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Junio 2012 J. Camacho (1) , C. Puppo (2) NEUROMONITOREO MÚLTIPLE: EQUIPO DE NEURO-MONITOREO DE LA PRESIÓN INTRACRANEAL Y DE LA AUTORREGULACIÓN CEREBRAL SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO PROGRAMA DE VINCULACIÓN DE CIENTÍFICOS URUGUAYOS EN EL EXTERIOR (VCT) AGENCIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN (ANII) (1) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid, España. e-mail: [email protected] (2) Hospital de Clínicas, Facultad de Medicina. Montevideo, Uruguay. e-mail: [email protected]

J. Camacho (1) , C. Puppo (2) - nib.fmed.edu.uy · fsc : flujo sanguineo cerebral sistema de neuro-monitoreo mÚltiple continuo invasiva no invasiva invasiva vf area vf x a = fsc

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Junio 2012

J. Camacho(1), C. Puppo(2)

NEUROMONITOREO MÚLTIPLE:EQUIPO DE NEURO-MONITOREO DE LA PRESIÓN INTRACRANEAL

Y DE LA AUTORREGULACIÓN CEREBRAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PROGRAMA DE VINCULACIÓN DE CIENTÍFICOS URUGUAYOS EN EL EXTERIOR (VCT)AGENCIA NACIONAL DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN (ANII)

(1) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)Madrid, España. e-mail: [email protected]

(2) Hospital de Clínicas, Facultad de Medicina.Montevideo, Uruguay. e-mail: [email protected]

Junio 2012

NEUROMONITOREO MÚLTIPLE:SISTEMA DE ADQUISICIÓN CONTINUA Y PROCESAMIENTO DE SEÑAL

1. INTRODUCCIÓN

1. AUTORREGULACIÓN CEREBRAL

2. SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE

2. ETAPA DE ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

3. SOFTWARE DE ADQUISICIÓN DE DATOS

3. SOFTWARE DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES

1. FILTRADO Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

2. CALIBRACIÓN

3. CÁLCULO DE COEFICIENTES DE AUTO-REGULACIÓN

4. PRESIÓN CRÍTICA DE CIERRE

4. TRABAJO FUTURO

1. DESARROLLO DE UN SISTEMA DOPPLER TRANSCRANEAL

2. INTEGRACIÓN DE SEÑALES Y EVALUACIÓN EN TIEMPO REAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

CIRCULACIÓN Y PERFUSIÓN

1. INTRODUCCIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

ARTERIAS : Sangre oxigenada

VENAS : Sangre sin oxigenar

SISTEMA CIRCULATORIO

ORGANOS PULMONES : Aportan Oxígeno

OTROS : Consumen Oxígeno

¿COMO SE PRODUCE EL INTERCAMBIO DE OXÍGENO?

Junio 2012

CIRCULACIÓN Y PERFUSIÓN

1. INTRODUCCIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Presión Arterial (PA)

Presión Venosa (PV)

Flujo (F)Resistencia (R)Presión de perfusión(PP = PA - PV)

Junio 2012

CIRCULACIÓN Y PERFUSIÓN

1. INTRODUCCIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Presión de Entrada (PA)

Presión de salida (PV)

Resistencia (R) Flujo (F)

R

PP

R

PVPAF =

−=

MODELO SIMPLIFICADO

Junio 2012

CIRCULACIÓN CEREBRAL

1. INTRODUCCIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

DIFERENCIA : CAVIDAD INEXTENSIBLE

VARIABLES BÁSICAS

PA

PIC

FSC

PA : PRESIÓN ARTERIALPIC : PRESIÓN INTRA-CRANEAL

FSC : FLUJO SANGUINEO CEREBRAL

PRESIÓN DE PERFUSIÓNPPC = PA – PIC

R

PPC

R

PICPAFSC =

−=

PA PPC FSC VOLUMEN

INEXTENSIBLEPIC PPC FSC

REALIMENTACIÓN

PIC

Junio 2012

CIRCULACIÓN CEREBRAL

1. INTRODUCCIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

DIFERENCIA : CAVIDAD INEXTENSIBLE

PA

PIC

FSC

PA PPC FSC VOLUMEN

INEXTENSIBLEPIC PPC FSC

REALIMENTACIÓN

PIC

PA + 1/R FSC

1/C

PIC

+

-

CRT

R

PA

FSCH

c ./1

/1

+==

Junio 2012

CIRCULACIÓN CEREBRAL

1. INTRODUCCIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

DIFERENCIA : CAVIDAD INEXTENSIBLE

PA

PIC

FSC

PA PIC

MALO : LA PRESIÓN INTRACRANEAL DEBERÍA SER CONSTANTE E INDEPENDIENTE DE LA PRESIÓN ARTERIAL

¿COMO MANTENEMOS CONSTANTE EL FSC Y LA PIC?

Junio 2012

AUTORREGULACIÓN CEREBRAL

1. INTRODUCCIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PA

PIC

FSC

R

PICPAFSC

−=

AUTORREGULACIÓN CEREBRAL:La resistencia del sistema capilar cambia para mantener un flujo constante frente a cambios de presión arterial

PA + 1/R FSC

F(ω)

PIC

+

-

1/C¿COMO MODELAR LA A.R.?¿COMO MEDIR LA A.R.?

A.R. es una función:

Junio 2012

1. INTRODUCCIÓN

ES UN MECANISMO AUTÓNOMO QUE INTENTA MANTENER CONSTANTE EL FLUJO SANGÍNEO AL CEREBRO FRENTE A LOS CAMBIOS EN LA PRESIÓN DE PERFUSIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

AUTORREGULACIÓN CEREBRAL

MALA AUTORREGULACIÓN

BUENA AUTORREGULACIÓN

IDEA: MEDIR CAMBIOS DE FLUJO FRENTE A CAMBIOS DE PRESIÓN

ESPONTÁNEOS O INDUCIDOS

Junio 2012

AUTORREGULACIÓN CEREBRAL

1. INTRODUCCIÓN

VARIABLES BÁSICAS

PA

PIC

FSC

PA : PRESIÓN ARTERIAL

PIC : PRESIÓN INTRA-CRANEAL

FSC : FLUJO SANGUINEO CEREBRAL

NO SE PUEDE MEDIR DIRECTAMENTE

EN UNA ARTERIA, CUYO DIÁMETRO NO CAMBIA CONSIDERABLEMENTE, EL FLUJO ES PROPORCIONAL A LA VELOCIDAD. ESTA ÚLTIMA SE PUEDE MEDIR MEDIANTE DOPPLER.

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

INVASIVANO INVASIVA

INVASIVA

¿Y no invasiva?

Junio 2012

AUTORREGULACIÓN CEREBRAL

1. INTRODUCCIÓN

VARIABLES BÁSICAS

PA

PIC

FSC

PA : PRESIÓN ARTERIAL

PIC : PRESIÓN INTRA-CRANEAL

FSC : FLUJO SANGUINEO CEREBRAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

INVASIVANO INVASIVA

INVASIVA

VF

AreaVF x A = FSC

cm

sx 2

cm =3

cm

s

CONSTANTE EN LA ACM

LA VELOCIDAD ES BUENA MEDIDA DEL FLUJO

Junio 2012

AUTORREGULACIÓN CEREBRAL

1. INTRODUCCIÓN

VARIABLES BÁSICAS

PA

PIC

FSC

PA : PRESIÓN ARTERIAL

PIC : PRESIÓN INTRA-CRANEAL

FSC : FLUJO SANGUINEO CEREBRAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

INVASIVANO INVASIVA

INVASIVA

NO INVASIVA

DOPPLER

Junio 2012

AUTORREGULACIÓN CEREBRAL

1. INTRODUCCIÓN

VARIABLES BÁSICAS

PA

PIC

FSC

PA : PRESIÓN ARTERIAL

PIC : PRESIÓN INTRA-CRANEAL

FSC : FLUJO SANGUINEO CEREBRAL

PRESIÓN DE PERFUSIÓN

PPC = PA – PIC

OTRAS VARIABLES

CO2 : CONCENTRACIÓN DE CO2 (Al fin de la espiración)

PTIO2 : PRESIÓN TISULAR DE OXÍGENO

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

vasodilatador

Indicador del intercambio de O2

Junio 2012

ESQUEMA GENERAL

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

ECG

PA

PIC

VFSC

CO2

PTIO2

PA

CIE

NT

E

VARIABLES BIOLOGICAS

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

PROCESO DE ADQUISICIÓN

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

PA

CIE

NT

E

PANTALLASALIDA ANALÓGICA:SEÑAL ELÉCTRICA PROPORCINAL A LA VARIABLE BIOLÓGICA

CONCENTRADOR DE SEÑALES

OTRAS SEÑALES

CONCENTRADOR DE SEÑALES:AGRUPA LAS SEÑALES DE LOS DISTINTOS MONITORES

PROPORCIONA AISLACIÓN ELÉCTRICA ENTRE LOS EQUIPOS

CONVERSOR ANALÓGICO-DIGITAL:MUESTREA LAS SEÑALES ANALÓGICAS

CONVIERTE EL VOLTAJE A VALORES NUMÉRICOS

SEÑALES DIGITALES

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

CONCENTRADOR

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

6 Canales de medida independientes Aislamiento eléctrico 1400 V Rango de entrada ±12V Alta impedancia de entrada (200 kΩ)

CH_i 0

CH_i 1

CH_i 2

CH_i 3

CH_i 4

CH_i 5

CH_o 0

CH_o 1

CH_o 2

CH_o 3

CH_o 4

CH_o 5

EQUIPOS DE MEDIDA

TARJETA DE ADQUISICIÓN

Basado en amplificadores ISO122 (BurrBrown, Tucson, EEUU)

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

CONCENTRADOR

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

6 Canales de medida independientes Aislamiento eléctrico 1400 V Rango de entrada ±12V Alta impedancia de entrada (200 kΩ)

MONITOR TARJETA DE ADQUISICIÓN

Basado en amplificadores ISO122 (BurrBrown, Tucson, EEUU)

FUENTEREGULADA

220 V12 V12 V

(desde el monitor)

ACOPLE CAPACITIVO

ALIMENTACIÓN INDEPENDIENTE

G = 1

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

OPTOACOPLADOR MUY LENTO

Junio 2012

DIGITALIZACIÓN

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

CONCENTRADOR(señales analógicas)

ORDENADOR(señales digitales)

El proceso de digitalización consiste en obtener en cada ciclo de reloj una muestrade la señal analógica, representada en formato digital con una cierta cantidad de bits.

RELOJ DE MUESTREO

Frecuencia de muestreo : 50 HzResolución :12 bits

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DIGITALIZACIÓN

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

PERÍODO DEMUESTREO

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DIGITALIZACIÓN

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

PERÍODO DEMUESTREO

CRITERIO DE NYQUIST: La frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la frecuencia más alta de la señal para que la misma se pueda reconstruir sin error

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DIGITALIZACIÓN

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

PERÍODO DEMUESTREO

CRITERIO DE NYQUIST: La frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la frecuencia más alta de la señal para que la misma se pueda reconstruir sin error

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

SOFTWARE DE ADQUISICIÓN

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

Desarrollado en Visual Basic

Adquisición continua de datos, limitado únicamente por la capacidad de disco

Visualización de las señales en tiempo real

Permite guardar anotaciones

CARACTERÍSTICAS

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

SOFTWARE DE ADQUISICIÓN

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

VF

ECG

PA

PIC

MENU DE CONFIGURACION

PARAMETROS DE LA ADQUISICION

VALORES MEDIOS EN TIEMPO REAL

PROGRESO DE LA ADQUISICION

ANOTACION DE EVENTOS Y COMENTARIOS

CO2

PTi O2

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

SOFTWARE DE ADQUISICIÓN

2. ADQUISICIÓN DE DATOS

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

DRIVER

PCMCIA

TARJ. ADQ

SEÑALES

PROC.ACQ

RELOJ

BUFFER MEM. PROC. VIS.

TIMER

PANTALLA.

PROC. REG.

TIMER

DISCO DURO.

TIEMPO REALROBUSTOSIN PÉRDIDA DE DATOS

Junio 2012

SOFTWARE DE PROCESAMIENTO

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

Desarrollado en Matlab

Permite visualizar los datos adquiridos y exportar a formato EXCEL

Calculo de:

Valores medios Diagramas de Dispersión Índices de correlación PRX y MX Presión de perfusión óptima Presión crítica de cierre (3 métodos de cálculo) Índice de Pulsatilidad ………..

CARACTERÍSTICAS

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

SOFTWARE DE ADMINISTRACIÓN

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

Desarrollado en C# (C-Sharp) Ordena y mantiene la base de datos de pacientes

CARACTERÍSTICAS

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

SOFTWARE DE ADMINISTRACIÓN

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DATOS ADQUIRIDOS

FILTRADO DIGITAL Y CALIBRACIÓN

SELECCION DE INTERVALOS VALIDOS

CALCULO DE VALORES MEDIOSVENTANA TEMPORAL DE 4 segundos

SOFTWARE DE PROCESAMIENTO

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

DIGRAMASDE DISPERSIÓN

VM vs. PPC PIC vs. PAM R vs. PPC

INDICES DE AUTOREGULACION

MX PRX PCC Optima

ÍNDICE DE PULSATILIDAD

PI

PRESIÓN CRÍTICA DE CIERRE

PCC (3 métodos)

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

SOFTWARE DE PROCESAMIENTO

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

APROX. 1s

FRECUENCIA CARDÍACA

1 Hz (Un ciclo por segundo)

APROX. 60 ms

RUIDO DE FRECUENCIA 17 Hz

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

Ruido de cuantizaciónES NECESARIO FILTRAR LAS SEÑALES PARA ELMININAR LOS ARTEFACTOS

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

FILTRO PASO-BAJOS

BANDA DE PASO5 Hz

FRECUENCIA DE CORTE10 Hz

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

VF

ORIGINAL

FILTRADA

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

PIC

ORIGINAL

FILTRADA

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

¿ES BUENA LA SEÑAL FILTRADA?

¿VARIACIONES REALES O ARTEFACTOS?

SI TRABAJAMOS CON EL VALOR MEDIO SON DESPRECIABLES

Junio 2012

CALIBRACIÓN

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

MONITOR (SALIDA ANALÓGICA)

TIEMPO

VO

LT

AJE

LA FÓRMULA DE CONVERSIÓN ES UN DATO DEL FABRICANTE DEL MONITOR

PR

ES

IÓN

(m

mH

g)

( )mmHg VP f P=

HEMOS ENCONTRADO DIFERENCIAS ENTRE LOS VALORES CONVERTIDOS Y LOS QUE SE LEEN DIRECTAMENTE DE LA PANTALLA DEL MONITOR

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

CORRECCIÓN DE LA CALIBRACIÓN

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

1. AL INICIO DE LA ADQUISICIÓN SE INGRESAN MANUALMENTE LA LECTURA DE LOS VALORES MÁXIMOS Y MÍNIMOS DEL MONITOR

2. SE APLICA LA FORMULA DE CONVERSIÓN DEL MONITOR

3. SE MUESTRAN EN UNA MISMA PANTALLA LAS SEÑALES CONVERTIDAS Y LOS VALORES INGRESADOS

4. SI NO COINCIDEN SE REALIZA UN AJUSTE AUTOMÁTICO PARA QUE LOS VALORES EN SÍSTOLE Y DIÁSTOLE COINCIDAN CON LOS MOSTRADOS EN EL MONITOR

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PROCEDIMIENTO DE AJUSTE DE LA CALIBRACIÓN

Junio 2012

CORRECCIÓN DE LA CALIBRACIÓN

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

CORRECCIÓN DE LA CALIBRACIÓN

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

∆PMONITOR

∆PADQ

( )min( )

minORIG ORIG

CORR MONITOR MONITOR

ADQ

S SS P P

P

−= ∆ +

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

CORRECCIÓN DE LA CALIBRACIÓN

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

VALORES MEDIOS

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SE CALCULAN LOS VALORES MEDIOS EN INTERVALOS DE 4s

4 SEGUNDOS

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

VALORES MEDIOS

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

COEFICIENTE PRX

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

PRX: COEFICIENTE DE CORRELACIÓN ENTRE PA Y PIC

( )cov ,

.PA PIC

PA PICPRX

σ σ=

PRX = 0 a 1

PRX = 0

PRX = 0 a -1

RELACIÓN LINEAL DIRECTA

NO HAY RELACIÓN LINEAL

RELACIÓN LINEAL INVERSA

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

¿COMO MIDO LA FUNCIÓN DE AUTO-REGULACIÓN?

Junio 2012

COEFICIENTE PRX

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

PRX: COEFICIENTE DE CORRELACIÓN ENTRE PA Y PIC

( )cov ,

.PA PIC

PA PICPRX

σ σ=

PRX = 0 a 1

PRX = 0

PRX = 0 a -1

PA PIC

PA PIC =

PA PIC

MALA A.R.

BUENA A.R.

ESTE CASO SE PUEDE INTERPRETAR COMO UNA BUENA A.R. PERO CON UNA COMPLIANCE CEREBRAL COMPROMETIDA

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

COEFICIENTE PRX

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

VFPPC

PA

PIC

PRX = 0.94

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

COEFICIENTE PRX

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

VF

PPC

PA

PIC

PRX = - 0.6

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

¿EL RESULTADO ES SIGNIFICATIVO?

Junio 2012

COEFICIENTE MX

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

MX: COEFICIENTE DE CORRELACIÓN ENTRE VFSC Y PCC

( )cov ,

.VF PPC

VF PPCMX

σ σ=

MX = 0 a 1

MX = 0

MX = 0 a -1

PPC VF

PPC VF =

PPC VF

MALA A.R.

BUENA A.R.

ESTE CASO SE PUEDE INTERPRETAR COMO UNA HIPER-REGULACIÓN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

COEFICIENTE MX

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

VF

PPC

PA

PIC

MX = 0.92

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

COEFICIENTE MX

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

VF

PPC

PA

PIC

MX = - 0.45

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

VENTANAS NO SOLAPADAS

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

VAR00001: d

CPP

90807060

CB

FV

84

82

80

78

76

74 Rsq = 0.0000

VAR00001: d

CPP

90807060

CB

FV

84

82

80

78

76

74 Rsq = 0.0000

VAR00001: f

CPP

100908070

CB

FV

88

86

84

82

80

78

76

74

72

70 Rsq = 0.0457

VAR00001: g

CPP

100908070

CB

FV

88

86

84

82

80

78

76

74 Rsq = 0.3766

VAR00001: h

CPP

969492908886848280

CB

FV

88

86

84

82

80

78

76

74 Rsq = 0.0067

VAR00001: i

CPP

888684828078767472

CB

FV

84

82

80

78

76

74

72 Rsq = 0.1941

VAR00001: j

CPP

9080706050

CB

FV

80

78

76

74

72

70

68 Rsq = 0.2304

VAR00001: k

CPP

80706050

CB

FV

80

78

76

74

72

70

68

66 Rsq = 0.1056

VAR00001: b

CPP

80706050

CB

FV

80

78

76

74

72

70

68 Rsq = 0.0006

4 MIN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

IMPORTANTE: VER COMO EVOLUCIONA LA A.R. (P.EJ. CON UN FARMACO)

Junio 2012

VENTANAS SOLAPADAS

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

MX

PRX

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

VENTANAS SOLAPADAS

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

MX

PRX

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

TIEMPO DE RESPUESTA

Junio 2012

VARIACIÓN DE LA PIC

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

EL COEFICIENTE MX ES VÁLIDO SI LA PIC VARÍA MÁS DE 5 mmHg

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

PRESION DE PERFUSION OPTIMA

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

¿CUAL ES LA PRESIÓN DE PERFUSIÓN ÓPTIMA?

BUENA A.R.

NOS INTERESA MANTENER AL PACIENTE ENTRE ESTAS PRESIONES.

Junio 2012

PRESION DE PERFUSION OPTIMA

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SE DIVIDE LA PPC EN INTERVALOS DE 5 mmHg Y SE GRAFICA EL MX MEDIO EN CADA INTERVALO, JUNTO CON LA DESVIACIÓN ESTANDAR

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PPC OPTIMA

Junio 2012

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA DE LA A.R.

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

H(f)PA FSC

¿Cómo ES LA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA Y COMO DEPENDE DE LA AUTO-REGULACIÓN CEREBRAL?

Junio 2012

INDICE DE PULSATILIDAD

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

S D

M

VF VFPI

VF

−= SE MIDE EN INTERVALOS SOLAPADOS DE 4 MIN

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

PCC : PRESION ARTERIAL PARA LA CUAL EL FSC ES CERO

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PA PICVF

PA PICFSC

R

−=

MODELO SIMPLIFICADO

EL FLUJO SERÍA CERO SOLAMENTE SI PA = PIC

PCC PIC=

ESTE MODELO NO TIENE EN CUENTA LA CONTRIBUCIÓN DEL TONO MUSCULAR DEL

SISTEMA ARTERIAL

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

PCC : PRESION ARTERIAL PARA LA CUAL EL FSC ES CERO

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PA PICVF

PA PCCFSC

R

−=

EL FLUJO SERÍA CERO CUANDO PA = PCC

LA PCC DEPENDE DE LA PIC Y DEL TONO MUSCULAR, POR LO CUAL SE PUEDE VER

AFECTADA TANTO POR LA A.R. COMO POR LA PCO2

Tm

PCC PIC Tm= +PCC PIC Tm= +

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

EL CORTE DE LA RECTA DE REGRESIÓN LINEAL ENTRE PA Y VF CON EL EJE HORIZONTAL ES LA PRESIÓN CRÍTICA DE CIERRE

PCC

1/R

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

SI REPETIMOS EL PROCESO PARA CADA CICLO CARDÍACO OBTENEMOS LA EVOLUCIÓN TEMPORAL DE LA PCC

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

LA SEÑAL DE VF ESTÁ GENERALMENTE RETRASADA CON RESPECTO A LA PAES IMPORTANTE ALINEAR LAS SEÑALES DE PA Y VF

Sin corregir corregido

LA POSICIÓN DEL MÁXIMO DE LA CORRELACIÓN RETARDO ENTRE SEÑALES

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

LA POSICIÓN DEL MÁXIMO DE LA CORRELACIÓN RETARDO ENTRE SEÑALES

T

CORRELACIÓN

T τ

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

TAMBIÉN SE OBTIENE LA PCC MEDIANTE LA REGRASIÓN LINEAL UTILIZANDO SOLAMENTE LOS VALORES EN SÍSTOLE Y DIÁSTOLE

SI LA VENTANA DE OBSERVACIÓN ES MUY GRANDE PUEDE HABER INFLUENCIA DE LA A.R.

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PA PCCFSC

R

−= .PCC PA R FSC= −

TRANSFORMADADE FOURIER

( ) ( ) ( ).PCC f PA f R FSC f= −

SUPONIENDO QUE LA PCC NO DEPENDE DE LA FRECUENCIA

( )( )

( )( )1

1

0 . 0PA f

PCC PA VFVF f

= −

VALOR MEDIO DE PA

VALOR MEDIO DE VF

RELACIÓN DE AMPLITUDDEL PRIMER ARMÓNICO

Junio 2012

PRESION CRITICA DE CIERRE

3. PROCESAMIENTO DE SEÑAL

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

f = 0 : Valores medios

f1 = 1.9 Hz : Primer Armónico

Autores: C. Puppo, J. Camacho, L. Moraes, H. Gómez, B. Yelicich, A. BiestroTítulo: CEREBRAL HEMODYNAMICS, CONTINUOUS AUTOREGULATION AND CRITICAL CLOSING PRESSURE IN SEVERE TRAUMATIC BRAIN INJURY PATIENTS WITH DECOMPRESSIVE CRANIECTOMYTipo de participación: PosterCongreso: Second Joint Symposium of the International and National Neurotrauma Societies (Neurotrauma’09)

PROBLEMA: NUESTRAS ONDAS NO SON DE BUENA CALIDAD

Junio 2012

TRABAJO FUTURO (Y PRESENTE)

4. TRABAJO FUTURO

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

CONCLUSIONES:

- HEMOS SIDO CAPACES DE CONSTRUIR UN SISTEMA DE NEURO-MONITOREO NO DISPONIBLE COMERCIALMENTE A PARTIR DE EQUIPOS COMERCIALES

- GENERAMOS UNA BASE DE DATOS DE SEÑALES REALES, QUE NOS HAN PERMITIDO ESTUDIAR LA HEMODINAMIA CEREBRAL

- HEMOS REALIZADO TRABAJOS DE INTER-COMPARACIÓN DE TÉCNICAS Y ESTUDIOS SOBRE LA MEDICIÓN DE LA A.R.

- LA CALIDAD DE LAS SEÑALES ANALÓGICAS QUE DAN LOS MONITORES NO ES SUFICIENTE PARA CIERTOS PROCESAMIENTOS AVANZADOS.

COMRAR UN MONITOR CON SEÑALES DIGITALES

MUY CARO : APROX. U$s 20.000NO DAN MUCHA INFORMACIÓNNO INCLUYEN DOPPLER TRANSCRANEAL

CONSTRUIR NUESTRO PROPIO MONITOR MULTI-MODAL CON REGISTRO CONTINUO Y DOPPLER

Junio 2012

TRABAJO FUTURO (Y PRESENTE)

4. TRABAJO FUTURO

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

CONCLUSIONES:

- HEMOS SIDO CAPACES DE CONSTRUIR UN SISTEMA DE NEURO-MONITOREO NO DISPONIBLE COMERCIALMENTE A PARTIR DE EQUIPOS COMERCIALES

- GENERAMOS UNA BASE DE DATOS DE SEÑALES REALES, QUE NOS HAN PERMITIDO ESTUDIAR LA HEMODINAMIA CEREBRAL

- HEMOS REALIZADO TRABAJOS DE INTER-COMPARACIÓN DE TÉCNICAS Y ESTUDIOS SOBRE LA MEDICIÓN DE LA A.R.

- LA CALIDAD DE LAS SEÑALES ANALÓGICAS QUE DAN LOS MONITORES NO ES SUFICIENTE PARA CIERTOS PROCESAMIENTOS AVANZADOS.

COMRAR UN MONITOR CON SEÑALES DIGITALES

MUY CARO : APROX. U$s 20.000NO DAN MUCHA INFORMACIÓNNO INCLUYEN DOPPLER TRANSCRANEAL

CONSTRUIR NUESTRO PROPIO MONITOR MULTI-MODAL CON REGISTRO CONTINUO Y DOPPLER

Junio 2012

MONITOR MULTI-MODAL

4. TRABAJO FUTURO

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

DOPPLER

PA

PIC

CO2

ECG

PtiO2

CONTROL CENTRAL(uP)

Puesto de

trabajo

Disco duro en

red

ethernetDISPLAY EN

TIEMPO REAL

PACIENTE

REQUISITOS

- SEGURIDAD AL PACIENTE- AUTONOMÍA (MOSTRAR VALORES)- ROBUSTO (MONITOR ÚNICO)

Junio 2012

MONITOR MULTI-MODAL

4. TRABAJO FUTURO

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

FSC

PA

PIC

CO2

ECG

PtiO2

CONTROL CENTRAL(uP)

DISPLAY EN TIEMPO REAL

MODULOS OEM

NO HAY MÓDULOS OEM

DESARROLLO PROPIO

Junio 2012

DOPPLER ULTRASOUND

BASIC PRINCIPLE : THE FREQUENCY OF THE BACKSCATTERED ECHO DEPENDS ON THE VELOCITY OF THE REFLECTOR

ARTERY WALL

RED CELLS

VULTRASOUND PROBE

FREQUENCYfE fR

∆f∆f is proportional to V

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DOPPLER ULTRASOUND - MULTIGATE

MULTIGATE : MEASURING THE BLOOD FLOW VELOCITY AT SEVERAL DEPTHS, A VELOCITY PROFILE CAN BE OBTAINED.

v

0multigate

Image from General Electrics http://www.gehealthcare.com

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DOPPLER ULTRASOUND - MULTIGATE

BLOOD FLOW PHANTOM : BLOOD MIMICKING FLUID PUMPED THROUGH A SILICON RUBBER TUBE

UTLRASOUND PROBE

SILICON TUBE

BLOOD MIMICKING FLUID

PERISTALTIC PUMP

ULTRASCOPE TECHNOLOGY

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DOPPLER ULTRASOUND - MULTIGATE

DIGITAL PROCESSING : ALL DOPPLER SIGNAL PROCESSING COULD BE CARRIED OUT AT DIGITAL DOMAIN. LIMITATIONS MUST BE ADRESSED.

SINGLE GATE

MULTI - GATE

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DOPPLER ULTRASOUND – PROYECTO SMMAC

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

SMMAC - Sistema de Monitoreo Múltiple de la Autorregulación Cerebral

OBJETIVOS:

Implementación total del módulo de Doppler pulsado transcraneal de 2MHz.

Visualización en el PC mediante comunicación USB

Planteo de arquitectura para la integración de las señales provenientes de los equipos externos.

PROYECTO DE FIN DE CARRERAB. YELICICH – D. MORALES – M. OLIVERI

Junio 2012

DOPPLER ULTRASOUND – PROYECTO SMMAC

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

Junio 2012

DOPPLER ULTRASOUND – PROYECTO SMMAC

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PLACA SONDA

ESPECTROGRAMA

Junio 2012

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

4. TRABAJO FUTURO

DESARROLLO DE UN SISTEMA DOPPLER TRANSCRANEAL

DESARROLLO DE UN MONITOR MULTI-FUNCIÓN CON DOPPLER

INTEGRACIÓN DE LOS 3 BLOQUES ACTUALES DE SOFTWARE:

ADQUISICIÓN

ADMINISTRACIÓN DE PACIENTES

PROCESAMIENTO

IMPLEMENTACIÓN DE NUEVOS MÉTODOS DE PROCESAMIENTO

DETERMINACIÓN DE LA PIC DE FORMA NO INVASIVA

INDICE DE AUTORREGULACIÓN EN TIEMPO REAL

LINEAS A SEGUIR

Junio 2012

SISTEMA DE NEURO-MONITOREO MÚLTIPLE CONTINUO

PA

PIC

FSC

PA

CIE

NT

E

GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN