CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um módulo para captação de sinais do corpo de um paciente (humano ou animal), tais como sinais elétricos cardíacos e sinais de impedância do corpo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A tomografia por impedância elétrica (EIT) é uma técnica de obtenção de imagens que se baseia na aplicação, à superfície do corpo do paciente, de sinais elétricos alternados com frequências entre 10 kHz e 2,5 MHz. Os equipamentos utilizados para tal finalidade compreendem uma pluralidade de sensores (eletrodos) posicionados em contato com a pele, os quais são conectados, por meio de condutores elétricos, a uma unidade processadora que produz o referido sinal alternado. O método utilizado compreende uma pluralidade de etapas em cada uma das quais um par de eletrodos é selecionado para injeção do referido sinal, enquanto são medidas as tensões induzidas, que são captadas pelos eletrodos não selecionados. Nas etapas seguintes, selecionam-se outros pares de eletrodos para injeção do sinal, prosseguindo esta sequência até terem sido selecionados todos os eletrodos do equipamento, completando-se um ciclo de exploração. As tensões induzidas que foram captadas pelos eletrodos são submetidas a tratamento por software específico, permitindo a geração de imagens que representam os ^■ fenómenos de ventilação e perfusão no corpo de interesse.

Em ambientes de pesquisa, é aceitável que os referidos eletrodos sejam posicionados individualmente ao redor do tórax do paciente. Esta abordagem é, entretanto, trabalhosa e dependente do usuário, que deve estar atento para manter o alinhamento adequado dos eletrodos posicionados. Para resolver esta dificuldade, diversas soluções para se montar os eletrodos em módulos de fácil aplicação no paciente já foram descritas e desenvolvidas. Os sinais de impedância captados a cada ciclo incluem os sinais decorrentes de fatores originados pela função normal do organismo. Assim, por exemplo, os sinais captados pelos eletrodos em cada ciclo de medição sofrerão distorções devido à influência dos sinais elétricos e mecânicos produzidos pela atividade cardíaca, influência esta que deve ser separada do sinal originado pela ventilação mecânica para melhor análise de cada um destes fenómenos.

É bem conhecida, desta forma, a necessidade de se sincronizar a aquisição do sinal de impedância com algum aparelho que proveja o sinal de Eletrocardiograma (ECG), para que o algoritmo do aparelho de EIT possa identificar o instante do batimento cardíaco e, desta forma, separar o efeito desta atividade da atividade de ventilação. Alternativamente, o aparelho que provê o sinal de ECG pode também já indicar o instante em que ocorre o batimento cardíaco, bem como outros instantes relevantes do ciclo cardíaco.

Esta integração com o aparelho de ECG pode ser feita de diversas formas.

Por exemplo, em uma primeira forma, o aparelho de ECG pode ser um equipamento distinto do equipamento de EIT ou fazer parte de um equipamento distinto (como um monitor multiparamétrico de sinais vitais, comum em unidades de terapia intensiva, centros cirúrgicos e pronto-socorros). Neste caso, há uma desvantagem com relação à integração, já que os ambientes hospitalares muito comumente possuem equipamentos de marcas distintas, sendo que a integração do equipamento de ECG com o equipamento de EIT deve demandar uma articulação entre diversos fornecedores e alinhamento de seu interesse.

Em uma segunda forma, por exemplo, o aparelho de ECG pode estar incorporado ao aparelho de EIT. Esta solução também já é conhecida e resolve o problema de integração entre aparelhos distintos que são comumente de fornecedores distintos. O circuito para aquisição do ECG pode ficar em uma placa eletrônica independente do circuito do EIT ou pode ser integrado ao próprio circuito de EIT, compartilhando o uso de alguns de seus componentes eletrônicos.

Esta segunda forma, embora resolva a principal desvantagem da primeira forma, apresenta um grande problema, que consiste em um excesso de eletrodos aplicados ao paciente. Neste caso, o paciente para o qual o aparelho de EIT está instalado deve ter aplicado ao seu tórax dois conjuntos de eletrodos para aquisição de sinais de ECG, sendo: o primeiro para uso do aparelho de EIT; e o segundo para uso do monitor de ECG, seja ele um equipamento independente ou parte de um monitor multiparamétrico de sinais vitais.

Ademais, outra desvantagem que decorre deste excesso de eletrodos é a dificuldade de uso do próprio aparelho de EIT, além do grande desconforto sofrido pelo paciente.

Estes conjuntos de eletrodos para aquisição de ECG são constituídos em geral por 3, 5 ou 10 cabos, que são concentrados em uma peça de conexão intermediária a partir da qual um cabo mais espesso contendo todos os sinais é levado até um conector no aparelho de ECG.

A mesma problemática existe caso o aparelho de EIT seja um módulo de um monitor multiparamétrico de sinais vitais, com o agravante de que, neste caso, há menos liberdade de se posicionar o aparelho de EIT para facilitar a aplicação dos eletrodos. O sincronismo com o módulo de aquisição de ECG, ainda que facilitado por se tratar de um mesmo fabricante, não é adequado, pois ele ocorre, em geral, pelo envio ao módulo de ECG de eventos cardíacos identificados somente após uma análise digital do sinal de eletrocardiograma, o que implica em atrasos não necessariamente uniformes.

Além destes exemplos mencionados, vale também citar alguns documentos que refletem o atual estado da técnica. Neste sentido, faz-se referência ao documento PI 0704408-9 que descreve cintas modulares providas de uma pluralidade de eletrodos, destinadas à aplicação em torno de um segmento do corpo de um paciente ou até de um animal, porém, nada versa a respeito da inclusão de eletrodos de eletrocardiograma na mesma cinta.

Por outro lado, o documento PI 0805365 descreve eletrodos utilizados para aplicar estímulos elétricos transdérmicos a pacientes e/ou captar sinais elétricos de pacientes, com o objetivo de prover uma solução de baixo custo e de fácil aplicação ao paciente. Ainda assim, este documento tampouco prevê a inclusão de eletrodos de eletrocardiograma, não resolvendo, portanto, os problemas de integração com um aparelho de eletrocardiograma.

O documento US 2006/0058600, por sua vez, descreve eletrodos que são montados em cintas modulares que são longitudinalmente acopladas por meio de encaixes que permitem obter conjuntos com diversas quantidades de eletrodos. Contudo, não prevê este documento a aquisição de sinal de eletrocardiograma por meio da mesma cinta.

O documento US 4,722,354 descreve um tecido condutivo de malha deformável que é impregnado com um adesivo condutivo que adere à pele do paciente. O contato elétrico é provido por um cabo flexível multicondutores, sendo a isolação da extremidade do cabo removida para permitir que estes condutores sejam separados sobre a superfície do dito tecido, formando um leque. Sobre este conjunto é colada uma lâmina de plástico isolante que evita contato elétrico acidental com as porções condutoras do eletrodo.

O documento US 4,736,752 descreve que a porção condutora do eletrodo consiste numa pluralidade de traços em tinta condutora aplicados sobre uma base flexível isolante, tal como uma lâmina de polietileno.

Os documentos acima comentados se referem a aspectos construtivos de módulos para captação de sinais do corpo em forma de cinta e aos eletrodos, não solucionando o problema que as cintas atuais possuem.

Por fim, o documento ΡΙ080Ί0 4-5 prevê a utilização de dados, sinais, eventos e informações captadas por diferentes meios e equipamentos para aprimorar a função do tomógrafo por impedância elétrica. Este documento considera o caso em que o aparelho de ECG pode estar incorporado ao aparelho de EIT, mas não resolve o importante problema prático da aplicação de dois conjuntos de eletrodos de eletrocardiograma.

Portanto, para solucionar os problemas acima exemplificados e outros problemas existentes no estado da técnica, a presente invenção tem como um de seus objetivos prover um módulo para captação de sinais do corpo compreendendo sensores dedicados à captação de sinais elétricos do coração e sensores dedicados à captação de sinais de impedância do corpo, sendo tais sensores dispostos em uma mesma face do módulo.

Outro dos objetivos da presente invenção é prover um módulo para captação de sinais do corpo compreendendo sensores que captam simultaneamente sinais elétricos cardíacos e sinais de impedância do corpo, sendo tais sensores dispostos em uma mesma face do módulo.

A presente invenção, por meio de suas características próprias, pode, ainda, resolver outros problemas do estado da técnica não trazidos aqui como exemplo, uma vez que o rol aqui discutido de dispositivos e modos para captação de sinais do corpo e seus problemas é exemplificativo e não exaustivo.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A fim de contornar os inconvenientes do estado da técnica acima citados, dentre outros, a presente invenção trata de um módulo para captação de sinais do corpo que compreende pelo menos um sensor para captação de sinais elétricos cardíacos e pelo menos um sensor para captação de sinais de impedância do corpo.

No mesmo diapasão, a presente invenção também trata de um módulo para captação de sinais do corpo, que compreende pelo menos um sensor simultâneo capaz de captar sinais elétricos cardíacos e/ou sinais de impedância do corpo.

De acordo com realizações adicionais ou alternativas da presente invenção, as seguintes características, e suas possíveis variantes, podem também estar presentes, sós ou em combinação:

os sinais elétricos cardíacos são sinais de eletrocardiograma;

- os sinais de impedância do corpo são sinais utilizados para tomografia por impedância elétrica;

- os sensores de sinais elétricos cardíacos e de impedância do corpo são eletrodos;

- o sensor para captação simultânea é um eletrodo;

- o módulo compreende uma primeira face e uma segunda face, sendo a primeira face oposta à segunda face e sendo a primeira face capaz de estar em contato com o corpo;

- o pelo menos um sensor para captação de sinais elétricos cardíacos e o pelo menos um sensor para captação de sinais de impedância do corpo estão dispostos na primeira face;

- o pelo menos um sensor simultâneo é disposto na primeira face;

- o módulo possui formato alongado;

e

- o módulo é feito de material flexível.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os objetivos, melhorias funcionais e vantagens do módulo para captação de sinais do corpo, objeto da presente invenção, serão aparentes aos técnicos no assunto a partir da descrição a seguir feita em relação a uma realização particular, que faz referência às figuras anexas. As figuras são esquemáticas, e suas dimensões ou proporções podem não corresponder à realidade, uma vez que visam apenas a descrever a invenção de forma didática, sem impor quaisquer limitações além daquelas definidas nas reivindicações mais adiante, sendo que:

A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma primeira realização da invenção; e

A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma segunda realização da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

A invenção é agora descrita com relação às suas realizações particulares, fazendo-se referência às figuras anexas. Nas figuras e na descrição a seguir, partes semelhantes são marcadas ao longo do relatório descritivo e das figuras com números de referência iguais. As figuras não estão, necessariamente, em escala. Determinadas características podem ser mostradas com exagero de escala ou de alguma forma um tanto esquemática, e alguns detalhes de elementos convencionais podem não estar representados, no intuito de uma maior clareza e concisão desta descrição. A invenção é suscetível a realizações de diferentes formas. Realizações específicas são descritas em detalhes e mostradas nas figuras, com o entendimento que devem ser consideradas uma exemplificação de seus princípios, e não se destina a limitar a invenção ao que está apenas ilustrado e descrito no presente relatório descritivo. Deve-se reconhecer que os diferentes ensinamentos das realizações discutidas a seguir podem ser empregados separadamente ou em qualquer combinação adequada para produzir os mesmos resultados desejados. A figura 1 ilustra uma primeira realização da invenção. De acordo com esta primeira realização, o módulo 1 é alongado e compreende duas faces, sendo uma primeira face 2 configurada para estar em contato com o corpo de um paciente (humano ou animal) e uma segunda face 3 oposta à primeira face 2. O formato de cada uma das faces 2 e 3 pode variar dentro do escopo da invenção, de modo que o formato substancialmente retangular ilustrado na figura 1 pode ser diferente, dependendo de como irá se realizar a presente invenção. Desta forma, em realizações alternativas, por exemplo, a primeira face 2 pode compreender um formato de retângulo com cantos arredondados, ou, ainda, lados compreendendo ondulações em seu contorno.

Além disso, com o objetivo de facilitar sua aplicação no corpo de um paciente, seja ele humano ou animal, o módulo 1 é feito de material flexível, como, por exemplo, um material polimérico com propriedades elásticas. Adicionalmente, o módulo 1 pode ter forma de cinta, o que pode ser combinado com a flexibilidade trazida pelo material polimérico mencionado, para trazer facilidade de aplicação e mais conforto ao paciente.

Voltando a fazer referência à figura 1 , nota-se que o módulo compreende dois tipos de sensores, sendo pelo menos um sensor para captação de sinais elétricos cardíacos 4 e pelo menos um sensor para captação de sinais de impedância do corpo 5, sendo tais sensores 4 e 5 dispostos na primeira face 2 do módulo. Assim, nota-se que os sensores 4 e 5 são dispostos em uma mesma área ou, em outras palavras, em um mesmo "footprint".

Particularmente, os sinais elétricos cardíacos são sinais de eletrocardiograma (ECG) e os sinais de impedância do corpo são sinais utilizados para tomografia por impedância elétrica (EIT). Além disso, em uma realização particular da presente invenção, os sensores de sinais elétricos cardíacos 4 e de impedância do corpo 5 são eletrodos. De forma particular, o módulo 1 pode compreender de 8 a 32 sensores para captação de sinais de impedância do corpo 5, dispostos na primeira face 2. É importante ressaltar que a quantidade exata de sensores para captação de sinais de impedância 5 pode variar dependendo da realização da invenção. Além disso, a disposição destes sensores 5 pode obedecer a um padrão de espaçamento e distribuição, isto é, estes sensores podem ser dispostos de forma alinhada ou não e com distâncias predeterminadas entre cada um deles.

Também de forma particular, o módulo pode compreender uma quantidade variável de sensores para captação de sinais cardíacos 4, sendo que a disposição destes sensores 4 na primeira face 2 do módulo 1 pode obedecer ou não a um padrão de distribuição. Assim, estes sensores 4 podem ser arranjados em posições aleatórias, ao arbítrio de quem irá realizar a invenção.

Desta forma, tendo em vista as possibilidades de disposições e arranjos descritas acima, a presente invenção pode ser realizada com os sensores para captação de sinais elétricos cardíacos 4 sendo dispostos entre os sensores para captação de sinais de impedância 5, ou, ainda, em outra região da primeira face 2.

Portanto, uma vez que o módulo 1 já compreende em seu corpo

(na primeira face 2, mais precisamente) sensores para captar sinais elétricos cardíacos 4 e de impedância 5, é desnecessário acrescentar ou acoplar sensores adicionais para medição de sinais elétricos cardíacos, tais como os sinais de ECG.

Além disso, os sensores para captação de sinais elétricos cardíacos 4 e os sensores para captação de sinais de impedância do corpo 5 podem ter formatos variados, de forma que tal aspecto não estabelece limitações no escopo da presente invenção. Desse modo, por exemplo, tais sensores podem compreender, por exemplo, formatos circular, oblongo, retangular, de elipse, dentre outros possíveis.

Conforme ilustra a figura 1 , a cada sensor 4 e 5 é conectado pelo menos um condutor elétrico 6, sendo que tais condutores elétricos 6 convergem para uma saída 7 associada ao corpo do módulo 1. Vale aqui ressaltar que a representação dos condutores elétricos 6 na figura 1 tem objetivo didático, por isso feita de forma esquemática, uma vez que tais condutores 6 são internos ao módulo 1.

A dita saída 7 compreende um formato de tubo, podendo ser integralmente formada ao corpo do módulo 1 ou ser um dispositivo apartado fixado ao módulo 1. Além disso, esta saída 7 pode ser realizada como um cabo único ou principal ("trunk cable") conectado ao corpo do módulo 1 , que agrega os condutores elétricos 6 dos vários sensores 4 e 5. Adicionalmente, a saída 7 realizada como cabo único ou principal pode compreender também um conector (não ilustrado), capaz de conectar os condutores elétricos 6 do módulo 1 a: um aparelho de tomografia por impedância (EIT); um aparelho que integra as funcionalidades de tomografia por impedância (EIT) e de eletrocardiograma (ECG); ou a outros aparelhos de monitoramento de condições de paciente que utilizem as grandezas captadas pelos sensores 4 e 5.

A figura 2 ilustra uma segunda realização da presente invenção. O módulo 1 da segunda realização da invenção possui as mesmas características da primeira realização, exceto pelo fato de que compreende pelo menos um sensor simultâneo 8 capaz de captar sinais elétricos cardíacos e/ou de sinais de impedância do corpo. Desta forma, nesta segunda realização, o módulo 1 compreende um tipo versátil de sensor, capaz de captar tanto os sinais elétricos cardíacos quanto os sinais de impedância do corpo.

A forma e disposição deste sensor simultâneo 8 também podem variar, inclusive podendo haver mais de um sensor 8 dispostos de forma alinhada ou não, assim como no caso dos sensores 4 e 5 da primeira realização. Além disso, este sensor 8 também pode ser realizado como um eletrodo, sendo disposto na primeira face 2 do módulo 1 , ou seja, em uma mesma área ou "footprint", tal como já descrito para os sensores 4 e 5 da primeira realização da invenção. Desta forma, uma vez que o módulo 1 já compreende em seu corpo (na primeira face 2, mais precisamente) sensor para captar sinais elétricos cardíacos e de impedância, é desnecessário acrescentar ou acoplar sensores adicionais para medição de sinais elétricos cardíacos, tais como os sinais de ECG.

A quantidade exata de sensores simultâneos 8 dispostos na primeira face 2 do módulo 1 também pode variar dentro do escopo da invenção. Da mesma forma como ocorre na primeira realização, o módulo 1 da segunda realização da invenção pode compreender de 8 a 32 sensores simultâneos 8. Evidentemente, estes números representam um exemplo de quantidade, não sendo, portanto, taxativos ou limitantes em relação ao escopo da invenção.

Adicionalmente, conforme mostra de maneira esquemática a figura 2, a cada sensor simultâneo 8 é conectado pelo menos um condutor elétrico 6, tal como ocorre na primeira realização da invenção. Estes condutores elétricos 6 também convergem para uma saída 7, que pode ser realizada como um cabo único ou principal ("trunk cable") conectado a: um aparelho de tomografia por impedância (EIT); a um aparelho que compreenda as funcionalidades de tomografia por impedância (EIT) e eletrocardiograma (ECG); a um aparelho de eletrocardiograma; ou a outros aparelhos de monitoramento de condições de paciente que utilizem as grandezas captadas pelo sensor simultâneo 8.

Outra diferença que vale salientar em relação à primeira realização da invenção reside no fato de que o aparelho que recebe os sinais captados pelo sensor simultâneo 8 compreende meios para identificar e separar os sinais elétricos cardíacos e os sinais de impedância do corpo.

Particularmente, estes meios para identificação e separação dos sinais captados pelo sensor simultâneo 8 podem compreender amplificadores e filtros. Assim, por exemplo, amplificadores de instrumentação de alta impedância de entrada podem ser conectados ao próprio cabo principal ou, mais precisamente, aos condutores elétricos 6. Após passar pelo amplificador, pode ser aplicado um filtro passa alta, para eliminar o "offset" dos sensores. Este filtro passa alta pode ser de primeira ordem com frequência de corte em 2 Hz. Em seguida, pode também ser aplicado um filtro passa baixas, para eliminar a alta frequência da fonte de corrente do aparelho e a gerada pela varredura de sensores que é feita para a geração de imagens. Este filtro passa baixas pode ser de oitava ordem com ganho de 150 e frequência de corte em 40 Hz. Ao final destas etapas de amplificação e filtragens, obtém-se o sinal elétrico cardíaco.

Conforme se pode notar, a disposição de sensores para captação de sinais elétricos cardíacos 4 e sensores para captação de sinais de impedância 5 do corpo em uma mesma face 2 (ou "footprint") do módulo 1 , traz vantagens consideráveis à presente invenção. Dentre as vantagens, pode-se citar o fato de que é eliminada a necessidade de haver sensores adicionais ou acoplados para medição dos sinais elétricos cardíacos, como os sinais de eletrocardiograma. Assim, é eliminado o problema do excesso de eletrodos observado no estado da técnica.

Além disso, também traz vantagens o fato de os condutores elétricos 6 convergirem para uma saída 7, diretamente associada ao corpo do módulo 1 e realizada como um cabo único ou principal ("trunk cable"), conectado ao aparelho de monitoramento do paciente. Dentre as vantagens, pode-se citar que o paciente e a equipe médica deixam de sofrer com a grande quantidade de fios e cabos, lembrando que a cada eletrodo do estado da técnica é conectado um fio ou cabo. Ainda, vale também recordar que estes fios e cabos, no estado da técnica, ficam sobre o leito hospitalar, sobre o paciente ou, ainda, entre o leito e o aparelho de monitoramento das condições do paciente. Com a presente invenção, tal problema é satisfatoriamente eliminado.

Ainda, cabe mencionar o efeito sinérgico que existe pela combinação da presença dos sensores 4, 5 ou 8 em uma mesma face 2 (ou "footprint") do módulo 1 com a convergência dos condutores elétricos para uma saída 7 realizada como um cabo único ou principal. A praticidade e a facilidade de uso trazidas pela combinação destes dois fatores tornam o módulo 1 evidentemente vantajoso e inventivo em relação ao estado da técnica.

Adicionalmente, vale ressaltar que a segunda realização da presente invenção traz vantagens no que tange à versatilidade. Mais precisamente, considerando que os sensores simultâneos 8 podem captar ao mesmo tempo sinais elétricos cardíacos e/ou sinais de impedância do corpo, é possível configurar o aparelho de monitoramento do paciente para usar tal sensor 8 como um eletrodo de eletrocardiograma, um eletrodo para tomografia por impedância ou para ambos os casos. Consequentemente, é possível configurar que uma dada quantidade de sensores simultâneos 8 atue como eletrodo de eletrocardiograma e outra dada quantidade atue como eletrodo de tomografia por impedância.

Apesar do módulo para captação de sinais do corpo da presente invenção ser particularmente útil para captar sinais elétricos cardíacos e sinais de impedância do corpo, o módulo da presente invenção pode ser construído para outros tipos de aplicações e pode apresentar modificações na maneira pela qual é implementado, de modo que o escopo de proteção da invenção se limita tão somente pelo teor das reivindicações anexas, incluindo aí as possíveis variações equivalentes.