Medición Automatizada Robusta de Presión

Arterial

Autores: M.Sc. Ing. Sergio de Jesús Rodríguez Arias1.Dr. CT. Ángel Regueiro Gómez3. Dr. CT. Alberto Taboada Crispi1. M.Sc., Dra en Medicina: María del Carmen Llanes Camacho2. M. Sc., Dra en Medicina:Yaquelin Luna Carvajal4. Ing. René Llanes Machado1.

1.Centro de Estudios de Electrónica y Tecnología de la Información. UCLV

2.Hospital Pediátrico Provincial José Luís Miranda. Santa Clara.

3.Centro de Bioingeniería. ISPJAE. Ciudad de La Habana.

4.Policlínica Ramón Pando Ferrer. Santa Clara.

IV Simposio Internacional de Hipertensión Arterial HTA 2008. Santa Clara, Cuba

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Medición de Presión Arterial Limitaciones de los Métodos Actuales

Manual (Auscultatorio)– Síndrome de la bata blanca (más pronunciado en niños)– Errores introducidos por el observador (vaciado rápido,

redondeo de valores de presión, mala apreciación de las fases).

Automáticos•Invasivo

Implica la operación para introducir el catéter (riesgo de infección, molestias, etc.)

•No invasivos (más empleados)Auscultatorio: Baja precisión en hipotensos, obesos y niños. Afectado por ruidos acústicos.Oscilométrico: Afectado por artefactos de movimiento (más severo en niños).

Método Auscultatorio

Método Oscilométrico (PIP)

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Afectación producida por los artefactos de movimientos

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Objetivo General

Diseñar un método para la medición automática no invasiva de la presión sistólica y diastólica, que eleve la robustez ante artefactos de movimiento respecto a los métodos actuales.

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Fases de la Investigación

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Adquisición de la Base de Señales

Software registrado en el CENDA: Registro 2481-2005.

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Análisis y Estudio de Señales Relacionadas con Presión Arterial

Software registrado en CENDA: Registro 791-2007.

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Método de medición Robusto Ante Artefactos de Movimiento

Método de Contorno de Imagen Tiempo-Latido Oscilométrico (CITLO) comprende:

1. Adquisición de señales.

2. Obtención de imagen tiempo latido.

3. Filtrado 2D y obtención de contornos.

4. Localización de indicadores.

5. Determinación de presión sistólica y diastólica.

Patente cubana con registro No 23196 de 2007

Oficina Cubana de la Propiedad Industrial. OCPI.

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1. Procedimiento de Adquisición de Señales

• Determinar la amplitud máxima de la señal oscilométrica durante el proceso de inflado del brazalete.

• Programar la ganancia del amplificador de ganancia programable en el vaciado.

OSCMAX

FSGPGA A

AkG

_

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2. Obtención de la Imagen Tiempo Latido

• Filtrado de la señal oscilométrica.

• Determinación de posición de cada latido de señal oscilométrica.

• Conformación de la imagen tiempo-latido.

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3. Filtrado 2D y obtención de contornos

• Filtrado 2D de ITLO y normalización.

• Obtención de Contornos de Imagen Tiempo Latido Oscilométrica (CITLO).

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4. Localización de Indicadores (1)

Indicador 1 ( NLSIS1 Y NLDIAS1 )1. Obtención del arreglo, para la amplitud Z=KA.2. Descomposición de CKA en f1 y f2.3. Obtención de ∆f (y, x) para CKA

4. Determinación de los indicadores de sístole NLSIS1 y diástole NLDIAS1

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4. Localización de Indicadores (2)

Indicador 2 ( NLSIS2 Y NLDIAS2 )1. Obtención del arreglo CkB, para la amplitud Z=kB.2. Descomposición de CkB en f1 y f2.3. Obtención de ∆f (y, x) para CKB

4. Determinación de los indicadores de sístole NLSIS2 y diástole NLDIAS2

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4. Localización de Indicadores (3)

Indicador 3 ( NLSIS3 Y NLDIAS3 ) Indicador PIP modificado

1. Determinación de los latidos de la señal oscilométrica.2. Obtención de la ITLO.3. Filtrado 2D (mediana y media).4. Obtención de la envolvente de la diferencia pico-pico.5. Determinación de los indicadores NLSIS3 y NDIAS3 a través de la

razón de amplitud.

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5. Determinación de la Presión Arterial Sistólica y Diastólica

3213

1NLSISNLSISNLSISS PsPsPsP

3213

1NLDIASNLDIASNLDIASD PsPsPsP

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Selección de la muestra para la evaluación del algoritmo

1. Se determinó emplear una muestra de no menos de 33 sujetos niños (99 señales, 3 por sujetos en estado basal) con dos expertos durante la medición.

2. Para pruebas ante artefactos se usaron 99 señales, resultado de tomar 33 de la base anterior y contaminarlas 2 veces con artefactos de movimiento de 1 a 6 s.

3. El estándar de referencia se determina por 8 expertos empleando Tensoexpert con errores < 5 mmHg y SD < 8 mmHg, alcanzando un nivel de confianza > 95 %.

Presentado en: IV Congreso Latinoamericano de Ingeniería Biomédica. CLAIB 2007. Isla Margarita. Venezuela Septiembre 2007.

Software registrado en el CENDA Registro No: 646-2007.

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Base de Señales para la Evaluación

1. El estudio se realizó con niños de la Escuela Primaria Marcelo Salado de los grados quinto y sexto, con edades entre 9 y 12 años.

2. En las mediciones se adquirieron las señales de: Presión del brazalete. Señal de oscilometría. Sonidos de Korotkoff. Señal de electrocardiografía.

3. Se adquirieron 108 señales (3 mediciones a 36 niños: 15 hembras y 21 varones)

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Evaluación del Método

1. Mediante base de 108 señales (3 mediciones a 36 niños: 15 hembras y 21 varones).

2. Mediante base de 99 señales (33 tomadas al azar de la base adquirida y 8 expertos midieron Ps y Pd usando el sistema Tensoexpert.

3. A partir de las 33 señales se generaron otras 66, contaminadas con artefactos de movimiento.

4. Se obtuvieron los resultados de medición del Método CITLO y se compararon con el Método PIP.

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Evaluación de CITLO con base de 108 señales

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Gráfico de Bland y Altman para 108 señales

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Cumplimiento de Requerimientos de Equipos de Medición Clase A para base de 108 señales

ParámetrosMediciones con error ≤ 5 mmHg

Mediciones con error ≤ 10 mmHg

Mediciones con error ≤ 15 mmHg

Exigencias del protocolo europeo para la medición de presión sanguínea arterial para equipos clase A

≥ 60% ≥ 85% ≥ 95%

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Evaluación de CITLO para base de 99 señales con artefactos de movimiento

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Cumplimiento de Requerimientos de Equipos de Medición Clase A para base de

99 señales

Parámetros Mediciones con error ≤ 5

mmHg

Mediciones con error ≤ 10

mmHg

Mediciones con error ≤ 15

mmHg

Exigencias del protocolo europeo para la medición de presión sanguínea arterial para equipos clase A

≥ 60% ≥ 85% ≥ 95%

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Conclusiones

1. El algoritmo y programa de medición de presión arterial el método CITLO, minimiza la dependencia de la presión sistólica y diastólica, respecto al máximo de la envolvente de la señal oscilométrica y la hace más robusta ante artefactos de movimiento.

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Conclusiones..(2)

2. La robustez de la determinación de la presión ante artefactos de movimiento se logra por dos razones:

– La obtención de la imagen tiempo latido facilita la aplicación de métodos de filtrados de imágenes 2D que no pueden ser empleados en el método clásico convencional.

– El empleo de nuevos indicadores para la detección de los instantes sistólico y diastólico, obtenidos a partir de contornos de la imagen tiempo latido, son menos dependientes de la razón de amplitud respecto al máximo de la envolvente de la señal oscilométrica.

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Información de contacto:M.Sc. Sergio de Jesús Rodríguez AriasSubdirector CEETI. Profesor Auxiliar.

sergior@uclv.edu.cu

Centro de Estudios de Electrónica y Tecnologías de la Información. CEETI

Teléfono: (53) 42-281157

MUCHAS GRACIAS!!