INFORSALUD 2004
Madrid, 24-26 de marzo de 2004
[Entrada] [Actividades] [Revista I+S] [Solicitud de Inscripción SEIS] [Búsquedas]
|
INFORSALUD 2004 |
La Cooperación entre Redes Sanitarias |
|
[Entrada] [Actividades] [Revista I+S] [Solicitud de Inscripción SEIS] [Búsquedas] |
||
|
¿Cómo llegar a la sede del Congreso? Secretaría Técnica: CEFIC
|
MONITORIZACIÓN DE UN PACIENTE EN SU HOGAR L. BOQUETE, J. M. R. ASCARIZ, I. BRAVO, P. MARTÍN Departamento de Electrónica. Escuela Politécnica Superior. Universidad de Alcalá. 28801-Alcalá de Henares. España. boquete@depeca.uah.es Resumen. La posibilidad de monitorizar el estado de diferentes variables fisiológicas de un paciente fuera del entorno hospitalario o ambulatorio, supone una serie de ventajas asistenciales, económicas, comodidad etc, que en el momento actual se pueden implementar gracias al avance de las tecnologías de las comunicaciones. Se presenta un sistema que monitoriza diferentes variables de un paciente (electrocardiograma, tensión arterial, niveles de glucosa) las analiza y transmite mediante telefonía móvil a un Centro de Control, siendo posible obtener de este último una respuesta en tiempo real. El paciente debe de llevar incorporado un equipo portátil y ergonómico denominado Terminal de Paciente (TP), que obtiene su señal electrocardiográfica para transmitirla a corta distancia a otro elemento, que incorpora la posibilidad de establecer la comunicación por telefonía móvil. El sistema también realiza un análisis automático del ECG, con el fin de filtrar la información enviada al Centro de Control.
1. Introducción El objetivo del proyecto es la realización de un sistema útil para la monitorización de diferentes tipos de pacientes en entornos diferentes (hogar, trabajo, etc.). Se estructura en los siguientes escenarios: Hogar o entorno de trabajo: es el espacio físico en el que habitualmente se encuentra el paciente. En este entorno puede ser interesante capturar de manera más o menos contínua el ECG del paciente y también puede ocurrir que el paciente proceda a la descarga de datos almacenados en cierto tipo de analizadores personales (glucómetros, por ejemplo) o que realice la medida de la tensión arterial y sea necesario transmitirla para su supervisión. En cualquier caso, es conveniente realizar un sistema abierto, susceptible a futuras ampliaciones. Centro de Control (CC): entendemos como tal la unidad que permite realizar el diagnóstico del paciente a partir de la información recibida y el historial del mismo. Básicamente puede estar constituido por un ordenador personal con una serie de funciones: visualización, comunicaciones, base de datos, etc. Sistema de comunicaciones: con la misión de conectar las dos entidades anteriores. Por cuestiones de flexibilidad y disponibilidad utilizamos telefonía móvil. Nuestro objetivo primordial ha sido el desarrollo del equipo a utilizar por el paciente en su hogar o entorno de trabajo: Terminal de Paciente (TP). Teniendo en cuenta el objetivo de adquirir y analizar (aunque sea a nivel básico) la señal de ECG, existen 2 posibilidades a la hora de configurar el funcionamiento del sistema: El TP no realiza el análisis de la señal de ECG, esto es, se dedica a la adquisición del electrocardiograma y a su transmisión y/o almacenamiento. El proceso de análisis se realiza en el CC, ya sea de manera automática o manualmente por parte de un especialista. Cada TP tiene la capacidad de analizar la señal de ECG adquirida, y en consecuencia, de realizar un prediagnóstico del paciente, que en la mayoría de los casos tiene que ser confirmado por un especialista en el Centro de Control. El segundo método presenta como ventaja que solamente se transmite la señal cuando se ha detectado un episodio "maligno" en el paciente, o cuando desde el CC se solicite tal transmisión o sea el propio paciente (activando un pulsador, por ejemplo) quien inicie el proceso de transmisión de la señal, evitando de este modo la saturación del CC debido a un exceso de información. La solución adoptada para el TP consiste en utilizar un Módulo Portátil (MP) y un Módulo de Análisis y Comunicaciones (MAC); el MP se destina a la captura, transmisión y en ciertas circunstancias, análisis básico del ECG. Está constituido por un sistema microcontrolador, 2 amplificadores de la señal ECG (2 derivaciones), un sistema de transmisión Bluetooth y un sistema autónomo de alimentación eléctrica. El MAC tienes mayores recursos computacionales (está basado en una PDA) y por un lado, se comunica a corta distancia, mediante Bluetooth con el MP y por otro lado, mediante telefonía móvil con el Centro de Control. Además, mediante diversos puertos de entrada, y el software adecuado, puede recibir los datos de ciertos analizadores personales (glucómetros, tensiómetro, etc) y almacenar y/o transmitir esa información hacia el Centro de Control. Esta configuración permite que el funcionamiento del sistema sea el siguiente: Si el MP tiene la posibilidad de comunicarse mediante Bluetooth con el MAC, digitaliza 2 derivaciones del ECG y las transmite hacia el MAC. Es éste el que analiza automáticamente la señal y en el caso en que detecta ciertos problemas, envía una notificación al CC. Si el MP no puede comunicarse con el MAC (por ejemplo, el paciente está en la calle), de forma automática el MP detecta esta situación, y por lo tanto realiza el análisis del ECG (lógicamente mediante algoritmos sencillos, debido a sus limitaciones computacionales); la comunicación con el Centro de Control puede realizarse utilizando el teléfóno móvil del paciente (con puerto Bluetooth).
2. Método capacidad de modulación PWM, detector de baja tensión de alimentación, multiplicador hardware, oscilador interno. Las comunicaciones Bluetooth se implementan mediante un módulo basado en el BlueCore 2 de CSR (Cambridge Silicon Radio). Este módulo permite la conexión al microcontrolador a través de interfaz serie UART, interfaz serie SPI o bus USB. Cumple con la especificación 1.1, la velocidad máxima de comunicación es de 723 kbps en modo asíncrono y 433 kbps en modo síncrono, la potencia de transmisión es de 4 dBm (clase 2), la sensibilidad de recepción puede alcanzar los -85 dBm, la distancia de comunicaciones es de 20 metros en entornos con gran número de obstáculos y alrededor de 50 metros para condiciones de espacio libre. El consumo energético máximo de este módulo (70 mA) se alcanza en la transmisión de ráfagas de radio de 4 dBm; en condiciones de standby la corriente es inferior a 20 mA. El bioamplificador de 2 derivaciones está diseñado entorno al amplificador de instrumentación PGA204 de muy bajo ruido y bajo offset (<50 mV), ganancia programable 1, 10, 100, 1000. La programación de ganancia y el ajuste de offset se lleva a cabo desde el microcontrolador [1]. Las señales analógicas de salida del bioamplificador se digitalizan por medio de los canales del conversor analógico digital del ATmega128, con una resolución de 10 bits.
El MAC se implementa en una PDA con Bluetooth y comunicaciones por telefonía móvil. Estos dispositivos, con un coste cada vez más asequible, disponen de un cómodo interfaz de usuario (display y teclado), y por otro lado, permiten ejecutar aplicaciones de considerable complejidad, como pueden ser los algoritmos de análisis de señales. Las funciones que se realizan en la PDA son las siguientes: Si puede recibir el ECG del paciente, calcula automáticamente diferentes parámetros de la señal y si éstos salen de los márgenes predefinidos, envía una mensaje por telefonía al Centro de Control. Se han implementado algoritmos [2] para la medida del tiempo entre ondas R, duración del complejo QRS, presencia de la onda P, etc. (Fig. 2) Se puede conectar a la PDA un glucómetro, coagulómetro o tensiómetro, para que almacene los datos correspondientes en su memoria. Para ello, se han desarrollado funciones de comunicación específicas para cada uno de estos dispositivos (Fig. 3). Esta información se almacena a la espera de que sea solicitada por el Centro de Control. Interfaz de comunicaciones con el Centro de Control por GPRS.
3. Resultados En la actualidad se dispone de la infraestuctura hardware para realizar la mayoría de las pruebas funcionales de los diferentes subsistemas (comunicaciones MP-MAC, MAC-CC, lectura de datos de diferentes analizadores personales, etc.). En cuanto a la fase de análisis automático de la señal de ECG, se han implementado una serie de algoritmos (basados en gradiente, wavelets, etc), pero se están trabajando en su depuración. 4. Conclusiones Se ha presentado el estado actual de un sistema ideado para la monitorización de pacientes en su hogar. Como desarrollo más destacado, se considera el MP, en el que se ha definido una arquitectura hardware específica para esta aplicación. Agradecimientos Este trabajo ha sido financiado por el proyecto 07T/0033/2003 1 (Consejería de Educación) de la Comunidad de Madrid. Referencias [1] L. Boquete, I. Bravo, R. Barea y M. A. García. "Telemetry and control systems with GSM communications". Microp. & Microsist. 27, 1-8 (2003). [2] S. Cóbreces, D. Pizarro, L. Boquete y J. M. Miguel, "Detección de parámetros de la señal ECG mediante análisis multirresolución y morfológico". XXI Congreso Anual de la Sociedad Española de Ingeniería Biomédica, (2003).
|
|
|
[Entrada] [Actividades] [Revista I+S] [Solicitud de Inscripción SEIS] [Búsquedas] |
|
Copyright SEIS© 1997-2004. |
