Care «Cardiac Anomaly Smart Early Detection System»

Según datos de la Organización Mundial de la Salud (WHO), las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo. Datos de 2015 concluyen que se produjeron 17.5 millones de muertes a consecuencia de dicha causa, lo que representa el 31% del total de fallecimientos en el mundo. De dichas muertes, 7.4 millones se debieron a cardiopatías coronarias y 6.7 millones a accidentes vasculares cerebrales.

Más de tres cuartas partes de las defunciones por enfermedades cardiovasculares se han producido en países con una renta per cápita media o baja, donde el acceso al sistema sanitario es limitado o deficiente.

Para las personas con enfermedades cardiovasculares o con alto riesgo de padecerla debido a la presencia de uno o más factores de riesgo, como la hipertensión arterial, la diabetes, la hiperlipidemia o alguna cardiopatía confirmada, son fundamentales la detección precoz y el tratamiento temprano para poder aumentar las posibilidades de supervivencia y prevenir un empeoramiento de la patología.

Sin embargo, el coste inherente a la monitorización permanente de un paciente hace que no pueda ser afrontado por muchos sistemas de salud, reduciendo su uso a pacientes con patologías más graves o con un mayor poder adquisitivo, haciendo imposible una detección temprana dentro de determinados grupos de población.

En el mercado existen una gran variedad de dispositivos capaces de medir la actividad cardiaca del usuario en tiempo real, los cuales pueden agruparse en dos categorías:
Aquellos equipos utilizados en hospitales por el personal médico en centros hospitalario para la detección de anomalías cardiacas, y por otro lado, aquellos dispositivos portátiles diseñados para ser utilizados en el ámbito deportivo o para la monitorización desde casa.

Los hospitales emplean equipos médicos de precisión, los cuales tienen un elevado coste, tamaño y complejidad de uso, como es el caso del electrocardiógrafo SONOECG12000, ampliamente utilizado en hospitales y unidades portátiles de asistencia, cuyo coste ronda los 30.000$. Las características de estos equipos hacen que sólo puedan ser manejados por el personal clínico, los cuales se encargan de colocar los electrodos al paciente en las posiciones correctas. Además, estos equipos exigen que el paciente deba estar tumbado y sin moverse durante todo el proceso de monitorización con el fin de no producir interferencias que puedan afectar al funcionamiento del equipo, por lo que no puede ser empleados para monitorizar a un paciente durante el desarrollo de alguna actividad física.

Por el contrario, los equipos de monitorización portátiles (Holters) están centrado en un uso fuera del entorno hospitalario, siendo normalmente utilizados con fines deportivos o para una monitorización desde casa. Sin embargo, los equipos que se comercializan para estos fines suelen presentar problemas relativos a la calidad de las señales y al número de derivaciones cardiacas soportadas.

Todos estos dispositivos tienen como denominador común el hecho de estar centrados en el confort del usuario. Por ese motivo, el número de derivaciones soportadas se reduce en la mayoría de casos entre una y tres. Esto puede resultar adecuado para fines deportivos, donde sólo es necesario conocer la frecuencia cardiaca y la forma de onda de la señal (típicamente D1), pero que es del todo insuficientes desde el punto de vista clínico.

Dejando a un lado el número de derivaciones soportadas, el principal problema de este tipo de equipos es su incapacidad de proporcionar una respuesta comparable a la obtenida por los equipos empleados en la práctica médica debido a las bajas frecuencias de adquisición (entre los 50 y 250Hz), así como a la baja inmunidad al ruido y a un ineficaz filtrado de la señal. Estas limitaciones hacen inviable la detección de determinadas patologías y por lo tanto, no resultan adecuados para estos fines.

Este proyecto se ha centrado en el proceso de diseño e implementación de un Smart Holter que solventa la problemática actual de los sistemas de monitorización portátiles presentes en el mercado, al tiempo que describe las soluciones tecnológicas adoptadas con el fin de servir de base para el desarrollo de nuevos equipos.

El Smart Holter tiene capacidad de registrar de forma simultánea hasta un máximo de seis derivaciones cardiacas seleccionables por el usuario, así como la adquisición de hasta diez parámetros físicos configurables mediante el conexionado de sensores analógicos externos, con el fin de conocer los cambios físicos que se producen antes y durante alguna patología.

El desarrollo destaca por lograr una calidad de señal comparable a la obtenida por equipos de uso clínico, pero con unas dimensiones, consumo y facilidad de uso propia de equipos portátiles.

Además, el Smart Holter ha sido diseñado para lograr una inmunidad al ruido superior a la de los equipos presentes en el mercado, mediante la compensación de forma dinámica de pequeños artefactos producidos por golpes leves en los cables y electrodos, aspecto que otros equipos no son capaces de solventar.

Por último, el Smart Holter implementa un algoritmo de análisis y detección de anomalías cardiaca embebido en el propio dispositivo, que le permite procesar las señales en busca de cualquier patología con el fin de proporcionar una herramienta para una mejor detección y prevención de patologías relacionadas con el corazón.

En cuanto a la inmunidad al ruido del equipo, pese a no poder compensar artefactos grandes producidos durante la práctica deportiva, lo cual sigue siendo un reto para los sistemas de monitorización actuales, se ha dado un importante paso en la dirección correcta para lograr en el futuro una atenuación aún mayor, por medio de sistemas de filtrado dinámicos controlados de forma digital, al contrario de los sistemas analógicos implementados en la actualidad.

A esto hay que sumar la capacidad del equipo de analizar las señales cardiacas para la búsqueda de anomalías en tiempo real, sin necesidad de hacer uso de un Smartphone para realizar las tareas de análisis. Esto ha permitido simplificar la usabilidad del dispositivo, haciéndolo más accesible a grupos de población menos acostumbrados al manejo de las nuevas tecnologías, convirtiéndose en el único Holter que integra un sistema experto de detección de problemas cardiacos en tiempo real.

Las pruebas de rendimiento del algoritmo han demostrado una alta tasa de éxito en la detección de las principales anomalías cardiacas, sin embargo, a pesar de poder registrar un total de seis derivaciones cardiacas, el algoritmo desarrollado sólo hace uso de tres de ellas para las labores de detección, las cuales han permitido lograr una alta tasa de detecciones con éxito. Sin embargo, la inclusión de la totalidad de derivaciones soportadas por el Smart Holter, como de los datos procedentes de los sensores externos configurables, aún está pendiente de desarrollo.

Estos datos adicionales posibilitarán una detección temprana más certera, con menor número de falsos positivos, al tiempo que haría factible la detección de nuevas patologías, aumentando la utilidad del dispositivo.