Sistema Para Telemonitoreo De Arritmias Cardiacas

Introducción

La elevada incidencia de patologías cardiovasculares que requieren el uso de sistemas ambulatorios electrocardiográficos (AECG) ha obligado a la continua búsqueda de alternativas de diagnóstico basadas en nuevas plataformas de computación y comunicaciones que ayuden a aumentar la funcionalidad y flexibilidad de los dispositivos AECG y permitan mejorar su efectividad en el registro de arritmias y seguimiento de cardiopatías.

El Colegio Americano de Cardiología (ACC) y la Asociación Americana del Corazón (AHA) han clasificado los dispositivos AECG en dos categorías: grabadores continuos, que son típicamente usados por periodos de 24 ó 48 horas de grabación para investigar los síntomas y eventos en el ECG que son probables que ocurran en ese intervalo de tiempo, y los grabadores intermitentes, los cuales pueden ser usados por largos periodos de tiempo (semanas o meses) con el fin de proporcionar registros cortos de eventos que ocurren de manera infrecuente.

Dentro de la primera categoría se encuentran los monitores tipo Holter, los cuales presentan importantes limitaciones al ser utilizados para el diagnóstico y detección de arritmias, encontrándose en algunos estudios que en el caso de los Holter de 48 horas, éstos resultan diagnósticos sólo en el 35% de los casos, debido a que muchos de los síntomas de interés no aparecen en las primeras 48 horas de monitoreo. En la segunda categoría están los monitores de eventos y monitores con memoria de bucle (continuous-loop recorders) de activación manual, los cuales han representado una mejora importante en cuanto a la eficiencia diagnóstica que permiten alcanzar. También dentro de la segunda categoría están los monitores con memoria de bucle de activación automática (autotriggered memory-loop recorders), los cuales resultan ser aún más eficaces pues no requieren de la actuación consciente del paciente, permitiendo registrar las arritmias asintomáticas y aquellas que producen pérdida de la conciencia.

Para algunos pacientes, el retardo en el tiempo de respuesta a un evento cardiaco puede significar la diferencia entre la vida y la muerte, si los servicios de emergencia no son alertados y no se pueden tomar medidas inmediatas. De ello que para suplir amplia y efectivamente la necesidad de seguimiento de los pacientes es importante contar con dispositivos de monitoreo versátiles que permitan además del registro de señales el envío automático e instantáneo de información crítica a los especialistas, desde prácticamente cualquier momento y lugar, para de esta forma poder realizar oportunos diagnósticos e indicaciones y llevar a cabo conductas tempranas en el paciente.

La mayoría de los sistemas AECG de tipo intermitente del mercado incorporan la capacidad de transmitir los registros remotamente a un centro especializado, por lo general a través de una línea telefónica realizando una modulación en audio de las señales electrocardiográficas (ECG). En general estos esquemas trans-telefónicos presentan como desventajas la necesidad de una actuación consciente del paciente, la dependencia de la cercanía a un teléfono fijo para realizar la transmisión de las señales y la imposibilidad de disponer de información en tiempo real para diagnóstico y atención.

Una alternativa a la transmisión por la línea telefónica que se ha implementado consiste en combinar dos tipos de comunicación inalámbrica para la transmisión de los datos6, de corto alcance con protocolos como Bluetooth y Wi-Fi (IEEE 802.11b), y de largo alcance mediante redes de telefonía celular GSM-GPRS. En este esquema la señal del ECG es enviada por el monitor cardiaco a un servidor local, ubicado a pocos metros, a través de comunicación inalámbrica de corto alcance y luego es enviada por la conexión inalámbrica de largo alcance a un centro especializado de recepción y diagnóstico ubicado a varios kilómetros del paciente.

Otros monitores han sido desarrollados para permitir la transmisión del ECG mediante un teléfono celular u otro dispositivo móvil que posea un módem GSM-GPRS tal como una computadora de mano o Asistente Digital Personal (PDA). Bajo este esquema se usa directamente una conexión inalámbrica de largo alcance permitiendo el monitoreo en cualquier sitio de cobertura de las redes celulares, eliminando así la necesidad de cercanía a una estación central.

Las aproximaciones anteriores presentan la desventaja de depender del funcionamiento y procesamiento continuo del PDA, el cual, al tener que manejar de manera continúa la comunicación inalámbrica y la visualización en la pantalla de cristal líquido (LCD) puede agotar la batería en cuestión de pocas horas. Por otra parte, el registro de la señal depende del enlace inalámbrico entre el dispositivo de adquisición y el PDA, por lo que el sistema se encuentra susceptible a pérdidas de información que se puedan provocar al alejar accidentalmente el PDA del sistema adosado al paciente.

En los últimos años se han desarrollado soluciones que incorporan en un solo dispositivo compacto la capacidad de comunicación inalámbrica de largo alcance, incorporando en el componente de hardware un módem GSM-GPRS, y de esta manera sin necesidad de otro intermediario se transmiten las señales al centro de monitoreo. Un ejemplo de la incorporación de comunicación GPRS es el monitor MT-120 fabricado por la compañía Schiller el cual fue introducido recientemente al mercado europeo. Sin embargo, este desarrollo está más orientado al funcionamiento como monitor Holter convencional simplemente transmitiendo inalámbricamente las señales registradas, excluyendo las funcionalidades de grabación de eventos o análisis de la señal.

En una implementación realizada por un consorcio europeo, se diseñó un dispositivo de medición médica multiparamétrica que incorpora un módem GSM para transmitir la información de presión arterial, saturación de oxígeno y ECG. El dispositivo provee la capacidad de analizar las señales, pero debido al esquema de toma de la señal bioeléctrica tuvieron resultados muy pobres en el monitoreo ECG y no ofrece un esquema de almacenamiento de eventos.

Otra aproximación de importancia está siendo desarrollada por la Universidad de Sevilla, asociada con la compañía Cardioplus SL. En ésta, se desarrolla un equipo portátil que permite la detección automática de algunas arritmias, almacena hasta 10 min de señal, posee interfaz GPS y comunicación

GPRS embebida. Además, proponen un esquema de centro de atención y supervisión 24 horas. El sistema permite, además, la configuración de varios modos de funcionamiento, entre los que se encuentra transmisión continua o transmisión automática por detección de anormalidades; sin embargo, no posee un esquema de trabajo orientado a eventos con capacidad de memoria de bucle, y no ofrece suficiente capacidad de memoria para la grabación local de éstos, dejándolo vulnerable a la pérdida de datos ante la ausencia de señal GPRS por largos periodos de tiempo. En Latinoamérica, en general, han sido pocos los esfuerzos encaminados hacia la búsqueda de soluciones de telemonitoreo cardiaco. El Instituto Central de Investigación Digital de Cuba desarrolló un sistema de monitoreo inalámbrico por GPRS con detección automática de arritmias cardiacas, sin embargo el prototipo no implementa un esquema de almacenamiento local de eventos y no ofrece un sistema informático de telemedicina que lo soporte. En el caso particular se han reportado sólo algunas actividades académico-investigativas relacionadas con la utilización de dispositivos de ECG para transmitir señales cardiacas de forma inalámbrica de larga distancia, generalmente apoyándose en conexiones con teléfonos móviles comerciales, pero en ausencia de una plataforma de monitoreo cardiaco con las potencialidades que ello conlleva.

Aquí se describe el desarrollo de un esquema de detección, registro y monitoreo remoto de arritmias cardiacas (WHAM - Wireless Heart Arrhythmia Monitoring) que permite realizar las distintas acciones de asistencia; desde la detección automática de arritmias, grabación local de las señales ECG anormales y transmisión de los datos a través

de una red de telefonía celular, hasta la presentación de la información al especialista, de tal forma que pueda realizar diagnósticos y enviar indicaciones de forma remota tanto al equipo como al paciente.

Materiales y métodos

El esquema del sistema de telemedicina propuesto para monitoreo cardiaco en tiempo real se muestra en la Fig. 1, en el cual los pacientes portarán un dispositivo AECG del tipo de monitor de eventos automático que denominamos CARE (Cardiac Abnormality Recorder) el cual se encarga de registrar las señales, detectar la presencia de anormalidades y realizar la comunicación con el servidor de un Centro Especializado de Monitoreo Cardiovascular (CEMC). La comunicación se realiza por medio de una red de telefonía celular GSM-GPRS desde la cual los equipos móviles podrán tener acceso a la Internet y así poder conectarse al CEMC, en el cual una aplicación servidor permite realizar la autenticación de los dispositivos, se encarga de mediar la transmisión de los datos y almacenar la información en una base de datos. La visualización y análisis de los datos obtenidos se realiza por medio de una aplicación específica que permite al especialista realizar un estudio sobre las señales y emitir reportes. Una aplicación tipo Web permite realizar un análisis básico desde cualquier lugar con acceso a Internet.

Fig. 1. Esquema funcional del sistema de telemonitoreo de arritmias WHAM.

Dispositivo de monitoreo CARE

El

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