sensores anulares para registro no invasivo y de altas prestaciones de señales bioeléctricas en superficie corporal sistema basado en senso

Sensores anulares para registro no invasivo y de altas
prestaciones de señales bioeléctricas en superficie corporal
Sistema basado en sensores anulares para el registro no invasivo y de
altas prestaciones de señales bioeléctricas en superficie corporal
Investigadores del Grupo de Bioelectrónica del Instituto I3BH y del
Centro de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico de la
Universitat Politècnica de València han diseñado un prototipo de
sistema basado en sensores anulares flexibles para el registro no
invasivo y de altas prestaciones de señales bioeléctricas en
superficie corporal.
Entre sus aplicaciones, podría servir como herramienta de ayuda al
diagnóstico en electrocardiografía clásica y en registros ambulatorios
de larga duración, así como para la monitorización de la señal
mioelétrica uterina durante la gestación y el parto, y de la actividad
mioeléctrica intestinal. Su uso se podría extender al registro del
electromiograma (EMG), la señal electrogastrográfica, la señal
diafragmática, así como las señales encefalográficas, el oculograma o
el retinograma.
El sistema, patentado por la UPV, permite obtener un mayor detalle en
la localización de fuentes de potencial bioeléctrico; se adapta mejor
al entorno corporal, proporcionando un mayor confort al paciente y una
mayor calidad de la señal registrada; asimismo los electrodos anulares
pueden intercambiarse sin necesidad de cambiar el sistema de
tratamiento de señales.
Además, la transmisión de las señales captadas es inalámbrica,
eliminando totalmente el cableado, lo cual lo convierte en un
dispositivo idóneo para registros ambulatorios, domiciliarios y en la
realización de pruebas de esfuerzo.
Así, el equipo desarrollado por los investigadores de la UPV
contribuiría a resolver una de las necesidades actuales del mercado,
que requiere de nuevos dispositivos que permitan registrar señales con
mayor calidad.
La Universitat Politècnica de València busca empresas interesadas en
establecer acuerdos de licencia de la patente y comercializar el
producto.
DESCRIPCIÓN
La invención consiste en un sistema para registro no invasivo de
señales bioeléctricas compuesto por diferentes electrodos anulares y
un electrodo de disco y circuitería digital y analógica para la
amplificación y filtrado de las señales. Incluye también un interfaz
de comunicación inalámbrica para transmitir las señales registradas a
la estación receptora.

En la actualidad, existe gran cantidad de sistemas para la captación,
preacondicionamiento y monitorización de señales bioeléctricas. Entre
las características más importantes del equipo diseñado por los
investigadores de la UPV -y que los diferencian del resto de
dispositivos que emplean electrodos anulares- es que disponen de
múltiples salidas, siendo configurable el peso de las tensiones
captadas por los conductores respecto de cada una de las salidas. Esto
permite disponer de información más detallada de diferentes áreas del
órgano/s bajo el electrodo; de esta forma se obtienen registros
bioeléctricos que conjugan altas prestaciones (alta relación
señal/ruido y distribución espacial de la sensibilidad configurable)
con un mayor confort para el paciente y la sencillez de manejo
requerido en el ámbito clínico y/o ambulatorio.
APLICACIONES
La presente invención se destina a la obtención de registros no
invasivos de señales bioeléctricas con alta sensibilidad espacial y
ratio señal/ruido y señal/interferencia, facilidad de uso clínico y
confort para el paciente.
La primera aplicación que se plantea está orientada a la captación,
acondicionamiento y trasmisión inalámbrica del ECG puesto que se trata
de una señal bioeléctrica ampliamente estudiada y conocida y que en la
actualidad constituye una herramienta esencial de la electrofisiología
cardíaca, con una función clave en el cribado y diagnóstico de las
enfermedades cardiovasculares o de alteraciones metabólicas.
Puede emplearse como monitor de ECG en registros en reposo destinados
al diagnóstico de patologías cardiacas (electrocardiografía
tradicional); y en registros ambulatorios de larga duración (holter)
en los que el paciente debe llevar los electrodos puestos durante
varias horas. En este caso, poder captar el ECG con solo un sensor que
incluye diferentes conductores implica la eliminación de cableado, y
por ende una mayor comodidad para el paciente. Asimismo podría
emplearse como sistema de monitorización de pruebas de esfuerzo.
Otro de los ámbitos en los que se ha evaluado el prototipo diseñado
por los investigadores de la UPV es el registro no invasivo de la
señal mioeléctrica uterina durante la gestación y el parto
(electrohisterograma, EHG). Actualmente, la aplicación clínica de esta
técnica para el estudio de la dinámica uterina y los patrones de
propagación -directamente relacionados con el horizonte temporal del
parto- está limitada porque las técnicas convencionales de captación
de señal no tienen la suficiente calidad. Con esta nueva tecnología se
podrían obtener datos relevantes, por ejemplo, para el diagnóstico del
parto prematuro.
El sistema puede aplicarse también para la monitorización de la
actividad mioeléctrica intestinal, llamada electroenterograma (EEnG).
Esta señal también es muy débil en comparación con la del corazón y
con la de la respiración; un registro de calidad de la misma
permitiría un diagnostico rápido, no invasivo y de bajo coste ante
patologías que actualmente presentan un alto índice de mortalidad
debido al largo tiempo de diagnosis.
Otros posibles usos serían el registro del electromiograma (EMG), la
señal electrogastrográfica, la señal diafragmática, así como las
señales encefalográficas, el oculograma o el retinograma.
PRODUCTOS ALTERNATIVOS
Actualmente, en el mercado existen sistemas de monitorización de
señales bioeléctricas compuestos por un lado por los electrodos, por
otro lado por los sistemas de amplificación de las señales captadas
por dichos electrodos y por último por el sistema de visualización e
interfaz de usuario.
En relación con los sistemas de amplificación podemos distinguir entre
sistemas genéricos que ofrecen mayor posibilidad de ajuste y sistemas
específicos, en función de la señal que se desee registrar.
Para el registro de señales mioeléctricas no invasivo se utilizan
electrodos bipolares o monopolares formados por un disco conductor
impregnado en gel. Sin embargo, la aplicación clínica de estos
electrodos está muy limitada debido a la baja calidad de las señales
en términos de ratio señal/ruido y señal/interferencia lo que provoca
una falta de robustez en los parámetros derivados de las mismas.
Además, determinadas aplicaciones requieren aumentar la sensibilidad
espacial y la resolución espacial en la localización de fuentes de
potencial bioléctrico. Los electrodos existentes comercialmente no
resuelven estas necesidades.
VENTAJAS
*
Mayor sensibilidad y resolución espacial en la localización de
fuentes de potencial bioeléctrico
*
Mayor adaptación al contorno corporal y, por tanto, mayor calidad
de la señal registrada.
*
El sistema se puede configurar para obtener múltiples salidas con
un único sensor, lo que permite una captación de las señales
diferente y que puede ser más adecuada a los fines que se
pretendan.
*
Es posible captar señales débiles que hasta ahora no era posible
registrar con la suficiente calidad como para tener aplicación
médica.
*
El sensor desarrollado es modular, de manera que los electrodos
pueden ser reemplazados por otros nuevos. Se trata del único
sistema que permite el registro de señales bioeléctricas con
electrodos anulares que posee esta característica, de especial
relevancia para un sistema de uso clínico y/o ambulatorio puesto
que permite cumplir con los necesarios requerimientos de higiene
abaratando los costes de explotación del producto
PROPIEDAD INTELECTUAL
La Universitat Politècnica de València solicitó con fecha 13 de marzo
de 2012 la protección mediante patente ante la Oficina Española de
Patentes y Marcas, correspondiéndole la referencia P201230374.
COOPERACIÓN DESEADA
La UPV busca empresas interesadas en establecer acuerdos de licencia
de la patente y comercializar el sistema.
PERFIL DE LA ENTIDAD
El Grupo de Bioelectrónica (GBio-e) forma parte del Instituto
Interuniversitario de Investigación en Bioingeniería y Tecnología
Orientada en el Ser Humano (I3BH) de la Universitat Politècnica de
València. Su actividad se centra en el desarrollo e investigación de
biosensores e instrumentación biomédica para diagnóstico y
dispositivos electroquirúrgicos; estimulación y diagnóstico en
neuroingeniería; procesado de señales biomédicas; sistemas Holter
avanzados; simulación de la actividad eléctrica células y tejidos;
diseño de software para el diagnóstico automático de patologías
cardiacas; y la modelización de la actividad eléctrica cardiaca.
Mientras, el Centro de Reconocimiento Molecular y Desarrollo
Tecnológico es un instituto de investigación interuniversitario de la
UPV y la UV. Sus fines son la investigación, enseñanza y transferencia
en campos tales como la salud humana, seguridad, alimentación y medio
ambiente. En concreto se trabaja en el desarrollo de sensores químicos
(ópticos, electroquímicos y biosensores), estudios de farmacodinámica,
nuevos materiales para liberación controlada, metodologías analíticas
y equipos de microelectrónica
ÁREA
Salud
Bioelectrónica

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