Non-invasive device to quickly check cardiovascular status (NICVA) (Q3265694)

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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Les maladies cardiovasculaires sont l’une des principales causes de décès dans le monde. Un diagnostic précoce et un suivi régulier des patients à risque pourraient réduire leur mortalité. Cependant, la technologie actuelle n’offre que des solutions partielles, étant donné que les appareils hors hôpital peuvent mesurer un nombre limité de paramètres physiologiques, dont chacun nécessite un dispositif spécifique et un opérateur qualifié. De plus, la pression artérielle (BPP) ne peut pas être mesurée en continu. Un appareil compact et abordable qui peut être facilement utilisé par l’utilisateur et capable de mesurer plusieurs signaux cardiovasculaires partout où il y a accès à un réseau de communication sans fil sera une percée dans la technologie médicale avec un marché potentiel considérable et un grand impact sur les soins de santé, car il facilitera la surveillance régulière et continue également dans les hôpitaux._x000D_ Nous proposons le NICVA (Noninvasive Device for fast CardioVascular condition Assessment), un dispositif médical capable de surveiller le fonctionnement du système cardiovasculaire basé sur deux inventions complémentaires. La première est la détection de l’ECG et d’une onde d’impulsion artérielle (APW) avec des informations proximales vers le cœur en utilisant seulement quatre électrodes sèches, deux pour chaque main ou bras, et en mesurant, en plus de l’ECG, les changements dans l’impédance électrique de membre à membre, le plétismographe d’impédance (IPG). L’impédance de membre à membre dépend des tissus entre les électrodes et sa composante basale est mesurée par certains analyseurs de composition corporelle. L’éjection sanguine et la propagation de l’onde de pouls artériel à chaque battement cardiaque réduisent cette impédance et l’amplitude de ce changement le long du chemin d’un membre à l’autre constitue l’IPG. Puisque le changement commence pendant la systole cardiaque, IPG fournit des informations proximales au cœur. La deuxième invention est la détection simultanée d’ondes d’impulsion artérielles distales bilatérales à l’aide du même ensemble de quatre électrodes et la mesure de l’impédance électrique entre les deux électrodes dans le même membre. L’intervalle de temps entre l’onde R de l’ECG et le pied APW d’un membre à l’autre est la période de pré-éjection (PEP), un bon indicateur de contractilité myocardique. L’intervalle de temps entre l’APW proximale et chaque APW distal est le temps de transit de l’impulsion Brachial (PTT), un bon indicateur de l’élasticité artérielle, qui est corrélé avec l’APB. En outre, l’information respiratoire peut être dérivée des deux ECG (EDR: respiration dérivée de l’ECG) comme du signal IPG de membre à membre, car ce dernier comprend le pneumogramme d’impédance. Par conséquent, seules quatre électrodes peuvent mesurer des signaux qui fournissent beaucoup d’informations sur l’état électrique et mécanique du cœur et sur l’état mécanique des artères qui ne peuvent être obtenus par aucune autre méthode équivalente, en plus de l’information respiratoire. La simplicité technique des mesures concernées permet d’implémenter le système sur des appareils portables autonomes ou sur des dispositifs portables existants, tels que les moniteurs ECG d’un analyseur de dérivation et de composition corporelle._x000D_ Le brevet de la première invention (WO2013/017718A2) a déjà été délivré en Espagne, en Chine, aux États-Unis et au Japon, et est en attente en Europe, en Inde et en Corée du Sud. Un prototype de laboratoire de mesure ECG et IPG de membre à membre a été construit et testé sur 14 sujets sains. En variant le rythme de respiration, qui module la PEP, on a trouvé une excellente corrélation (r = 0,9). Une demande de brevet pour la deuxième invention (WO2017/081353A1) a récemment été déposée dans les mêmes pays et régions. La preuve de concept a été obtenue chez seulement 3 sujets jeunes et sains, en utilisant comme PA (French)

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6 December 2021

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Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) sind eine der weltweit führenden Todesursachen. Eine frühzeitige Diagnose und ein regelmäßiges Follow-up von gefährdeten Patienten könnten ihre Mortalität verringern. Die aktuelle Technologie bietet jedoch nur partielle Lösungen, da außerhospitale Geräte eine begrenzte Anzahl physiologischer Parameter messen können, von denen jede ein bestimmtes Gerät und einen qualifizierten Bediener benötigt. Darüber hinaus kann der Blutdruck (BPP) nicht kontinuierlich gemessen werden. Ein kompaktes, erschwingliches Gerät, das vom Benutzer leicht genutzt werden kann und in der Lage ist, mehrere Herz-Kreislauf-Signale überall dort zu messen, wo der Zugang zu einem drahtlosen Kommunikationsnetz vorhanden ist, wird ein Durchbruch in der Medizintechnik mit einem beträchtlichen potenziellen Markt und einem großen Einfluss auf die Gesundheitsversorgung sein, da es auch in Krankenhäusern eine regelmäßige und kontinuierliche Überwachung ermöglicht._x000D_ Wir schlagen das NICVA (Noninvasive Device for Fast CardioVascular Condition Assessment) vor, ein medizinisches Gerät, das in der Lage ist, das Funktionieren des Herz-Kreislauf-Systems zu überwachen, das auf zwei ergänzenden Erfindungen basiert. Die erste ist die Detektion von EKG und einer arteriellen Pulswelle (APW) mit proximaler Information zum Herzen durch Verwendung von nur vier trockenen Elektroden, zwei für jede Hand oder Arm, und die Messung, zusätzlich zum EKG, Veränderungen der elektrischen Impedanz der Gliedmaßen, des sogenannten Impedanz-Pletismographen (IPG). Die Impedanz der Gliedmaßen hängt von den Geweben zwischen den Elektroden und seiner Basalkomponente ab, die von einigen Körperzusammensetzungsanalysatoren gemessen wird. Blutauswurf und die Ausbreitung der arteriellen Pulswelle auf jeden Herzschlag reduziert diese Impedanz und die Amplitude dieser Veränderung entlang des Extremitätswegs bildet das IPG. Da die Veränderung während der Herzsystole beginnt, liefert IPG proximale Informationen für das Herz. Die zweite Erfindung ist die gleichzeitige Erkennung bilateraler distaler arterieller Impulswellen mit demselben Satz von vier Elektroden und die Messung der elektrischen Impedanz zwischen den beiden Elektroden im selben Glied. Das Zeitintervall zwischen der R-Welle des EKG und dem APW-Fuß von Gliedmaßen zu Gliedmaßen ist die Pre-Ejection Period (PEP), ein guter Indikator für myokardielle Kontraktilität. Das Zeitintervall zwischen dem proximalen APW und jedem distalen APW ist die Brachial Pulse Transit Time (PTT), ein guter Indikator für arterielle Elastizität, der mit ABP korreliert ist. Darüber hinaus können Atemwegsinformationen von beiden ECG abgeleitet werden (EDR: Atmung, abgeleitet von EKG) als Mitglied-zu-Mitglied IPG-Signal, da letzteres Impedanzpneumogramm enthält. Daher können nur vier Elektroden Signale messen, die viele Informationen über den elektrischen und mechanischen Zustand des Herzens und über den mechanischen Zustand der Arterien liefern, die nicht durch eine andere gleichwertige Methode, zusätzlich zu den Ateminformationen, erhalten werden können. Die technische Einfachheit der Messungen ermöglicht es, das System auf tragbaren Geräten oder auf vorhandenen tragbaren Geräten wie EKG-Monitoren eines Bypass- und Körperzusammensetzungsanalysers zu implementieren._x000D_ Das Patent für die erste Erfindung (WO2013/017718A2) wurde bereits in Spanien, China, den Vereinigten Staaten und Japan erteilt und ist in Europa, Indien und Südkorea anhängig. An 14 gesunden Probanden wurde ein Prototyplabor zur Messung von EKG und IPG vom Mitglied bis zum Mitglied aufgebaut und getestet. Die Veränderung des Atemrhythmus, der PEP moduliert, fand eine ausgezeichnete Korrelation (r = 0,9). Eine Patentanmeldung für die zweite Erfindung (WO2017/081353A1) wurde kürzlich in denselben Ländern und Regionen eingereicht. Der Nachweis des Konzepts wurde bei nur 3 jungen und gesunden Probanden unter Verwendung als PA erreicht. (German)

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11 December 2021

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IU68-009816

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Non-invasive device to quickly check cardiovascular status (NICVA) (Q3265694)

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