son de interés. Con el fin de conseguir un sistema más compacto, se utiliza un sistema con elevada memoria interna. Este módulo, está comunicado con el módulo de comunicación móvil, con lo que se podrá establecer la comunicación bidireccional con el centro gestor.It is a system that allows the acquisition of already digitized signals, their real-time processing and the storage in digital memories of those data that are of interest. In order to achieve a more compact system, a system with high internal memory is used. This module is communicated with the mobile communication module, so that two-way communication with the managing center can be established.
Sistema de alimentaciónFeeding system
Entregar la alimentación eléctrica al resto del sistema portátil. El sistema portátil tiene la posibilidad de dar una señal acústica al paciente cuando la batería tenga niveles mínimos de energía o cuando el sistema ha tenido un funcionamiento erróneo; en este caso se envía también una señal al centro gestor. Se dispone, asimismo, de una pila de emergencia que permite el envío de una señal de urgencia, en el caso de que la batería se descargue o sufra cualquier problema.Deliver the power supply to the rest of the portable system. The portable system has the possibility of giving the patient an acoustic signal when the battery has minimum energy levels or when the system has had a malfunction; in this case a signal is also sent to the managing center. There is also an emergency battery that allows the sending of an emergency signal, in the event that the battery is discharged or suffers any problem.
Algoritmos de filtrado y detección de artefactos de la señalAlgorithms of filtering and detection of signal artifacts
Hasta el momento no existe ningún sistema que permita la detección de forma automática de las características de la señal ECG. Una herramienta de estas características es de gran utilidad para la inspección de la gran cantidad de datos generados por registros de 24-72 horas y por el número de derivaciones obtenidas en los registros ambulatoriosSo far there is no system that allows the automatic detection of the characteristics of the ECG signal. A tool with these characteristics is very useful for inspecting the large amount of data generated by 24-72 hour records and for the number of referrals obtained in outpatient records.
El uso de algoritmos adecuados para la detección de los complejos QRS y la onda P es la otra condición imprescindible para un adecuado análisis del ritmo. Para ello, las derivaciones mínimas para el análisis han de ser II y V1 , ya que son las que con mayor probabilidad registran la onda P, más difícil de detectar por su menor voltaje y sus cambios más lentos. Puede facilitar el análisis el que el operador, al colocar el dispositivo, enseñe al aparato un complejo P-QRS normal que pueda ser tomado con patrón para el análisis. En todo caso, y dado que se trata de un sistema de diagnóstico, los algoritmos de detección consideraran una alta sensibilidad para la detección de eventos, aún a pesar de perder con ello un especificidad que no debe ser tan alta.The use of appropriate algorithms for the detection of QRS complexes and the P wave is the other essential condition for an adequate rhythm analysis. For this, the minimum derivations for the analysis must be II and V1, since they are the most likely to register the P wave, more difficult to detect due to their lower voltage and slower changes. It can facilitate the analysis that the operator, when placing the device, teaches the device a normal P-QRS complex that can be taken with a standard for analysis. In any case, and given that it is a diagnostic system, the detection algorithms will consider a high sensitivity for the detection of events, even in spite of losing a specificity that should not be so high.
Los principales problemas que presenta la señal electrocardiográfica de un paciente es que ésta no es estacionaria y que además vendrá contaminada por interferencias de otras señales: movimientos musculares, desplazamiento de electrodos, interferencias de otros equipos, variaciones de la línea de base, etc. Por este motivo, si se pretende realizar un análisis automático de la señal del ECG con un porcentaje adecuado de fiabilidad, habrá que eliminar en lo posible todas estas circunstancias.The main problems presented by the electrocardiographic signal of a patient is that it is not stationary and that it will also be contaminated by interference from other signals: muscle movements, electrode displacement, interference from other equipment, line variations base, etc. For this reason, if it is intended to perform an automatic analysis of the ECG signal with an adequate percentage of reliability, all these circumstances should be eliminated as much as possible.
A la hora de capturar una señal con estas características, existen dos posibilidades:When capturing a signal with these characteristics, there are two possibilities:
i. -Captura de una señal totalmente contaminada por ruido. Se puede deber a saturación del sistema de amplificación, circuito abierto en los cables de los electrodos, movimientos bruscos del paciente, desplazamiento de los electrodos, etc. Se puede decir que en este caso el proceso de captura no es válido y que no procede el análisis de esa señal.i. -Capture of a signal totally contaminated by noise. It may be due to saturation of the amplification system, open circuit in the electrode cables, sudden movements of the patient, displacement of the electrodes, etc. It can be said that in this case the capture process is not valid and that the analysis of that signal is not appropriate.
ii.- Obtención de la señal característica de cada paciente, aunque con toda seguridad, la misma presentará una serie de problemas, que deberán ser corregidos en la fase de preprocesamiento. Entre estos problemas se pueden indicar: variación de la línea de base, interferencias de otras señales biológicas, interferencias de la red eléctrica o de otros equipos electrónicos, etc.ii.- Obtaining the characteristic signal of each patient, although surely, it will present a series of problems, which must be corrected in the preprocessing phase. These problems may include: variation of the baseline, interference from other biological signals, interference from the electrical network or other electronic equipment, etc.
Por lo tanto, una de las funciones del sistema es la detección de cualquiera de los casos anteriores, y en el supuesto i, no se continúa con el análisis de la señal. Esta característica no compromete el satisfactorio funcionamiento del sistema, pues en los siguientes ciclos se podrá realizar el análisis de la señal en las condiciones idóneas. Las herramientas que sirven de apoyo para reconocer que se ha presentado esta circunstancia son:Therefore, one of the functions of the system is the detection of any of the above cases, and in the case i, the signal analysis is not continued. This characteristic does not compromise the satisfactory operation of the system, since in the following cycles the analysis of the signal can be performed under the ideal conditions. The tools that serve as support to recognize that this circumstance has been presented are:
Medida del valor medio de la señal en un intervalo determinadoMeasurement of the average value of the signal in a given interval
Realización de un proceso de comparación entre la señal patrón propia de cada paciente y la señal que se analiza.Carrying out a comparison process between the standard signal of each patient and the signal that is analyzed.
Detección de saturaciones en el sistema de amplificación de la señalSaturation detection in the signal amplification system
En cualquier caso, el algoritmo utilizado es específico para detectar que la señal no es útil, y en ningún caso permite la confusión con una alteración del ritmo que pueda presentarse en el ECG.In any case, the algorithm used is specific to detect that the signal is not useful, and in no case allows confusion with an alteration of the rhythm that may occur in the ECG.
A continuación se comentan la forma de solucionar los problemas del apartado ii. El registro de la señal del ECG durante intervalos amplios de tiempo presenta ciertos problemas pues la señal está corrupta por ruido proveniente de varias fuentes y se dan ciertas condiciones que modifican la morfología de la señal. Entre las fuentes de ruido se pueden incluir la interferencia de 50 Hz, (en el caso presente este problema no tiene porque presentarse), variación de la línea de base, lectromiograma(EMG) y los movimientos de los electrodos. Las más difíciles de eliminar son las 2 últimas pues tienen un elevado ancho de banda que coincide en parte con la frecuencia de la señal ECG. La estimación y la corrección del potencial de base constituye el primer paso en el análisis de la señal del ECG, dicha variación se debe a los movimientos y a la respiración. Se acepta generalmente que la línea de base viene fijada como el potencial medido cuando en el corazón no se producen corrientes eléctricas, por lo tanto, nuestra solución corrige con elevada fiabilidad midiendo la potencia de la señal en el intervalo PT. Si en dicho intervalo la señal presentase una pendiente media que supere un cierto umbral, se espera a otro ciclo en el que se estabilice, para proceder al análisis automático de la señal.The following explains how to solve the problems in section ii. The recording of the ECG signal over wide intervals of time presents certain problems because the signal is corrupted by noise from various sources and certain conditions that modify the morphology of the signal are met. The noise sources may include 50 Hz interference, (in the present case this problem does not have to occur), variation of the baseline, lectromyogram (EMG) and electrode movements. The most difficult to eliminate are the last 2 because they have a high bandwidth that coincides in part with the frequency of the ECG signal. The estimation and correction of the base potential is the first step in the analysis of the ECG signal, this variation is due to movements and breathing. It is generally accepted that the baseline is set as the potential measured when electrical currents are not produced in the heart, therefore, our solution corrects with high reliability by measuring the signal strength in the PT interval. If in this interval the signal presents an average slope that exceeds a certain threshold, it is expected to another cycle in which it stabilizes, to proceed to the automatic analysis of the signal.
Las interferencias en la señal debida a los movimientos del usuario, es una problemática que surge en el sistema presentado. En este caso, y considerando que no llegan a distorsionar completamente la señal, también es necesario un filtrado adecuado, para poder medir con cierta precisión los puntos de interés. Mediante un nuevo algoritmo de filtrado adaptativo de la señal; eliminamos el ruido de la señal con una distorsión mínima en sus características morfológicas.Interference in the signal due to user movements is a problem that arises in the presented system. In this case, and considering that they do not completely distort the signal, adequate filtering is also necessary, in order to measure the points of interest with some precision. Through a new adaptive signal filtering algorithm; we eliminate the noise of the signal with a minimal distortion in its morphological characteristics.
Normalmente, la onda R es de fácil localización, y por lo tanto, puede servir de referencia para el estudio de otros puntos importantes de la señal. Si además se localiza el nivel de no actividad eléctrica, se cuenta con datos que pueden ser suficientes en muchos casos para fijar los niveles en lo que se presentan los puntos importantes de la señal. La calidad de la señal puede mejorarse mediante la detección de sus componentes principales (PCA), que además de permitir una reducción en la dimensiones de la señal (compresión de datos), supone un filtrado de la misma que puede facilitar la detección de ciertas ondas.Normally, the R wave is easily located, and therefore, can serve as a reference for the study of other important points of the signal. If the level of non-electrical activity is also located, there are data that may be sufficient in many cases to set the levels at which the important points of the signal are presented. The quality of the signal can be improved by detecting its main components (PCA), which in addition to allowing a reduction in the dimensions of the signal (data compression), involves filtering it that can facilitate the detection of certain waves .
Con respecto al filtrado de la señal, éste se realiza en el dominio de la frecuencia, por ejemplo, para la detección del segmento ST o de la onda P. En los casos en los que esta técnica no fuera suficiente para obtener resultados satisfactorios, se utilizará la denomina transformada de ondículas, esta transformada trata de analizar las señales en los dominios del tiempo y de la frecuencia simultáneamente. En señales no estacionarias como las electrocardiográficas es de gran utilidad la localización en el tiempo de las distintas frecuencias que pueden aparecer. Esta localización es imposible con transformadas clásicas como la transformada de Fourier, o no suficientemente detallada con otras transformadas como la transformada de Fourier en tiempo corto. La transformada de ondículas consigue localizar en el tiempo con gran definición altas frecuencias y con menos definición las bajas frecuencias. Este proceso se adecúa en gran medida a las características del ECG, que son señales de bajas frecuencias constantes en el tiempo y frecuencias más altas mezcladas con las anteriores y presentes en momentos muy concretos (complejo QRS). Por tanto, una transformada de ondículas puede ser entendida como un banco de filtros capaz de separar una señal en las distintas frecuencias que la conforman, dando además información sobre el momento en que cada una de esas frecuencias aparece.With respect to the filtering of the signal, it is performed in the frequency domain, for example, for the detection of the ST segment or the P wave. In cases where this technique was not sufficient to obtain satisfactory results, will use the so-called waveform transform, this transform tries to analyze the signals in the domains of time and frequency simultaneously. In non-stationary signals such as electrocardiographic signals, the location in time of the different frequencies that may appear is very useful. This location is impossible with classic transforms such as the Fourier transform, or not sufficiently detailed with other transforms such as the Fourier transform in a short time. The waveform transform manages to locate high frequencies in high definition and low frequencies with less definition. This process is largely adapted to the characteristics of the ECG, which are signals of constant low frequencies over time and higher frequencies mixed with the previous ones and present at very specific times (QRS complex). Therefore, a waveform transform can be understood as a bank of filters capable of separating a signal in the different frequencies that make it up, also giving information about the moment in which each one of those frequencies appears.
Una vez realizado el preprocesamiento de la señal electrocardiográfica, se miden los parámetros de interés: a. Medida del tiempo RR. La onda R se caracteriza por tener mayor amplitud que las otras ondas del complejo. En ei caso en que nos encontremos con una señal patológica, se segmenta la onda R.Once the electrocardiographic signal is preprocessed, the parameters of interest are measured: to. RR time measurement. The R wave is characterized by having greater amplitude than the other waves of the complex. In the case where we find a pathological signal, the R wave is segmented.
b. Medida de la duración del complejo QRS. El complejo QT con un algoritmo basado en la medida de los cruces por cero y el cruce con ciertos valores ajustados experimentaímente. La posición inicial del QRS se mide con un algoritmo que adapta el umbral en función del valor medio del intervalo RR.b. Measurement of the duration of the QRS complex. The QT complex with an algorithm based on the measurement of zero crossings and crossing with certain experimentally adjusted values. The initial position of the QRS is measured with an algorithm that adapts the threshold based on the average value of the RR interval.
Sistema de transmisión de información por tecnología móvilInformation transmission system by mobile technology
El sistema electrónico de medición de las variables cardiológicas que lleva incorporado cada paciente dispone de un módulo de comunicación vía móvil. Este módulo se encarga de la transmisión de la información medida sobre el paciente a la unidad central del sistema de gestión y supervisión. Así mismo también recibe desde dicha unidad información relativa a:The electronic system for measuring cardiological variables that each patient has incorporated has a mobile communication module. This module is responsible for transmitting the measured information about the patient to the central unit of the management and supervision system. Likewise, it also receives information regarding:
• Parámetros de configuración del terminal del paciente: variables que optimizan los algoritmos de filtrado y de amplificación, claves para el cifrado de las comunicaciones seguras, información de la unidad central a la que está asociado, datos de identificación del paciente, etc. • Comandos para requerir información del paciente: anchura del complejo QRS, variación del ciclo cardiaco R-R y otros datos de interés.• Patient terminal configuration parameters: variables that optimize filtering and amplification algorithms, keys for encryption of secure communications, information of the central unit with which it is associated, patient identification data, etc. • Commands to require patient information: QRS complex width, R-R cardiac cycle variation and other data of interest.
• Comandos para modificar la periodicidad de la medición del electrocardiograma.• Commands to modify the frequency of the electrocardiogram measurement.
La tecnología empleada en este módulo será móvil que permite la conexión permanente del terminal móvil del paciente a la unidad central estableciendo una comunicación bidireccional para la transmisión de datos entre ambos. Con esta técnica se soluciona el problema de transmisión segura de datos evitando que otros sistemas puedan interceptar información privada de los pacientes. Así mismo el coste asociado a la transmisión de información es más económico pues el operador móvil factura en función del volumen de tráfico cursado y no como actualmente se hace con GSM que es durante todo el tiempo que dura la conexión que en estos casos sería permanente (24 horas diarias).The technology used in this module will be mobile that allows the permanent connection of the patient's mobile terminal to the central unit by establishing a two-way communication for the transmission of data between them. With this technique, the problem of secure data transmission is solved by preventing other systems from intercepting private information from patients. Likewise, the cost associated with the transmission of information is cheaper because the mobile operator invoices based on the volume of traffic and not as currently done with GSM, which is the duration of the connection that would be permanent in these cases ( 24 hours a day).
Este módulo de comunicación móvil otorga al paciente una movilidad total con la ventaja añadida que desde la unidad central de gestión se esta supervisando el estado de salud del paciente.This mobile communication module gives the patient total mobility with the added advantage that the patient's health status is being monitored from the central management unit.
Gestión y supervisión remota de pacientesManagement and remote supervision of patients
El centro de gestión y supervisión remota de pacientes está compuesto por tres módulos que pueden operar de forma independiente o conjunta: A. Unidad Central de Gestión y SupervisiónThe remote patient management and monitoring center is composed of three modules that can operate independently or jointly: A. Central Management and Supervision Unit
B. Centro de Monitorización de AlarmasB. Alarm Monitoring Center
C. Unidad de consulta de terminales médicosC. Medical terminal consultation unit
A. Unidad Central de Gestión y SupervisiónA. Central Management and Supervision Unit
Es la unidad principal en la que se procesarán y almacenan todos los datos del sistema. Se trata de una aplicación software ejecutada sobre un ordenador de altas prestaciones y que gestiona un número determinado de pacientes. La comunicación remota con los terminales de los pacientes se realiza a través de la "Unidad de Comunicaciones" , las alarmas o eventos producidos se distribuyen automáticamente hacia uno de los puestos de operador del "Centro de Monitorización de Alarmas" y además atiende las peticiones procedentes de los terminales médicos para mostrar información de algún paciente.It is the main unit in which all system data will be processed and stored. It is a software application executed on a high-performance computer that manages a certain number of patients. The remote communication with the terminals of the patients is carried out through the "Communications Unit", the alarms or events produced are automatically distributed to one of the operator stations of the "Alarm Monitoring Center" and also addresses the requests from of medical terminals to show information about a patient.
Esta unidad se compone de los siguientes procesos:This unit is composed of the following processes:
• Gestor de comunicaciones: módulo encargado de la comunicación con la "Unidad de Comunicaciones" que permite el envío de telecomandos hacía los terminales de los pacientes así como la recepción de la información solicitada (estado del terminal, variables del electrocardiograma, etc.). También realizará la compresión y descompresión de ios datos enviados y recibidos así como la decodificación de la información que puede venir cifrada.• Communications manager: module responsible for communicating with the "Communications Unit" that allows the sending of telecommands to the patients' terminals as well as the reception of the requested information (terminal status, electrocardiogram variables, etc.). It will also perform the compression and decompression of the data sent and received as well as the decoding of the information that may be encrypted.
• Gestor de autenticación: proceso que se encarga de autorizar la entrada de cualquier usuario al sistema, registrando su entrada y su salida del mismo. De esta forma el Gestor de Autenticación tiene constancia en todo momento de cuantos usuarios hay conectados y de su información (perfil del usuario, módulo de comunicaciones por el que se conecta, etc.)• Authentication manager: process that authorizes the entry of any user into the system, registering their entry and exit from it. In this way, the Authentication Manager is aware at all times of how many users are connected and their information (user profile, communications module through which it is connected, etc.)
• Gestor de configuración: proceso que controla todos los parámetros necesarios para el correcto funcionamiento del sistema. Este gestor se encarga de la configuración de la Unidad Central de Gestión y Supervisión así como de los terminales de los pacientes que se encuentren operativos en el sistema. • Gestor de provisión: este módulo permite dar de alta/baja un paciente, actualizar sus datos personales, datos clínicos, etc.• Configuration manager: process that controls all the necessary parameters for the correct functioning of the system. This manager is responsible for the configuration of the Central Management and Supervision Unit as well as the terminals of the patients that are operative in the system. • Provision manager: this module allows you to register / cancel a patient, update your personal data, clinical data, etc.
• Distribuidor de alarmas: el sistema es capaz de recoger y almacenar los resultados que se generan en cada uno de los terminales incorporados en los pacientes. En función de ellos, y mediante la aplicación de expresiones matemáticas se generan alarmas y avisos que dan indicaciones sobre el estado de salud de los pacientes monitorizados. Cada una de estas alarmas se distribuyen a uno de los puestos de operador que se encuentre operativos en el "Centro de Monitorización de Alarmas". El operario en cuestión tras previa verificación de la alarma (llamada al paciente) notificará un aviso al servicio de urgencias.• Alarm distributor: the system is able to collect and store the results that are generated in each of the terminals incorporated in the patients. Depending on them, and through the application of mathematical expressions, alarms and warnings are generated that give indications about the health status of the monitored patients. Each of these alarms is distributed to one of the operator stations that are operational in the "Alarm Monitoring Center". The operator in question after checking the alarm (call the patient) will notify the emergency department.
• Gestor de localización de pacientes: cuando se produce una alarma en un paciente es necesario la atención urgente y rápida del mismo. Para ello es necesario conocer la localización del enfermo y así poder trasladarse el servicio de urgencias al lugar exacto. A través del Gestor de localización el sistema conoce la posición del enfermo.• Patient location manager: when an alarm occurs in a patient, urgent and rapid attention is needed. For this it is necessary to know the location of the patient and thus be able to move the emergency service to the exact place. Through the Location Manager the system knows the position of the patient.
El sistema de localización se apoya en la plataforma de localización de las operadoras, disponiendo de un puerto de expansión para integrar un módulo GPS. Mediante el módulo de GPS se puede conseguir la posición exacta del paciente, trasmitiéndola al centro gestor para su localización.The location system is based on the operator's location platform, with an expansion port to integrate a GPS module. Using the GPS module, the exact position of the patient can be achieved, transmitting it to the management center for its location.
• Gestor de consultas: proceso que se encarga de atender las peticiones de los terminales médicos (Unidad de consulta). Entre otras operaciones el personal autorizado (cardiólogos y especialistas) podrá visualizar las señales de un determinado paciente correspondiente al momento actual, o señales generadas en momentos anteriores, historial clínico de cada paciente, estado actual de los pacientes a su cargo, etc.• Consultation manager: process that takes care of requests from medical terminals (Consultation Unit). Among other operations, authorized personnel (cardiologists and specialists) will be able to visualize the signals of a certain patient corresponding to the current moment, or signals generated in previous moments, clinical history of each patient, current status of the patients in charge, etc.
• Gestor de datos: gestiona el acceso a la base de datos que contiene toda la información referente a los pacientes y a los usuarios del sistema (médicos, operadores, terminales de pacientes, administradores, etc). • Gestor de validación: este gestor valida toda operación que cualquier usuario desee realizar. De esta forma los usuarios solo podrán realizar aquellas operaciones que le estén permitidas.• Data manager: manages access to the database that contains all the information regarding patients and system users (doctors, operators, patient terminals, administrators, etc.). • Validation manager: this manager validates any operation that any user wishes to perform. In this way users can only perform those operations that are allowed.
• Gestor de informes: el sistema efectúa registros, con fecha y hora, de todos los accesos, ' alarmas y operaciones que se llevan a cabo sobre el mismo. Este gestor se encarga de proporcionar informes estadísticos del rendimiento del sistema, del número de incidencias registradas en determinados periodos de tiempo, etc.• Report manager: the system makes records, with date and time, of all accesses, 'alarms and operations that are carried out on it. This manager is responsible for providing statistical reports of the system performance, the number of incidents recorded in certain periods of time, etc.
Todo el sistema está protegido a través de un sistema de claves de acceso que poseen los diferentes usuarios: terminales de pacientes, operadores del centro de alarmas y terminales médicos. Cada usuario a su vez tiene un determinado perfil que identificará las diferentes operaciones que puede llevar a cabo en el sistema.The entire system is protected through a system of access codes that different users have: patient terminals, alarm center operators and medical terminals. Each user in turn has a certain profile that will identify the different operations that can be carried out in the system.
B. Centro de Monitorización de Alarmas El centro puede estar compuesto por varios puestos de operador. Cada puesto dispone de un ordenador sobre el que se ejecuta la aplicación cliente de gestión de alarmas. Las funciones de la misma son:B. Alarm Monitoring Center The center may consist of several operator positions. Each position has a computer on which the alarm management client application runs. Its functions are:
• Notificación mediante señales visuales y acústicas de las diferentes alarmas producidas.• Notification by visual and acoustic signals of the different alarms produced.
• Activación y desactivación del puesto de operación. • Alta y baja de nuevos puestos de operación.• Activation and deactivation of the operating position. • Registration and cancellation of new operating positions.
• Verificación de las alarmas producidas.• Verification of the alarms produced.
• Consulta de datos de interés: números de teléfonos de urgencias, número de teléfono de los pacientes, localización de los pacientes, etc. La comunicación entre la "Unidad Central de Procesos y Datos" y los puestos de operación se lleva a cabo a través de una red de área local del edificio donde este instalado el sistema.• Consultation of data of interest: emergency telephone numbers, patient telephone number, patient location, etc. The communication between the "Central Process and Data Unit" and the operating stations is carried out through a local area network of the building where the system is installed.
Para evitar la intervención del servicio de urgencias en situaciones de falsas alarmas se lleva a cabo un nuevo procedimiento de verificación de alarmas cuando el sistema detecta una anomalía en el estado de salud de un paciente. Este procedimiento consiste en testar de nuevo el ritmo cardiaco del paciente así como realizar una llamada telefónica al mismo. Si tras estas dos comprobaciones sigue existiendo la mínima duda de peligro en el paciente el operador avisará rápidamente al servicio de urgencias, proporcionándole los datos del paciente y en particular su localización exacta.To avoid the intervention of the emergency department in situations of false alarms, a new alarm verification procedure is carried out when the system detects an abnormality in the health status of a patient. This procedure consists in retesting the patient's heart rate as well as making a phone call to the patient. If, after these two checks, there is still the slightest doubt of danger in the patient, the operator will promptly notify the emergency department, providing the patient's data and in particular its exact location.
C. Unidad de Consulta médicaC. Medical Consultation Unit
Estas unidades son unas aplicaciones que se pueden ejecutar sobre los PC's, PDA's de los facultativos (generalmente cardiólogos). Entre las operaciones que el personal médico puede realizar a través de estas unidades tenemos:These units are applications that can be run on PCs, PDAs of doctors (usually cardiologists). Among the operations that medical personnel can perform through these units we have:
• Alta o baja de pacientes que se desean monitorizar.• Registration or withdrawal of patients who wish to monitor.
• Visualizar las señales ECG de un determinado paciente: señales recibidas en tiempo real o señales generadas en momentos anteriores.• Visualize the ECG signals of a certain patient: signals received in real time or signals generated in previous moments.
• Historial clínico de cada paciente, para que el cardiólogo pueda tomar en todo momento la decisión adecuada.• Clinical history of each patient, so that the cardiologist can make the appropriate decision at all times.
• Actualización de los datos personales del paciente, datos clínicos, etc.• Update of the patient's personal data, clinical data, etc.
• Informes estadísticos aplicados a un paciente o sobre todos los pacientes del sistema, pudiendo especificar rangos de fechas y condiciones de estudio.• Statistical reports applied to a patient or to all patients in the system, being able to specify ranges of dates and study conditions.
• Configuración remota de los terminales de los pacientes.• Remote configuration of patient terminals.
Otras características relevantes del softwareOther relevant software features
Además de las prestaciones descritas anteriormente, el sistema posee otras características que lo hacen aun más atractivo. Entre ellas cabe destacar:In addition to the features described above, the system has other features that make it even more attractive. These include:
• Posibilidad de cargar nuevos algoritmos de forma remota. Una de las características importantes del sistema desarrollado es la de permitir la actualización y carga de algoritmos en el módulo portátil de medición, con el fin de que el paciente no tenga que acercarse por el centro médico, ante cualquier nueva versión o algoritmo .• Possibility to load new algorithms remotely. One of the important features of the system developed is to allow the updating and loading of algorithms in the portable measuring module, so that the patient does not have to approach the medical center, before any new version or algorithm.
• Exportar. Se incorpora un formato de salida de datos compatible con MATLAB/SIMULINK. Lo que abre una vía para la realización de trabajos de análisis más detallado en este entorno de las señales .• To export. A data output format compatible with MATLAB / SIMULINK is incorporated. What opens a way for the realization of more detailed analysis work in this environment of the signals.
• Ayuda. Como en cualquier aplicación Windows, se incorpora una opción de ayuda, en la que se incluye una descripción precisa el funcionamiento del sistema, así como los diferentes modos de control soportados por los motores. Además se incluyen aspectos teóricos, que facilitan la interpretación del control que se está realizando• Help. As in any Windows application, a help option is incorporated, in which It includes a precise description of the operation of the system, as well as the different control modes supported by the engines. Theoretical aspects are also included, which facilitate the interpretation of the control that is being carried out
• Analizador de señales. Se pueden analizar todas las señales de una forma sencilla mediante herramientas como zoom y cursores (para realizar medidas absolutas y relativas).• Signal analyzer. All signals can be analyzed in a simple way using tools such as zoom and cursors (for absolute and relative measurements).
• Señales de alarma. Existen señales de detección de fallo que alertan de posibles anomalías en las distintos equipos.• Alarm signals. There are fault detection signals that warn of possible anomalies in the different equipment.
• Impresión de resultados. Todas las señales con las que se trabaja, se pueden registrar en la impresora que esté configurada en Windows.• Print results. All the signals with which one works, can be registered in the printer that is configured in Windows.
WIODO DE REALIZACIÓNWAY OF REALIZATION
A continuación se describe un ejemplo preferido de puesta en práctica de la invención, desglosado según cada uno de sus diferentes componentes. Variaciones que no alteren la funcionalidad, ni los principios operativos básicos de la invención, deben entenderse como cubiertas por el ámbito de protección que eventualmente puede concederse a la misma.A preferred example of implementation of the invention, broken down according to each of its different components, is described below. Variations that do not alter the functionality, nor the basic operational principles of the invention, should be understood as covered by the scope of protection that may eventually be granted to it.
A grandes rasgos, y para conseguir un sistema con un funcionamiento más robusto, se propone el siguiente método:In broad strokes, and to achieve a system with a more robust operation, the following method is proposed:
Terminal portátil del pacientePortable Patient Terminal
El terminal del paciente está compuesto por un sistema de adquisición de las señales del ECG, con preprocesamiento, análisis, comprensión y almacenamiento y un módulo de transmisión móvil (GSM), integrados en un solo equipo.The patient terminal is made up of an ECG signal acquisition system, with preprocessing, analysis, understanding and storage and a mobile transmission module (GSM), integrated into a single device.
Las características técnicas del terminal en su conjunto son las indicadas más abajo.The technical characteristics of the terminal as a whole are as indicated below.
1. Elemento de adquisición de señales dotado de sistema de amplificación, filtrado analógico y digitalización de las señales obtenidas. A su vez consta de los siguientes componenetes: a. Electrodos b. Sistema microprocesador y memoria. Sus funciones abarcan desde la adquisición de las señales, su procesamiento en tiempo real y el almacenamiento en memorias digitales de aquellos datos que son de interés. Se ha realizado en base a un sistema microprogramado sobre el que se implementan los algoritmos para la detección de artefactos de la señal y el análisis de los parámetros importantes de la misma. Debido a la complejidad de los algoritmos de procesamiento y a que éstos deben ejecutarse en tiempo real, se utiliza un sistema basado en un DSP. 2. Elemento terminal telefónico móvil GSM del paciente.1. Signal acquisition element equipped with an amplification system, analog filtering and digitalization of the signals obtained. In turn it consists of the following components: a. Electrodes b. Microprocessor and memory system. Its functions range from the acquisition of the signals, their real-time processing and the storage in digital memories of those data that are of interest. It has been carried out based on a microprogrammed system on which the algorithms for the detection of signal artifacts and the analysis of the important parameters thereof are implemented. Due to the complexity of the processing algorithms since they must be executed in real time, a system based on a DSP is used. 2. GSM mobile phone terminal element of the patient.
3. Sistema de Alimentación. Permite la entregar la alimentación eléctrica al resto del sistema portátil. Cuando la batería esta baja, el sistema emite una señal que indica los niveles mínimos. Esta señal también se envía al centro gestor.3. Feeding System. Allows delivery of power to the rest of the portable system. When the battery is low, the system emits a signal that indicates the minimum levels. This signal is also sent to the managing center.
Unidad Central de Gestión y SupervisiónCentral Management and Supervision Unit
El centro de gestión y supervisión remota de pacientes está compuesto por tres módulos que pueden operar de forma independiente o conjunta:The remote patient management and monitoring center is composed of three modules that can operate independently or jointly:
A. Unidad Central de Gestión y Supervisión.- Esta instalación dispone de un Gestor de Comunicaciones implementado sobre un Servidor de Comunicaciones, un Gestor de Autenticación implementado sobre un equipo de gestión de claves. El resto de funcionalidad está implementada sobre un Servidor de Datos.A. Central Management and Supervision Unit.- This facility has a Communications Manager implemented on a Communications Server, an Authentication Manager implemented on a key management team. The rest of the functionality is implemented on a Data Server.
Las características técnicas de cada uno de los componentes del sistemas son las que se indican más abajo:The technical characteristics of each of the system components are as indicated below:
Servidor de ComunicacionesCommunications Server
Microprocesador Intel Pentium II1 1000 MhzIntel Pentium II1 1000 MHz microprocessor
256 Mb de Memoria RAM256 Mb of RAM
20 Gb de Disco Duro20 GB Hard Disk
Monitor ColorColor Monitor
Unidad de Disquetes 3 V∑3 V∑ Floppy Disk Drive
Tarjeta de Red de 32 bits de altas prestacionesHigh-performance 32-bit Network Card
Controladora de discos de 32 Bits de altas prestaciones32-bit high performance disk controller
Capacidad de gestionar más de 1000 comunicaciones de forma simultáneaAbility to manage more than 1000 communications simultaneously
Sistema de Alimentación Interrumpida (SAI)Interrupted Power System (UPS)
Servidor de DatosData Server
Microprocesador Intel Pentium III 933 MhzIntel Pentium III 933 Mhz microprocessor
256 Mb de Memoria RAM256 Mb of RAM
40 Gb de Disco Duro40 GB Hard Disk
Monitor ColorColor Monitor
Unidad de Disquetes 3 ΛΛFloppy Drive 3 Dis Λ
Tarjeta de Red de 32 bits de altas prestaciones • Controladora de discos de 32 Bits de altas prestacionesHigh-performance 32-bit Network Card • High performance 32-bit disk controller
• Sistema de Alimentación Interrumpida (SAI): Potencia 5000 Watios, Tiempo de Autonomía 30 minutos.• Interrupted Power System (UPS): Power 5000 Watts, Autonomy Time 30 minutes.
• Sistema de Back Up (Respaldo).- Sistema de cintas de tipo DAT de 4 mm, con interface SCSI, conectada a una estación de trabajo de la red de altas prestaciones• Back Up System (Backrest) .- 4mm DAT tape system, with SCSI interface, connected to a high-performance network workstation
B. Centro de Monitorización de AlarmasB. Alarm Monitoring Center
El centro está compuesto por varios puestos de operador. Cada puesto dispone de un ordenador sobre el que se ejecuta la aplicación cliente de gestión de alarmas. Las funciones de la misma son la de Notificación mediante señales visuales y acústicas de las diferentes alarmas producidas, Activación y desactivación del puesto de operación, Alta y baja de nuevos puestos de operación, Verificación de las alarmas producidas, Consulta de datos de interés: números de teléfonos de urgencias, número de teléfono de los pacientes, localización de los pacientes, etc.The center is composed of several operator positions. Each position has a computer on which the alarm management client application runs. Its functions are the Notification by visual and acoustic signals of the different alarms produced, Activation and deactivation of the operating position, Registration and cancellation of new operating positions, Verification of the alarms produced, Consultation of data of interest: numbers Emergency telephone number, patient telephone number, patient location, etc.
Las características técnicas de cada uno de los componentes del sistemas son las que se indican más abajo:The technical characteristics of each of the system components are as indicated below:
Puesto de OperadorOperator Position
Microprocesador Intel Pentium III 700 Mhz « 128 Mb de Memoria RAMIntel Pentium III 700MHz Microprocessor «128 Mb of RAM
10 Gb de Disco Duro10 GB Hard Disk
Monitor ColorColor Monitor
Unidad de Disquetes 3 1/2 Unit Diskettes 3 1/2
Tarjeta de Red de 32 bits de altas prestaciones • Capacidad de comunicación con el Centro de ComunicacionesHigh-performance 32-bit Network Card • Ability to communicate with the Communications Center
Sistema de AlimentaciónFeeding System
C. Unidad de consulta de terminales médicosC. Medical terminal consultation unit
Se ha implementado en modo PC's y en PDA's Entre las operaciones que el personal médico puede realizar a través de estas unidades tenemos: Alta o baja de pacientes que se desean monitorizar, Visualizar las señales ECG de un determinado paciente: señales recibidas en tiempo real o señales generadas en momentos anteriores, Historial clínico de cada paciente, para que el cardiólogo pueda tomar en todo momento la decisión adecuada, Actualización de los datos personales del paciente, datos clínicos, etc., Informes estadísticos aplicados a un paciente o sobre todos los pacientes del sistema, pudiendo especificar rangos de fechas y condiciones de estudio, Configuración remota de los terminales de los pacientes. Modo PCIt has been implemented in PC's mode and in PDA's Among the operations that medical personnel can perform through these units we have: Registration or termination of patients who wish to monitor, Display the ECG signals of a particular patient: signals received in real time or signals generated in previous moments, Clinical history of each patient, so that the cardiologist can make the appropriate decision at all times, Updating of the patient's personal data, clinical data, etc., Statistical reports applied to a patient or to all patients of the system, being able to specify ranges of dates and conditions of study, Remote configuration of the terminals of the patients. PC mode
Microprocesador Intel Pentium III 700 MhzIntel Pentium III 700 Mhz microprocessor
64 Mb de Memoria RAM64 Mb of RAM
10 Gb de Disco Duro10 GB Hard Disk
Monitor ColorColor Monitor
Unidad de Disquetes 3 Vz3 Vz Floppy Disk Drive
Tarjeta de Red de 32 bits de altas prestacionesHigh-performance 32-bit Network Card
Capacidad de comunicación con el Centro de ComunicacionesAbility to communicate with the Communications Center
Sistema de AlimentaciónFeeding System
Modo PDAPDA mode
Se utiliza la PDA de Compaq iPaq, que dispone entre otros elementos de comunicaciones móviles integradas, memoria RAM y de almacenamiento, pantalla de plasma para la visualización en color. The Compaq iPaq PDA is used, which includes among other elements of integrated mobile communications, RAM and storage, plasma screen for color display.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » caracterizado por obtener la señal ECG automáticamente, sensada en condiciones en las que el enfermo desarrolla su vida diaria, ser amplificada, filtrada y analizada mediante algoritmos de estudio de interés de la señal electrocardiográfica, en una unidad periférica (terminal del paciente), preferentemente portátil. 1. «EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY» characterized by obtaining the ECG signal automatically, sensed in conditions in which the patient develops his daily life, being amplified, filtered and analyzed by algorithms of study of interest of the electrocardiographic signal, in a peripheral unit (patient terminal), preferably portable.
2. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES2. «EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF DISEASES
CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por poder determinar una crisis grave de un paciente mediante algoritmos de detección, en el propio terminal del paciente. CARDIOVASCULAR OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY »according to any of the preceding claims, characterized by being able to determine a serious crisis of a patient by means of detection algorithms, in the patient's own terminal.
3. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES3. «EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF DISEASES
CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por poder grabar la señal ECG desde el momento que se determina una anomalía en el paciente, en una base de datos, en la memoria del equipo terminal. CARDIOVASCULAR OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY »according to any of the preceding claims, characterized by being able to record the ECG signal from the moment an anomaly is determined in the patient, in a database, in the memory of the terminal equipment.
4. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES4. «EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF DISEASES
CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por monitorizar cada paciente de forma individual o en grupo desde un Centro de Gestión y Supervisión de Pacientes. CARDIOVASCULAR OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY »according to any of the preceding claims, characterized by monitoring each patient individually or in groups from a Patient Management and Supervision Center.
5. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES5. «EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF DISEASES
CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la comunicación bidireccional mediante voz y datos entre el Centro de Gestión y Supervisión de Pacientes y el equipo terminal del paciente. CARDIOVASCULAR OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY »according to any of the preceding claims, characterized by allowing two-way communication by voice and data between the Patient Management and Supervision Center and the patient's terminal equipment.
6. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES6. «EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF DISEASES
CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la emisión de una alarma desde el equipo terminal del paciente hacia el Centro de Gestión y Supervisión de Pacientes. CARDIOVASCULAR OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY »according to any of the preceding claims, characterized by allowing the issuance of an alarm from the patient's terminal equipment to the Patient Management and Supervision Center.
7. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES7. «EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF DISEASES
CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la localízación del paciente mediante la comunicación con un sistema GPS y/o la utilización de los servicios de las Operadoras de Móviles de Localización. CARDIOVASCULAR OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY »according to any of the preceding claims, characterized by allowing the location of the patient through communication with a GPS system and / or the use of the services of the Mobile Location Operators.
8. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN8. «DETECTION AND MONITORING EQUIPMENT AND SYSTEM
DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la carga en el terminal del paciente, desde Centro de Gestión y Supervisión de Pacientes de nuevos algoritmos para la detección de enfermedades cardiovasculares y su configuración.OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY »according to any of the preceding claims, characterized by allowing the loading in the patient terminal, from the Center for Management and Supervision of Patients of new algorithms for the detection of cardiovascular diseases and their configuration.
9. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por permitir la configuración de los parámetros característicos del ritmo cardiaco de cada paciente de forma remota.9. "EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT BY MOBILE TECHNOLOGY" according to any of the preceding claims, characterized by allowing the configuration of the characteristic parameters of the heart rate of each patient remotely.
10. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque todo el sistema está protegido a través de un sistema de claves de acceso que poseen los diferentes usuarios: terminales de pacientes, operadores del centro de alarmas y terminales médicos. Cada usuario a su vez tiene un determinado perfil que identificará las diferentes operaciones que puede llevar a cabo en el sistema.10. "EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY" according to any of the preceding claims, characterized in that the entire system is protected through a system of access codes possessed by the different users: terminals of patients, alarm center operators and medical terminals. Each user in turn has a certain profile that will identify the different operations that can be carried out in the system.
11. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el terminal del paciente consta de:11. "EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY" according to any of the preceding claims, characterized in that the patient terminal consists of:
• Elemento de Medición, que dispone de una unidad de amplificación y acondicionamiento analógico de la señal (amplificación y filtrado) y otra parte de digitalización y procesamiento de la señal. • Elemento de amplificación, filtrado analógico y digitalización de las señales obtenidas.• Measurement Element, which has an analog signal amplification and conditioning unit (amplification and filtering) and another part of digitalization and signal processing. • Element of amplification, analog filtering and digitalization of the signals obtained.
• Elemento microprocesador y memoria• Microprocessor and memory element
• Elemento de alimentación• Power element
• Algoritmos de filtrado y detección de artefactos de la señal • Elemento de Comunicaciones, con diversos protocolos de comunicaciones móviles y circuitos conmutados.• Algorithms for filtering and detecting signal artifacts • Communications Element, with various mobile communications protocols and switched circuits.
12. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la Unidad Central de Gestión y Supervisión poseen las funciones de:12. "EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT BY MOBILE TECHNOLOGY" according to any of the preceding claims, characterized in that the Central Management and Supervision Unit has the functions of:
• Gestión de Comunicaciones, encargado de la comunicación con la "Unidad de Comunicaciones" que permite el envío de telecomandos hacía los terminales de los pacientes, así como la recepción de la información solicitada (estado del terminal, variables del electrocardiograma, etc.). También realizará la compresión y descompresión de los datos enviados y recibidos así como la decodificación de la información que puede venir cifrada. • Communications Management, in charge of communication with the "Communications Unit" that allows the sending of telecommands to the patients' terminals, as well as the reception of the requested information (terminal status, electrocardiogram variables, etc.). It will also perform the compression and decompression of the data sent and received as well as the decoding of the information that may come encrypted.
• Gestor de autenticación, encargado de autorizar la entrada de cualquier usuario al sistema, registrando su entrada y su salida del mismo. • Gestor de configuración: proceso que controla todos los parámetros necesarios para el correcto funcionamiento del sistema. Este gestor se encarga de la configuración de la Unidad Central de Gestión y Supervisión así como de los terminales de los pacientes que se encuentren operativos en el sistema. • Gestor de Provisión: Permite dar de alta/baja un paciente, actualizar sus datos personales, datos clínicos, etc. " Distribuidor de alarmas: el sistema es capaz de recoger y almacenar los resultados que se generan en cada uno de los terminales incorporados en los pacientes. • Gestor de localización de pacientes: cuando se produce una alarma en un paciente es necesario la atención urgente y rápida del mismo. El sistema de localización se apoya en la plataforma de localización de las operadoras, disponiendo de un puerto de expansión para integrar un módulo GPS. Mediante el módulo de GPS se puede conseguir la posición exacta del paciente, trasmitiéndola al centro gestor para su localización.• Authentication manager, responsible for authorizing the entry of any user to the system, registering their entry and exit from it. • Configuration manager: process that controls all the necessary parameters for the correct functioning of the system. This manager is responsible for the configuration of the Central Management and Supervision Unit as well as the terminals of the patients that are operative in the system. • Provision Manager: Allows you to register / cancel a patient, update your personal data, clinical data, etc. "Alarm distributor: the system is capable of collecting and storing the results generated in each of the terminals incorporated in the patients. • Patient location manager: when an alarm occurs in a patient, urgent attention is necessary and The location system is based on the operator's location platform, with an expansion port to integrate a GPS module, using the GPS module, the exact position of the patient can be achieved, transmitting it to the management center to its location
» Gestor de consultas: proceso que se encarga de atender las peticiones de los terminales médicos (Unidad de consulta). Entre otras operaciones el personal autorizado (cardiólogos y especialistas) podrá visualizar las señales de un determinado paciente correspondiente al momento actual, o señales generadas en momentos anteriores, historial clínico de cada paciente, estado actual de los pacientes a su cargo, etc. » Consultation manager: process that takes care of the requests of the medical terminals (Consultation Unit). Among other operations, authorized personnel (cardiologists and specialists) will be able to visualize the signals of a specific patient corresponding to the current moment, or signals generated in previous moments, clinical history of each patient, current status of the patients in charge, etc.
• Gestor de datos: gestiona el acceso a la base de datos que contiene toda la información referente a los pacientes y a los usuarios del sistema (médicos, operadores, terminales de pacientes, administradores, etc). • Gestor de validación: este gestor valida toda operación que cualquier usuario desee realizar; De esta forma los usuarios solo podrán realizar aquellas operaciones que le estén permitidas.• Data manager: manages access to the database that contains all the information regarding patients and system users (doctors, operators, patient terminals, administrators, etc.). • Validation manager: this manager validates any operation that any user wishes to perform; In this way users can only perform those operations that are allowed.
• Gestor de informes: el sistema efectúa registros, con fecha y hora, de todos los accesos, alarmas y operaciones que se llevan a cabo sobre el mismo. Este gestor se encarga de proporcionar informes estadísticos del rendimiento del sistema, del número de incidencias registradas en determinados periodos de tiempo, etc. • Report manager: the system makes records, with date and time, of all accesses, alarms and operations that are carried out on it. This manager is responsible for providing statistical reports of the system performance, the number of incidents recorded in certain periods of time, etc.
13. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la13. «EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT BY MOBILE TECHNOLOGY» according to any of the preceding claims, characterized in that the
Unidad Central de Gestión y Supervisión consta de:Central Management and Supervision Unit consists of:
• Elemento Ordenadores Servidores Interconectados de altas prestaciones con sistema de almacenamiento de datos RAID. • Elemento Sistema Operativo Multitarea• High Performance Interconnected Servers Computers Element with RAID data storage system. • Multitasking Operating System Element
• Elemento Red de Área Local• Local Area Network Element
• Elemento Programas de Monitorización, Gestión y Control.• Element Monitoring, Management and Control Programs.
• Elemento Comunicaciones y Enlace tipo Encaminador a distintas velocidades de transmisión, con diversos protocolos de comunicaciones, que permite la gestión de todas las comunicaciones con cualquier tipo de modem• Communications Element and Router-type Link at different transmission speeds, with various communications protocols, which allows the management of all communications with any type of modem
• Elemento Suministro de Energía Eléctrica, con SAI (Sistema de Alimentación Interrumpida), conexiones y protecciones.• Electric Power Supply Element, with UPS (Interrupted Power System), connections and protections.
• Elementos de Comunicaciones y Enlaces con los terminales de Consulta Médica, terminales portátiles de Pacientes, terminales del Centro• Elements of Communications and Links with Medical Consultation terminals, Patient portable terminals, Center terminals
Monitorización de Alarmas.Alarm monitoring.
• Elementos Auxiliares: pantallas, impresoras y similares.• Auxiliary Elements: screens, printers and the like.
14. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el Centro de Monitorización de Alarmas consta de:14. "EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT BY MOBILE TECHNOLOGY" according to any of the preceding claims, characterized in that the Alarm Monitoring Center consists of:
• Elemento ordenadores tipo personal (PC)• Element personal computers (PC)
• Elemento Sistemas Operativos ara los Ordenadores PC • Elemento Base de Datos para los Ordenadores PC• Operating Systems Element for PC Computers • Database Element for PC Computers
• Elemento modems/tarjetas de red para la conexión con la Unidad Central de Gestión y Supervisión.• Element modems / network cards for connection with the Central Management and Supervision Unit.
15. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACIÓN DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la Unidad de Consulta Médica posee las siguientes funcionalidades:15. "EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT BY MOBILE TECHNOLOGY" according to any of the preceding claims, characterized in that the Medical Consultation Unit has the following functionalities:
• Alta o baja de pacientes que se desean monitorizar. » Visualización de las señales ECG de un determinado paciente: señales recibidas en tiempo real o señales generadas en momentos anteriores.• Registration or withdrawal of patients who wish to monitor. » Visualization of the ECG signals of a certain patient: signals received in real time or signals generated in previous moments.
- Historial clínico de cada paciente, para que el cardiólogo pueda tomar en todo momento la decisión adecuada.- Clinical history of each patient, so that the cardiologist can make the appropriate decision at all times.
» Actualización de los datos personales del paciente, datos clínicos, etc. • Informes estadísticos aplicados a un paciente o sobre todos los pacientes del sistema, pudiendo especificar rangos de fechas y condiciones de estudio. » Updating the patient's personal data, clinical data, etc. • Statistical reports applied to a patient or to all patients in the system, being able to specify ranges of dates and study conditions.
• Configuración remota de los terminales de los pacientes.• Remote configuration of patient terminals.
16. «EQUIPO Y SISTEMA DE DETECCIÓN Y MONITORIZACION DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES DE UN PACIENTE MEDIANTE TECNOLOGÍA MÓVIL » según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la Unidad de Consulta Médica constan de:16. "EQUIPMENT AND SYSTEM FOR DETECTION AND MONITORING OF CARDIOVASCULAR DISEASES OF A PATIENT THROUGH MOBILE TECHNOLOGY" according to any of the preceding claims, characterized in that the Medical Consultation Unit consists of:
• Elemento ordenadores tipo personal (PC) portátiles o fijos, incluyendo cualquier los portátiles de pequeño tamaño (denominados agenda personal, PDA, PALM, iPAQ, etc.) que incluye tanto hardware como software.• Element personal computers (PC) portable or fixed, including any small-sized laptops (called personal agenda, PDA, PALM, iPAQ, etc.) that includes both hardware and software.
• Elemento teléfono móvil, si es el caso que el elemento portátil no lo incluye * Elementos programas específicos para detección y monitorización de enfermedades cardiovasculares, que permiten la visualización del ritmo cardiaco y el historial clínico del paciente.• Mobile phone element, if it is the case that the portable element does not include it * Specific program elements for the detection and monitoring of cardiovascular diseases, which allow the visualization of the heart rate and the patient's medical history.
• Elemento modems/tarjetas de red para la conexión con la Unidad Central de Gestión y Supervisión. • Element modems / network cards for connection with the Central Management and Supervision Unit.
PCT/ES2002/000292 2001-06-13 2002-06-12 Device and system for detecting and monitoring cardiovascular diseases in a patient using mobile technology WO2002101681A1 (en)

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