Non-invasive device to quickly check cardiovascular status (NICVA) (Q3265694): Difference between revisions
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Revision as of 12:59, 12 October 2021
Project Q3265694 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Non-invasive device to quickly check cardiovascular status (NICVA) |
Project Q3265694 in Spain |
Statements
49,984.5 Euro
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99,969.0 Euro
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50.0 percent
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1 June 2019
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31 December 2020
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UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUÑA
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41°17'9.96"N, 1°58'56.71"E
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08056
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Las enfermedades cardiovasculares (CVD) son una de las principales causas de muerte en todo el mundo. El diagnóstico precoz, y el seguimiento periódico de los pacientes en riesgo, podrían reducir su mortalidad. Sin embargo, la tecnología actual sólo ofrece soluciones parciales, ya que los dispositivos extrahospitalarios pueden medir un número limitado de parámetros fisiológicos, cada uno de los cuales necesita un dispositivo específico y un operador cualificado. Además, la presión arterial (ABP) no puede ser medida continuamente. Un dispositivo compacto, asequible, que pueda utilizar el propio usuario de forma sencilla, y capaz de medir varias señales cardiovasculares en cualquier lugar donde haya acceso a una red de comunicación inalámbrica será un gran avance en la tecnología médica con un mercado potencial considerable y un gran impacto en la atención sanitaria, ya que facilitará la monitorización periódica y continua también en los hospitales._x000D_ Proponemos el NICVA (NonInvasive Device for fast CardioVascular condition Assessment), un dispositivo médico capaz de monitorizar el funcionamiento del sistema cardiovascular que se basa en dos invenciones complementarias. La primera es la detección del ECG y de una onda de pulso arterial (APW) con información proximal al corazón mediante el uso de sólo cuatro electrodos secos, dos para cada mano o brazo, y la medición, además del ECG, de los cambios en la impedancia eléctrica de miembro a miembro, la llamada pletismografia de impedancia (IPG). La impedancia de miembro a miembro depende de los tejidos entre los electrodos y su componente basal la miden algunos analizadores de composición corporal. La eyección de sangre y la propagación de la onda de pulso arterial a cada latido del corazón reduce esa impedancia y la amplitud de este cambio a lo largo del trayecto de extremidad a extremidad constituye el IPG. Dado que el cambio comienza durante la sístole cardíaca, el IPG proporciona información proximal al corazón. La segunda invención es la detección simultánea de las ondas de pulso arterial distales bilaterales utilizando el mismo conjunto de cuatro electrodos y midiendo la impedancia eléctrica entre los dos electrodos que hay en un mismo miembro. El intervalo de tiempo entre la onda R del ECG y el pie de la APW de extremidad a extremidad es el Período de Pre-Eyección (PEP), un buen indicador de la contractilidad miocárdica. El intervalo de tiempo entre el APW proximal y cada APW distal es el Tiempo de Tránsito del Pulso (PTT) braquial, un buen indicador de la elasticidad arterial, que está correlacionada con la ABP. Además, se puede derivar información respiratoria tanto del ECG (EDR: respiración derivada de ECG) como de la señal IPG de miembro a miembro, ya que esta última incluye el neumograma de impedancia. Por lo tanto, con sólo cuatro electrodos se pueden medir señales que proporcionan una gran cantidad de información sobre la condición eléctrica y mecánica del corazón, y sobre el estado mecánico de las arterias que no se puede obtener por ningún otro método equivalente, además de información respiratoria. La simplicidad técnica de las mediciones implicadas permite que el sistema se pueda implementar en dispositivos portátiles independientes o en dispositivos portátiles existentes, como monitores de ECG de una derivación y analizadores de composición corporal._x000D_ La patente para la primera invención (WO2013/017718A2) ya ha sido concedida en España, China, Estados Unidos y Japón, y está en trámite en Europa, India y Corea del Sur. Se construyó un prototipo de laboratorio que mide el ECG y el IPG de miembro a miembro, y se probó en 14 sujetos sanos. Variando el ritmo de la respiración, que modula la PEP, se encontró una excelente correlación (r = 0,9). Recientemente se ha presentado una solicitud de patente para la segunda invención (WO2017/081353A1) en los mismos países y regiones. La prueba de concepto se obtuvo en sólo 3 sujetos jóvenes y sanos, utilizando como AP (Spanish)
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Cardiovascular diseases (CVD) are a leading cause of deaths worldwide. Early diagnose and periodic monitoring of patients at risk can reduce mortality but current technology provides only partial solutions as extra-hospital devices can measure a limited number of physiological parameters, each of them needing a specific device and a skilled operator. Further, arterial blood pressure (ABP) cannot be continuously measured. A compact, affordable and self-administered device able to measure several cardiovascular signals anywhere there is access to a wireless communication network will be a major breakthrough in medical technology with a sizeable potential market and a major impact in health care as it will facilitate both periodic and continuous monitoring also in hospitals._x000D_ We propose NICVA, a medical device able to monitor the performance of the cardiovascular system that relies on two complementary inventions. The first one is the detection of the ECG and an arterial pulse wave (APW) with information proximal to the heart by using only four dry electrodes, two for each hand or arm, and measuring, in addition to the ECG, changes in the limb-to-limb electrical impedance, the so-called Impedance plethysmogram (IPG). The limb-to-limb impedance depends on the tissues between the electrodes and its basal component is measured in some body composition analyzers. Blood ejection and arterial pulse wave propagation at each heart beat reduces that impedance and the amplitude of this change along the limb-to-limb path makes the IPG. Since the change starts during cardiac systole, that IPG provides information proximal to the heart. The second invention is the simultaneous detection of bilateral distal APWs using the same four-electrode set and measuring the electrical impedance between the two electrodes in the same limb. The time interval between the R-wave of the ECG and the foot of the limb-to-limb APW is the Pre-Ejection Period (PEP), a good indicator of myocardial contractility. The time interval between the proximal and each distal APW is the (brachial) Pulse Travel Time (PTT), a good indicator of arterial elasticity, which is correlated to ABP. Furthermore, respiratory information can be derived from the ECG (EDR: ECG-derived respiration) and also from the limb-to-limb IPG, as this includes the impedance pneumogram. Therefore, signals measured with only four electrodes provide a wealth of information about the electrical and mechanical condition of the heart and the mechanical status of the arteries that cannot be obtained by any other equivalent method, plus respiratory information. The technical simplicity of the measurements involved allow the system to be implemented in standalone handheld devices or in existing handheld devices, such as 1-lead ECG monitors and Body Composition Analyzers._x000D_ A patent for the first invention (WO2013/017718A2) has already been granted in Spain, China, the United States and Japan, and is pending in Europe, India and South Korea. A laboratory prototype was built that measures the ECG and the limb-to-limb IPG, and was tested in 14 healthy subjects. Using paced respiration, which modulates PEP, an excellent correlation (r = 0.9) was found. A patent application for the second invention (WO2017/081353A1) has recently been completed in the same countries and region. The proof of concept was obtained in only 3 healthy young subjects, using as distal APW a photoplethysmogram (PPG). The results were encouraging and the aim is now to obtain two distal IPGs with the same electrode set used for the ECG and limb-to-limb IPG, and validate both inventions in a larger heterogeneous cohort, for example to determine whether PEP and PTT changes due to causes other than paced respiration are correctly detected. Replacing the PPG by local IPGs will overcome measurement problems during peripheral vasoconstriction and waveform dependence on sensor-contact force, two severe limitations of PTT-based ABP measure (English)
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Castelldefels
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Identifiers
IU68-009816
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