MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO TÉCNICO

En sus aspectos generales, la presente invención se refiere a la estimación del tiempo de hospitalización de pacientes mediante técnicas de inteligencia artificial. Particularmente, la invención comprende un equipo electrónico para la estimación del tiempo de hospitalización de pacientes, que proporciona una rápida estimación de dicho tiempo de hospitalización, información especialmente útil en ambientes de atención ambulatoria o de urgencia.

El equipo propuesto es capaz de recibir datos, como parámetros fisiológicos ingresados manualmente, y también es capaz de detectar datos, mediante dispositivos sensores conectados al equipo. Los datos ingresados y detectados son procesados para predecir el tiempo de hospitalización, así como también la gravedad y, en algunos casos, la mortalidad de un paciente diagnosticado con alguna enfermedad respiratoria, como el COVID-19. Esta estimación se realiza utilizando un módulo de predicción que comprende algoritmos de estimación basados en inteligencia artificial, en donde dicho módulo de predicción es ejecutado por una unidad de procesamiento y control del equipo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, existen múltiples técnicas de estimación del nivel de gravedad de uno o varios pacientes, muchas de estas técnicas requieren procedimientos médicos avanzados, como tomografías, radiografías, entre otros.

Entre los antecedentes más cercanos al campo de aplicación de la presente invención se encuentran los siguientes:

El documento W02013006044A1, titulado “Sistema informático móvil para pacientes y método para la predicción de exacerbaciones”, de LUCAS PETRUS JOHANNES FRANCISCUS, y publicado el 10 de enero de 2013, divulga un sistema informático móvil para pacientes y un método para predecir exacerbaciones en un estado relacionado con la enfermedad de un paciente. El método comprende recopilar datos de sensores del paciente utilizando sensores y ejecutar un modelo de predicción local. El modelo de predicción local comprende una red bayesiana para obtener una probabilidad de exacerbación del estado de un paciente. La red bayesiana recibe datos de entrada del paciente, datos del sensor del paciente y proporciona datos de probabilidad, y el modelo de predicción local proporciona datos de orientación basados en los datos de probabilidad. El modelo de predicción local se implementa tanto en un dispositivo portátil, como un teléfono inteligente, como en un sistema centralizado de procesamiento de datos de pacientes. Si bien dicho documento propone predecir la evolución de un paciente en base a datos ingresados y datos detectados, no es útil en ambientes de atención ambulatoria o de urgencia, ya que requiere de varias mediciones temporales que, en la práctica, no son posibles de obtener en dichos ambientes de atención. Además, no permite predecir el tiempo de hospitalización del paciente, ya que no comprende un ingreso y/o detección de datos específicos que resulten en dicha predicción. Por lo tanto, es necesario contar con un equipo que entregue una predicción del tiempo de hospitalización de un paciente de forma prácticamente instantánea, al momento de la atención ambulatoria o de urgencia.

El documento W02013006044A1, titulado “Monitor de señales fisiológicas y equipamiento médico-hospitalario”, de TAKAOKA KENT ARO, y publicado el 28 de noviembre de 2006, divulga un monitor de señales fisiológicas capaz de almacenar y recuperar de un medio de memoria portátil un conjunto de parámetros predeterminados por un usuario, estando asociado el monitor a un dispositivo médico-hospitalario, tales como una máquina de anestesia, un oxímetro, un dispositivo para medir la presión arterial, entre otros. Dicho documento también se refiere a un dispositivo médico-hospitalario capaz de monitorizar las señales fisiológicas, almacenar y recuperar en un medio de memoria portátil un conjunto de parámetros predeterminados por un usuario. Tanto el monitor como el dispositivo divulgados en W02013006044A1 son capaces de detectar datos obtenidos por el dispositivo médico-hospitalario durante un procedimiento médico-hospitalario y almacenar dichos datos en un medio de memoria portátil. El monitor y el equipo objeto permiten al usuario monitorizar las señales fisiológicas de un paciente de forma rápida, versátil, personalizada y segura. Si bien la solución divulgada permite un monitoreo y registro rápido de señales fisiológicas de un paciente, la información registrada no es utilizada para predecir y entregar información útil para la atención, mucho menos para estimar un tiempo de hospitalización de un paciente. Además, el procesamiento de los datos detectados no ocurre en tiempo real y, por lo tanto, no son útiles en ambientes de atención ambulatoria o de urgencia.

El documento US2006010090A1, titulado “Sistema experto para el análisis de la información médica del paciente”, de BROCKWAY MARINA et al., y publicado el 12 de enero de 2006, divulga un sistema experto para el análisis de la información médica del paciente. Dicho sistema experto utiliza una pluralidad de sensores crónicos para facilitar el diagnóstico y la toma de decisiones médicas respecto de un paciente individual. Además, el sistema experto evalúa los datos de los sensores, combina los datos medidos con datos de probabilidad almacenados, y proporciona una señal de salida para notificación o intervención médica. La solución propuesta en US2006010090A1 es compleja, requiriendo una pluralidad de medios sensores para capturar una pluralidad de información que se utiliza en la predicción. Dicho esquema no solo encarece la solución, sino que también requiere de altas capacidades de procesamiento y entrenamiento especializado del personal o usuarios del sistema. Además, la solución propuesta en dicho documento no permite predecir el tiempo de hospitalización de un paciente. En consecuencia, se requiere de una solución simple capaz de ser utilizada por personal sin especialización, en un ambiente ambulatorio o de urgencia, que permita predecir el tiempo de hospitalización de un paciente de manera rápida y precisa.

Por lo tanto, es necesario contar con una solución tecnológica que entregue información valiosa al personal médico en atención ambulatoria o de urgencia, especialmente, se hace necesario contar con un equipo que permita predecir el tiempo de hospitalización de un paciente que tiene una enfermedad respiratoria, por ejemplo, COVID-19, información que es especialmente útil cuando se gestiona la admisión de varios pacientes a la vez, como ocurriría en un posible escenario de pandemia.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Como solución a los problemas antes mencionados se desarrolló el presente invento que se refiere, en general, a un equipo electrónico que tiene la capacidad de estimar el tiempo de hospitalización en pacientes diagnosticados con una enfermedad respiratoria, por ejemplo, diferentes tipos de neumonía, entre las cuales se encuentra el COVID-19. Además, de acuerdo con una modalidad preferente, el equipo tiene la capacidad de estimar otros parámetros relevantes en pacientes diagnosticados con dicha enfermedad respiratoria, como por ejemplo la gravedad y la mortalidad.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el equipo se puede presentar como un equipo estacionario o como un equipo portátil. Además, puede comprender una batería que le otorga cierta autonomía y/o un cable de alimentación a la red eléctrica, elementos que le dan la ventaja de ser tanto un equipo portable como estacionario, en función de la necesidad de los equipos de salud.

En su modalidad preferente, la presente invención propone realizar una estimación del tiempo de hospitalización, el nivel de gravedad y de la mortalidad de los pacientes ingresados al servicio de urgencia o de atención ambulatoria de cualquier centro asistencial (como, por ejemplo, hospitales y clínicas). Dicha estimación se realiza en base a un procedimiento no invasivo, estándar en los sistemas de urgencia y de atención ambulatoria, como el que se describe a continuación con relación al equipo de la invención.

Usualmente, al iniciar una atención de urgencia o ambulatoria, se registran parámetros del paciente tales como: edad, peso, estatura, presión arterial, nivel de saturación de oxígeno, frecuencia cardíaca, género, entre otros. Dichos parámetros constituyen datos esenciales para la atención y diagnóstico de un paciente, que son obtenidos y/o medidos comúnmente en los servicios de urgencia de los centros de salud (tanto hospitales como clínicas privadas). En el contexto de la invención, los parámetros como edad, peso, estatura, presión arterial y/o género son ingresados manualmente al equipo, mediante un teclado u otra interfaz, por un profesional de la salud capacitado en el uso del equipo, y que conoce los procedimientos para esta toma de parámetros fisiológicos-clínicos en una unidad de urgencias o de atención ambulatoria.

Adicionalmente, el equipo cuenta con al menos un dispositivo sensor que, correctamente dispuesto en relación con el paciente, permite medir y adquirir datos tales como nivel de saturación de oxígeno y frecuencia cardiaca por parte del personal de salud. Los parámetros ingresados manualmente, o datos ingresados, y los datos medidos por el al menos un dispositivo sensor, o datos detectados, son el insumo principal para la estimación del tiempo de hospitalización del paciente. Es importante mencionar que todos los parámetros ingresados son los mismos que normalmente se miden y registran en los servicios de urgencia y atención ambulatoria, por lo tanto, el equipo no requiere tiempo de dedicación adicional por parte del personal y, en ese contexto, no afectará los tiempos de atención primaria.

Además de las ventajas anteriormente mencionadas, el equipo entrega información que es de utilidad para verificar el número y porcentaje de camas críticas del establecimiento de salud (totales, en uso y desocupadas), contribuyendo a que cada encargado de servicios de urgencia pueda tomar decisiones médico-clínicas de una manera más informada. En este ejemplo de aplicación, y de acuerdo con una modalidad preferente, el equipo puede formar parte de un sistema de gestión del centro asistencial, que utiliza el pronóstico de tiempo de hospitalización de cada paciente en la gestión de camas y capacidad del centro.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el equipo portátil está diseñado para su uso en un ambiente médico de urgencia ambulatorio, tal como una clínica, un hospital u otro similar. En este contexto, el equipo está preparado para poder movilizarse de un ambiente a otro, configurándose como un equipo portátil. Para ello, el equipo puede estar provisto de un asa o mango dispuesto en su parte superior; asimismo, el equipo portátil puede acoplarse a una estructura de soporte, en donde dicha estructura de soporte puede estar provista de ruedas para facilitar el desplazamiento del equipo mediante deslizamiento; además, el equipo puede estar provisto de un banco de baterías recargables que le proporciona una autonomía de funcionamiento continuo, según la capacidad las baterías que conforman el banco y el uso que se le ha dado al equipo. El banco de baterías puede ser recargado cuando el equipo está conectado a la red eléctrica mediante un tomacorriente, ya sea durante una sesión de recarga o durante la misma operación del equipo, cuando se utiliza conectado a dicha red.

Por otra parte, el equipo contiene componentes de hardware electrónico, diseñados de acuerdo con los requerimientos tecnológicos que requiere su operación, en particular, la ejecución de los algoritmos de estimación. En este contexto, la o las estimaciones, predicciones o pronósticos entregados por el equipo provienen del procesamiento de los datos ingresados y detectados, que son procesados como variables de entrada mediante un módulo de predicción, en donde dicho módulo de predicción comprende uno o más algoritmos basados en inteligencia artificial. Dicho módulo de predicción puede configurarse como un programa computacional almacenado en una memoria del equipo, o ingresado al mismo mediante una memoria externa.

Como se ha señalado, el módulo de predicción se alimenta de parámetros esenciales y básicos que son adquiridos en todos los servicios de urgencia y atención ambulatoria, lo cual le da una ventaja en cuanto al tiempo necesario para ingresar y procesar las variables de entrada requeridas para entregar el pronóstico. Por otro lado, es importante destacar que el equipo, además de necesitar pocas variables de entrada, también genera el análisis y las predicciones de manera casi instantánea, después de activar el procedimiento de predicción por parte del usuario. La rapidez y simplicidad del equipo favorecen sustancialmente la organización de diferentes unidades de los centros asistenciales, integrándose de manera óptima a los procedimientos actuales y entregando información de gran utilidad no solo para la atención del paciente, sino que también para la organización. Además, el diseño estructural del equipo está de acuerdo con los requerimientos de un ambiente hospitalario, pudiendo usarse con facilidad y sin requerir un entrenamiento exhaustivo.

En relación con lo anterior es importante resaltar que, el corto tiempo de procesamiento por cada caso o paciente procesado mediante el equipo de la invención, implica un ahorro de energía y mayor autonomía del equipo. En efecto, el mayor consumo de energía del equipo ocurre durante la ejecución del módulo de predicción, que se ejecuta de manera casi instantánea. Asimismo, el corto tiempo de procesamiento no genera tiempo de atención adicional al paciente, siendo el mayor tiempo de operación del equipo el relacionado al ingreso de los datos del paciente y a la medición de las variables requeridas, acciones que, independiente del uso del equipo, siempre se ejecutan en las salas de urgencia de los centros de salud.

En sus aspectos estructurales, y de acuerdo con una modalidad de la invención, el equipo electrónico comprende un gabinete cerrado para la instalación en su interior de los componentes electrónicos. De acuerdo con una modalidad de la invención, dicho gabinete está provisto de un asa para facilitar el desplazamiento del equipo de un lugar a otro en su versión portátil. Asimismo, el gabinete se puede acoplar a una estructura de soporte para facilitar su ubicación y desplazamiento en diferentes áreas del mismo nivel de piso del lugar donde se utiliza, lo cual le da una ventaja en cuanto a la versatilidad que puede tener el equipamiento, pasando de un equipo portátil a estacionario y viceversa, en función de las necesidades del centro asistencial. El gabinete contiene los componentes electrónicos del equipo y, en una modalidad, puede tener una compuerta con bisagras para realizar inspección y mantenimiento interno de dichos componentes. En este contexto, el gabinete del equipo contiene el hardware principal, y está configurado para interconectar dicho hardware principal con distintos dispositivos periféricos, como se muestra en la Fig. 1.

A continuación, se describe con mayor detalle el equipo electrónico para la estimación del tiempo de hospitalización de pacientes diagnosticados con enfermedades respiratorias, tales como COVID-19.

Una modalidad preferente del equipo electrónico portátil comprende una unidad de procesamiento y control, capaz de controlar dispositivos periféricos y procesar uno o más algoritmos de estimación basados en inteligencia artificial, principalmente configurados para estimar el tiempo de hospitalización de un paciente. Dicha unidad de procesamiento y control puede ser, por ejemplo, un microcomputador o computador de placa reducida, con un sistema operativo almacenado en al menos una memoria. Los dispositivos periféricos corresponden a componentes del equipo como dispositivos sensores, dispositivos de interfaz usuario, dispositivo de visualización, indicadores, etc., que se conectan a la unidad de procesamiento y control. El o los algoritmos de inteligencia artificial, que se presentan en un módulo de predicción, pueden ser parte de un programa computad onal. Dicho programa, que además puede comprender un módulo de operación del equipo para el control y gestión de los datos ingresados y desplegados, puede encontrarse previamente almacenado en una memoria del equipo o ser ingresado al mismo mediante memoria externa, siendo ejecutado por la unidad de procesamiento y control.

Además, la modalidad preferente del equipo también comprende un dispositivo de interfaz usuario, como un teclado o una pantalla táctil, conectado a la unidad de procesamiento y control como parte de los dispositivos periféricos. Mediante dicho dispositivo de interfaz usuario se ingresan los datos de un paciente y los parámetros fisiológicos asociados a él, los cuales son introducidos manualmente por un personal capacitado. Dichos datos y parámetros de paciente son recibidos por el equipo y, preferentemente, registrados y almacenados en una base de datos, denominándose datos ingresados. Entre los datos ingresados esenciales para la invención se encuentran frecuencia respiratoria, presión arterial, edad y género del paciente. La modalidad preferente del equipo también comprende un dispositivo de visualización, como una pantalla, conectado a la unidad de procesamiento y control como otro de los dispositivos periféricos, para efectos de visualizar una interfaz gráfica donde se despliegan los resultados del módulo de predicción. Dicha pantalla puede tener funcionalidad táctil, lo que permitiría reemplazar las acciones de un dispositivo de interfaz usuario ya sea en relación con la manipulación y visualización de los resultados de predicción, como en relación con el ingreso de los datos y parámetros fisiológicos del paciente. Es decir, si la pantalla es táctil puede prescindirse de un teclado. Si la pantalla no es táctil, puede usarse un dispositivo de interfaz usuario adicional para la manipulación de los resultados, como un mouse, o el mismo dispositivo de interfaz usuario utilizado por el equipo para recibir los datos ingresados. El despliegue de datos en el dispositivo de visualización, así como el manejo de estos por parte del equipo, es realizada por el módulo de operación que ejecuta la unidad de procesamiento y control.

La modalidad preferente del equipo también comprende al menos un dispositivo sensor, el cual se conecta a la unidad de procesamiento y control para la medición y registro de variables del paciente. Dicho al menos un dispositivo sensor mide saturación de oxígeno en la sangre y frecuencia cardíaca del paciente, información que se denomina datos detectados. Preferentemente, el al menos un dispositivo sensor es un oxímetro de pulso, instrumento que tiene la ventaja de entregar mediciones de saturación de oxígeno en sangre y frecuencia cardíaca con gran rapidez y precisión suficiente para el objeto de la invención.

En este contexto, los datos ingresados y los datos detectados forman las variables de entrada del equipo, es decir, las variables de entradas con las que se alimentan el o los algoritmos de estimación.

Además, modalidades alternativas del equipo pueden comprender un interruptor o switch que permite el encendido y el apagado del equipo, el cual puede incluir un indicador visual de encendido del equipo, por ejemplo, un LED indicador ubicado en la parte superior del gabinete, de manera que sea visible desde el exterior.

Además del indicador visual de encendido, una modalidad alternativa del equipo puede comprender un indicador visual del estado de operación del equipo. Dicho indicador, que puede ser un LED indicador, también puede estar ubicado en la parte superior del gabinete, de manera que sea visible desde el exterior.

Por otra parte, el equipo también puede comprender un módulo de comunicaciones para conexión a una red de datos, ya sea inalámbrica (WIFI) y/o cableada (LAN). Dicho módulo de conexión puede estar integrado a la unidad de procesamiento y control para transferir parte o todos los datos (datos ingresados, datos detectados y/o predicciones) a una red local y/o internet, lo cual puede permitir integrar al equipo en un sistema de gestión del centro asistencial. Por ejemplo, el equipo podría conectarse a diferentes unidades del centro asistencial, pudiendo contribuir a mejorar la distribución y gestión de las camas críticas de clínicas y hospitales, entre otros. De acuerdo con esta modalidad, el equipo también puede incluir un indicador visual del estado de conectividad del equipo que, al igual que los otros indicadores visuales, puede ser un LED indicador ubicado en la parte superior del gabinete, de manera que sea visible desde el exterior. Alternativamente, los indicadores visuales pueden estar integrados al dispositivo de visualización, mostrándose como un icono, símbolo o marcador en la misma interfaz gráfica del equipo.

Además, al contar con un modulo de conexión, el equipo está capacitado para recibir actualizaciones de los módulos de operación y/o de predicción, según sea requerido.

Por otra parte, la modalidad preferente del equipo comprende una fuente de alimentación de energía, que puede configurarse como un banco de baterías recargables, para otorgar autonomía de uso al equipo, y/o como un tomacorriente convencional, para alimentación desde la red eléctrica. En este contexto, se puede disponer de un sistema electrónico de energía conformado por adaptadores de corriente que suministran voltaje y corriente al equipo y al banco de baterías interno. Los adaptadores reciben la energía a través de un cable externo conectado a un tomacorriente convencional. Cuando se desconecta la energía del tomacorriente, el sistema automáticamente toma energía del banco de baterías para que el equipo continúe funcionando sin interrupción

Como se ha señalado, en el contexto de la invención un usuario interactúa con el equipo para su operación, ingresando datos de un paciente, manipulando/activando el o los dispositivos sensores para la detección de datos, y activando el proceso de predicción de el o los algoritmos de estimación, basados en técnicas de inteligencia artificial. Dicha interacción, que se materializa a través de los dispositivos de interfaz usuario y de visualización, puede estar gestionada o controlada por un módulo de operación parte de un programa computacional diseñado para la administración de los datos e interfaz de usuario. Dicho programa computacional puede contener también al módulo de predicción que comprende a el o los algoritmos de estimación, presentándose como un único programa computacional contenido en el equipo. Como se muestra en la Fig. 2, la unidad de procesamiento y control implementa una arquitectura computacional que comprende: 1) base de datos, para el manejo y almacenamiento de las variables de entrada en al menos una memoria; backend, donde residen el o los algoritmos del módulo de predicción; y frontend, donde se despliegan y manipulan los resultados y datos mediante dispositivos de visualización e interfaz usuario asociados, mediante el módulo de operación. Cada uno de los tres componentes de la arquitectura propuesta puede presentar un lenguaje dedicado a su respectivo propósito, como se ejemplifica en la Fig. 2. Por su parte, el módulo de predicción (ver Fig. 3), se alimenta de datos ambulatorios de pacientes, que normalmente se miden en los servicios de urgencia y de atención ambulatoria. De acuerdo con una modalidad preferente, el módulo de predicción está comprendido por tres modelos predictivos, que se presentan en la forma de algoritmos de estimación basados en inteligencia artificial, preferentemente en redes neuronales. Cada modelo predictivo requiere las mismas variables de entrada esenciales que se miden en todos los pacientes en cualquier sistema de urgencia o de atención ambulatoria, y entrega valores numéricos representativos de las predicciones asociadas a cada modelo. Dichos valores numéricos, obtenidos en cada una de las salidas del módulo de predicción, pasan a su vez por su respectiva función de transformación dedicada a reinterpretar los valores numéricos en las predicciones requeridas. En la modalidad preferente mostrada en la Fig. 3 se tiene que;

• R1 señala el tiempo de estancia de un paciente, o tiempo de hospitalización, en días,

• R2 indica si el paciente tiene estancia u hospitalización por gravedad, utilizando un valor binario como un 0 (paciente no grave o de gravedad baja) o 1 (paciente grave, o de gravedad alta), y

• R3 representa la probabilidad de fallecer durante el tiempo de hospitalización, utilizando un valor binario como 0 (paciente con baja probabilidad de fallecer) y 1 (paciente con alta probabilidad de fallecer).

Es importante destacar que los tres modelos predictivos contemplados en el módulo de predicción de la modalidad preferente requieren tiempos mínimos, prácticamente instantáneos, para generar las predicciones anteriormente descritas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Como parte de la presente invención se presentan las siguientes figuras representativas de la misma, las que enseñan modalidades preferentes de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes a la definición de la materia reivindicada

En la Fig. 1 se muestra un esquema del equipo de la invención, de acuerdo con una modalidad preferente, en donde se muestran las relaciones de conexión del equipo con distintos periféricos.

En la Fig. 2 se muestra un esquema que representa la arquitectura computacional implementada, de acuerdo con una modalidad preferente de la invención.

En la Fig. 3 se muestra un esquema que representa el funcionamiento del módulo de predicción, de acuerdo con una modalidad preferente de la invención. En la Fig. 4 se muestra el equipo electrónico portátil completo, de acuerdo con una modalidad alternativa de la invención. En la Fig. 5 se presenta una representación del gabinete con descomposición de sus componentes, de acuerdo con una modalidad alternativa de la invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

El esquema del equipo según la Fig. 1, que representa una modalidad preferente de la invención, permite visualizar que el equipó comprende como componente principal a una unidad de procesamiento y control, que se alimenta de energía a partir de una fuente de energía que puede ser una batería y/o la red eléctrica. Dicha unidad de procesamiento y control puede ser un microcomputador, conteniendo una memoria donde se almacena el módulo de predicción. Además, en la Fig. 1 se aprecia que dicha unidad de procesamiento y control interactúa con distintos componentes, como un teclado, que representa al dispositivo de interfaz usuario mediante el cual el equipo recibe los datos ingresados, y una pantalla, que representa al dispositivo de visualización mediante el cual el personal o usuarios visualizan tanto las variables de entrada como los resultados entregados por el módulo de predicción. Por otra parte, la Fig. 1 también muestra la interacción entre un oxímetro y la unidad de procesamiento y control, en donde dicho oxímetro representa al dispositivo sensor que mide datos del paciente, generando los datos detectados.

La Fig. 1 también muestra que existe interacción entre la unidad de procesamiento y control y elementos alternativos o secundarios, como el interruptor de encendido, LEDs indicadores y una red de internet y/o local, mediante un módulo de comunicaciones integrado en el equipo. Al respecto, si bien la Fig. 1 muestra formas de conexión o comunicación entre componentes del equipo, las mismas solo deben interpretarse como alternativas de diseño, siendo posible emplear distintos medios de conexión y comunicación conocidos en la técnica.

En la Fig. 2 se muestra la arquitectura computacional aplicada en el equipo, que involucra un sistema operativo capaz de gestionar información en tres capas diferentes. Lina primera capa corresponde al manejo de los datos en una base de datos, configurada para recibir y almacenar los datos ingresados y detectados (variables de entrada) para su posterior procesamiento. Lina segunda capa corresponde al núcleo de procesamiento, que comprende al módulo de predicción y se encarga de tomar las variables de entrada y procesarlas para obtener una o más predicciones asociadas al tiempo de hospitalización del paciente. Finalmente, una tercera capa corresponde al despliegue de la información mediante el dispositivo de visualización, en donde se muestran las variables de ingreso y los resultados de la predicción, de forma amigable y clara para el usuario. En la Fig. 2 se proponen ejemplos de las tecnologías involucradas en la estructura o arquitectura propuesta, los que deben ser considerados como alternativas de diseño. Sin embargo, es importante destacar que la separación en las tres capas permite considerar tecnologías diferentes en cada una, buscando optimizar los objetivos de cada capa en función de las tecnologías existentes.

La Fig. 3 muestra un esquema de bloques que representa el funcionamiento del módulo de predicción, que en la modalidad representada incorpora tres algoritmos de estimación basados en inteligencia artificial (redes neuronales). De acuerdo con la Fig. 3, los datos de entrada o variables de entrada del paciente son recibidos por el módulo de predicción, que puede estar almacenado en una memoria de la unidad de procesamiento y control, de manera que dicho módulo de predicción toma las variables de entrada y las procesa para entregar al menos un valor numérico asociado a cada predicción. Dicho valor numérico es procesado mediante una función de conversión que interpreta el valor numérico precedido en relación con el resultado esperado de cada algoritmo. A modo de ejemplo, un primer algoritmo de estimación recibe las variables de entrada y entrega un primer valor numérico de estimación, el que, tomado por una primera función de conversión para entregar un primer resultado, en este caso, el tiempo estimado de hospitalización (Rl). De la misma forma, algoritmos de estimación complementarios pueden recibir variables de entrada para entregar, posterior a la función de conversión aplicable, resultados relacionados con la gravedad y mortalidad del paciente (R2, R3). Si bien Rl ya es un indicador deseado y útil en ambiente de atención de urgencia y ambulatoria, los indicadores R2 y R3 son un complemento que ayuda a determinar la evolución de la enfermedad en cada paciente.

El equipo según la Fig. 4, que representa una modalidad alternativa de la invención, comprende una carcasa o gabinete (1) que, en su base, se une a una estructura de soporte (2). Dicha unión puede realizarse mediante tornillos dispuestos entre el extremo superior de la estructura de soporte (2) y el gabinete (1). Además, de acuerdo con la Fig. 4, la estructura de soporte (2) comprende un extremo inferior donde se dispone un conjunto de ruedas (11), dirigidas a movilizar el equipo en superficies planas. De acuerdo con la modalidad preferente, la estructura de soporte (2) tiene dos características principales, puede ajustar su altura mediante un mecanismo de ajuste, por ejemplo, telescópico, y, adicionalmente, tiene una barra (8), sustancialmente horizontal, que sirve para trasladar el módulo y/o colgar cables de algún dispositivo sensor o dispositivo externo al equipo.

Por otra parte, la Fig. 5 muestra un detalle del gabinete (1), de acuerdo con una modalidad alternativa de la invención. En dicha modalidad, el gabinete (1) comprende un asa o mango (9) en la parte superior, que facilita el transporte del equipo. Además, se aprecia que el gabinete (1) puede comprender una compuerta (10), representada mediante una apertura que permite el acceso a los componentes internos del equipo, por ejemplo, para operaciones de mantenimiento de las piezas internas del equipo. En esta representación, el bloque al interior del gabinete (1) corresponde a una caja que contiene en su interior a la unidad de procesamiento y control (3), junto con la electrónica asociada. Por otra parte, en la parte externa del gabinete (1) se presenta la ubicación de indicadores visuales (4) o LEDs indicadores, que sirven como indicadores del estado del equipo (encendido, funcionamiento y conectividad, por ejemplo). Además, se representa el botón de encendido/ap agado (5), que se dispone hacia la parte frontal del equipo, un dispositivo de interfaz de usuario (6), como un teclado, y un dispositivo de visualización (7), como una pantalla.

Dicho lo anterior, a continuación, se definen las características del equipo de acuerdo con una modalidad de la invención, correspondiente al desarrollo de un prototipo del equipo que se ha utilizado para validar el concepto inventivo.

El equipo electrónico, como mostrado en las Figs. 4 y 5, es un equipo portátil que comprende de un gabinete (1) cerrado, para la instalación en su interior de componentes electrónicos. Dicho gabinete (1) está provisto de un asa o mango (9), útil para desplazarlo de un lugar a otro, asimismo, el gabinete se puede acoplar a una estructura de soporte (2) provista de ruedas (11), para desplazarse con mayor facilidad en diferentes áreas del mismo nivel de piso del lugar donde se utiliza. El gabinete (1) contiene prácticamente todos los periféricos y equipos electrónicos, y tiene una compuerta (10) con bisagras, para realizar inspección y mantenimiento interno de los componentes del equipo. El gabinete (1) del equipo portátil contiene el hardware principal, el cual está interconectado con distintos dispositivos periféricos como se muestra en la Fig. 1.

De acuerdo con la modalidad mostrada en las Figs. 1, 4 y 5, el equipo portátil comprende: una unidad de procesamiento y control (3) que, en la práctica, puede materializarse mediante un microcomputador o computador de placa reducida. Dicha unidad de procesamiento y control comprende un sistema operativo, configurado para controlar dispositivos periféricos y procesar el o los algoritmos de estimación, comprendidos en un módulo de estimación. un interruptor o switch (5) para encender o apagar el equipo, acoplado a un indicador visual (4) de encendido del equipo ubicado en la parte superior del gabinete, el cual es visible desde el exterior. Por razones de claridad, en la Fig. 5 todos los indicadores visuales se han numerado con el número (4). un indicador visual (4) del estado de conectividad cableada o inalámbrica del equipo, que está ubicado en la parte superior del gabinete, el cual es visible desde el exterior. un indicador visual (4) del estado del equipo ubicado en la parte superior del gabinete y el cual es visible desde el exterior. un dispositivo de interfaz usuario (6), como un teclado, mediante el cual se ingresan los datos de un paciente y los parámetros fisiológicos asociados a él, los cuales son introducidos manualmente por un profesional de la salud debidamente capacitado formando los datos ingresados. un dispositivo de visualización (7), como una pantalla, para visualizar la interfaz gráfica, la cual reemplazaría las acciones de un mouse en caso presente la funcionalidad táctil. un dispositivo sensor en la forma de un oxímetro de pulso, el cual está conectado vía algún protocolo de comunicación aplicable, por ejemplo, bluetooth, a la unidad de procesamiento y control. Mediante este dispositivo se realiza la medición del oxígeno en la sangre y pulso cardíaco del paciente. un módulo de comunicaciones integrado a la unidad de procesamiento y control, para transferir datos a una red local y/o internet. una batería recargable para autonomía de uso del equipo. un sistema electrónico de energía conformado por adaptadores de corriente que suministran voltaje y corriente al equipo y al banco de baterías interno. Los adaptadores reciben la energía a través de un cable externo conectado a un tomacorriente.

Asimismo, el equipo cuenta con al menos un módulo de operación y un módulo de predicción para su funcionamiento, los cuales se encuentran previamente almacenados en una memoria de la unidad de procesamiento y control o se ingresan al equipo mediante un dispositivo externo, como una memoria externa, que se conecta a la unidad de procesamiento y control. Los módulos de operación y predicción pueden estar integrados en un software contenido en una memoria interna del equipo o ingresado mediante una memoria externa.

En este contexto, el equipo funciona en base a, por una parte, el módulo de operación, para la administración de los datos e interfaz de usuario y, por otra parte, el módulo de predicción, que comprende algoritmos de estimación basados en técnicas de inteligencia artificial.

Como se muestra en la Fig. 2, la funcionalidad del equipo está soportada mediante un sistema operativo sobre el cual se implemento la estructura de tecnologías: base de datos, backend y frontend, como detalladas anteriormente. Preferentemente, cada estructura tiene un lenguaje dedicado a su respectivo propósito, buscando optimizar las operaciones realizadas por los módulos de operación y predicción. Por su parte, mediante el módulo de predicción, y de acuerdo con una modalidad preferente, se utilizan los datos médicos de cada paciente (datos ingresados y detectados) como variables de entrada a cada uno de tres modelos predictivos (algoritmos de red neuronal), cuyos valores obtenidos en cada una de sus salidas a su vez pasan por una función de transformación, que se dirige a reinterpretar los valores numéricos en las predicciones requeridas como: el tiempo de hospitalización (Rl), la gravedad (R2) y la mortalidad (R3) de un paciente, tal como se muestra en la Fig. 3. FUNCIONAMIENTO DE LA MODALIDAD PREFERENTE

Inicialmente al encender el equipo, se muestra una interfaz gráfica principal a través del dispositivo de visualización (7). La interfaz gráfica, desplegada gracias al módulo de operación que es ejecutado por el equipo, orienta inicialmente al usuario sobre los parámetros esenciales que deben ser ingresados por el personal o usuario mediante el dispositivo de interfaz de usuario (6), en donde dichos parámetros esenciales son: frecuencia respiratoria del paciente, presión arterial, edad y género. Alternativamente, pueden incluirse como parámetros el nombre y número de documento de identidad. Adicionalmente, la interfaz permite agregar de manera opcional información relevante para la administración de camas, como el grado de ocupación de las instalaciones críticas y no críticas del establecimiento. Los parámetros ingresados al equipo por el personal o usuario se denominan datos ingresados.

Luego, una vez ingresados los parámetros anteriores, la interfaz gráfica orienta al usuario para la obtención de la saturación de oxígeno y la frecuencia cardiaca del paciente, mediante el dispositivo sensor dispuesto para dichos efectos y conectado al equipo. Preferentemente, estas mediciones también esenciales para la predicción son realizadas a través de un oxímetro de pulso con el que cuenta el equipo propuesto, que puede estar conectado al equipo por cable o inalámbricamente. Los valores de saturación de oxígeno y de frecuencia cardiaca son leídos automáticamente desde el dispositivo sensor (oxímetro de pulso en la modalidad preferente) y mostrados en la pantalla del equipo a través de la interfaz gráfica. Los datos medidos por el dispositivo sensor y registrados por el equipo se denominan datos detectados.

Finalmente, una vez completado el ingreso y adquisición de los datos ingresados y detectados, que se refieren como las variables de entrada, el equipo hace la estimación del estado fisiológico del paciente y de los días probables de hospitalización. Además, si fue ingresada la información opcional, el sistema actualizará el grado de ocupación relativo al tipo de cama que el paciente utilizará durante la hospitalización. Como se señaló anteriormente, dicha estimación se realiza mediante el módulo de predicción, que recibe las variables de entrada y las procesa mediante algoritmos de estimación, entregando valores numéricos referentes de la estimación, que son convertidos a los indicadores deseados (días estimados de hospitalización, gravedad y mortalidad del paciente). El módulo de predicción es ejecutado por el equipo, particularmente, por la unidad de procesamiento y control, al encontrarse previamente almacenado en una memoria de dicha unidad o al ser ingresado mediante memoria externa. Los resultados del procesamiento son mostrados en pantalla o dispositivo de visualización, a través de la interfaz gráfica de manera prácticamente instantánea. Los datos del examen o variables de entrada y los resultados o predicciones puede ser almacenados en la base de datos del equipo y, si es aplicable, también transferidos a un servidor WEB privado para posteriores análisis y evaluaciones.

Por otro lado, para escenarios en los que no se disponga de una fuente de energía alterna, se cuenta con un banco de baterías instalado en el equipo, el cual le brinda autonomía. El banco de baterías puede ser recargado cuando el equipo está conectado a la energía externa de un tomacorriente convencional.

De acuerdo con la presente modalidad, la estructura de soporte (2) del equipo tiene ruedas (11) que permiten darle movilidad dentro de un ambiente plano. Adicionalmente este soporte posee barras (8) horizontales, que permiten manipular la ubicación del equipo y/o colgar algún dispositivo médico.

En caso el equipo requiera ser transportado fuera del centro médico o algún ambiente aislado, el gabinete posee un mango (9) en la parte superior para facilitar su transportación. En caso de transportar el equipo sin estructura de soporte, es necesario retirar primero los tornillos de fijación a la estructura de soporte.