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PROTOTIPO FUNCIONAL DE UN APLICATIVO DE RECEPCIÓN, VISUALIZACIÓN Y DIAGNOSTICO PREVIO DE SEÑALES

ELECTROCARDIOGRÁFICAS TRANSMITIDOS DESDE UNA TERMIN AL MÓVIL A UN CENTRO DE ATENCIÓN HOSPITALARIO A TRAVÉS DE UNA

RED DE TELEFONÍA MÓVIL CELULAR.

YAMIT GONZALO LEIVA RAMIREZ

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS BOGOTÁ D. C.

2007

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PROTOTIPO FUNCIONAL DE UN APLICATIVO DE RECEPCIÓN, VISUALIZACIÓN Y DIAGNOSTICO PREVIO DE SEÑALES

ELECTROCARDIOGRÁFICAS TRANSMITIDOS DESDE UNA TERMIN AL MÓVIL A UN CENTRO DE ATENCIÓN HOSPITALARIO A TRAVÉS DE UNA

RED DE TELEFONÍA MÓVIL CELULAR.

YAMIT GONZALO LEIVA RAMIREZ

PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIER O DE SISTEMAS

ASESOR:

Ingeniero. CARLOS ANDRÉS LOZANO GARZÓN

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS BOGOTÁ D. C.

2007

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Nota de Aceptación:

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

_Firma del presidente del jurado

_Firma del jurado

__Firma del jurado

Bogotá D. C. 31 de Octubre de 2007

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DEDICATORIA

Gracias a todos los que siempre han creído en mi, mis amigos ,mi novia , a mi familia, a ellos les dedico todo mi trabajo y esfuerzo, porque gracias a ellos soy lo que soy ahora y estoy feliz de ello.

MIL GRACIAS

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AGRADECIMIENTOS Agradezco a mis compañeros de estudio ya que de ellos he aprendido cosas fundamentales para mi vida y mi carrera, a mis asesores de proyecto, por su apoyo y ayuda en esta ardua investigación. Por ultimo agradezco a todos los profesores de la universidad san buenaventura que me han dado su apoyo y me han brindado conocimientos de vida. .

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CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN 1

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3

1.1. ANTECEDENTES 3

1.1.1. La telemedicina en Colombia 5

1.1.2. Prototipo Inicial de la Interfaz para la Transmisión de Señales de un

Electrocardiógrafo utilizando Tecnología Móvil Celular. 8

1.2. DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 9

1.3. JUSTIFICACIÓN 10

1.4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 11

1.4.1. Objetivo General 11

1.4.2. Objetivos Específicos 11

1.5. ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO 12

1.5.1 Alcances 12

1.5.2. Limitaciones 12

2. MARCO DE REFERENCIA 13

2.1. MARCO TEÓRICO - CONCEPTUAL 13

2.1.1. El sistema eléctrico del corazón 13

2.1.2. El sistema de conducción cardiaco 14

2.1.3. El electrocardiograma 15

2.1.4. Derivaciones electrocardiográficas 17

2.1.5 Enfermedades cardiacas analizadas 19

2.2. MARCO LEGAL 23

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3. METODOLOGÍA 24

3.1. ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN 24

3.2. LINEAS DE INVETIGACIÓN DE USB/ SUB-LÍNEA DE FACULTAD/

CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA 24

3.2.1. Línea de investigación USB. 24

3.2.2. Sub-línea de facultad. 24

3.2.3. Campo temático del programa. 25

3.3. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 25

3.4. HIPÓTESIS 25

3.5. VARIABLES 26

3.5.1. Variables Independientes 26

3.5.2. Variables Dependientes 26

4. DESARROLLO INGENIERIL 27

4.1. ANÁLISIS 27

4.1.1. Fase de selección 27

4.2. DISEÑO 30

4.2.1. Diseño de la señal recibida 30

4.2.2. Diseño del procesamiento de la señal capturada 31

4.2.3. Diseño del Pre-diagnostico 32

4.2.4. Diagramas de casos de uso 42

4.2.5. Diagrama de flujo de datos 44

4.2.6. Diseño de base de datos 45

4.2.7. Diccionario de la Base de Datos 46

5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 55

6. CONCLUSIONES 60

7. RECOMENDACIONES 61

BIBLIOGRAFÍA 62

GLOSARIO 63

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LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1. Transmisión de Señales de un Electrocardiógrafo utilizando Tecnología Móvil Celular. 8 Figura 2. Anatomía del Corazón 14 Figura 3. Sistema de conducción del Corazón 15 Figura 4. El Electrocardiograma 16 Figura 5. Derivaciones de extremidades 17 Figura 6. Derivaciones de extremidades aumentadas 17 Figura 7. Derivaciones precordiales 18 Figura 8. Ecuación de los posibles valores de la trama 31 Figura 9. Procesamiento de la señal capturada 31 Figura 10. Algoritmo tiempo onda P 33 Figura 11. Algoritmo tiempo onda Q 34 Figura 12. Algoritmo tiempo complejo QRS 35 Figura 13. Algoritmo frecuencia cardiaca 36 Figura 14. Algoritmo ritmo sinusal 37 Figura 15. Algoritmo taquicardia auricular 38 Figura 16. Algoritmo bradicardia 39 Figura 17. Algoritmo Bloqueo de rama 39 Figura 18. Algoritmo hipertrofia auricular 40 Figura 19. Algoritmo infarto onda Q 41 Figura 20. Diagrama de casos de uso para el medico 42 Figura 21. Diagrama de casos de uso para el administrador 43 Figura 22. Diagrama de Flujo de Datos 44 Figura 23. Modelo conceptual de la Base de Datos 45 Figura 24. Modelo lógico de la Base de Datos 46 Figura 25. Visualización de la señal obtenida con el software 55 Figura 26. Visualización de la señal obtenida con el simulador de ECG 56 Figura 27. Visualización de los datos del paciente 56 Figura 28. Isquemia De Onda T Invertida 57 Figura 29. Infarto de onda q. 58 Figura 30. Ritmo normal 59

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LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1. Requerimientos de software y hardware. 27 Tabla 2. Matriz de Viabilidad. 28

Tabla 3. Definición de la trama de datos. 30

Tabla 4. Parámetros de ritmo cardiaco normal. 32 Tabla 5. Funciones del Medico en los casos de Uso. 43 Tabla 6. Funciones del Administrador en los casos de Uso. 44 Tabla 7. Tabla tipos_usuario. 47 Tabla 8. Descripción tipos_usuario. 47 Tabla 9. Tabla usuario. 47 Tabla 10. Descripción tabla usuario. 47 Tabla 11. Tabla especialidad. 48 Tabla 12. Descripción tabla especialidad. 48 Tabla 13. Tabla paciente. 49 Tabla 14. Descripción tabla paciente. 49 Tabla 15. Tabla historia Clinica. 50 Tabla 16. Descripción tabla historia Clinica. 50 Tabla 17. Tabla ECG. 51 Tabla 18. Descripción tabla ECG. 51 Tabla 19. Tabla ambulancia. 51 Tabla 20. Descripción tabla ambulancia. 51 Tabla 21. Tabla tipo ambulancia. 52 Tabla 22. Descripción tabla tipo ambulancia. 52 Tabla 23. Tabla eps. 52 Tabla 24. Descripción Tabla eps. 53 Tabla 25. Tabla ciudad. 53 Tabla 26. Descripción tabla ciudad. 53 Tabla 27. Tabla departamento. 53 Tabla 28. Descripción tabla departamento. 54 Tabla 29. Tabla pais. 54 Tabla 30. Descripción tabla pais. 54

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INTRODUCCION El gran avance tecnológico que durante las últimas décadas han experimentado los sectores de las comunicaciones y la informática, ha abierto innumerables posibilidades en cuanto al intercambio de información en todos los campos del que hacer humano, con las consecuentes modificaciones del entorno y de la forma de interactuar entre las diferentes culturas. En este sentido, el desarrollo teleinformática se convierte en el eje fundamental para mejorar el acceso y la calidad de los servicios médicos, implementando lo que hoy día se denomina Telemedicina1. Una de las áreas de menor desarrollo en el país es la Telemedicina móvil, aunque en la actualidad existen sistemas de comunicación inalámbricos para el monitoreo médico, desarrollados con tecnología de banda ancha. Estos están adecuados únicamente para la comunicación en el área intrahospitalaria, con lo que sólo se soluciona el problema de monitoreo de pacientes móviles en una zona previamente determinada. El inconveniente surge cuando se requiere una cobertura por fuera de estas redes, como en el caso de traslados en ambulancias hasta un hospital, debido a que los equipos monitores médicos modernos suministran un flujo de información muy alto para poder ser transmitido de forma directa mediante sistemas inalámbricos de banda estrecha de largo alcance. A diferencia de los proyectos hasta ahora desarrollados en Colombia, ninguno de los trabajos en curso orienta sus esfuerzos a la utilización de la infraestructura de la tecnología móvil celular a la prestación de servicios de salud. La posibilidad de transmitir información desde un dispositivo móvil a través de tecnologías como GPRS, ha permitido el desarrollo de nuevas aplicaciones con impacto social. Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un prototipo funcional de software para la recepción y diagnostico previo de señales electrocardiográficas, utilizando la red que presta el servicio de telefonía móvil celular y la tecnología asociada GPRS, para la transmisión entre una unidad móvil y el hospital destino, con la finalidad de lograr una asistencia integral al paciente de manera oportuna y con calidad. En ese orden de ideas, esta propuesta integra aplicaciones de telemedicina, con las ventajas de movilidad y cobertura brindadas por la red móvil celular. Es así como se pretende introducir nuevos servicios asistenciales basados en telemedicina, que desembocan en la necesidad de modificar, no sólo la forma d 1 Telemedicina: entendida como “medicina a distancia” y definida por la OMS como “El suministro de servicios de atención sanitaria, en donde la distancia constituye un factor crítico, para profesionales que apelan a las tecnologías de la información y de la comunicación con el objeto de intercambiar datos para hacer diagnósticos, preconizar tratamientos y prevenir enfermedades y heridas, se perfila como un área del conocimiento que coadyuva en el mejoramiento de la salud de las personas y de las comunidades en que viven”.

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prestar dichos servicios, sino también los procesos de la propia institución que los adopta, a la vez que permite una excelente alternativa para la coordinación de los agentes implicados en éstos, al facilitar el acceso en tiempo real a la información en cualquier lugar. Este proyecto hace parte del grupo de proyectos de TELEMEDICINA impulsado por la Universidad San Buenaventura sede BOGOTÁ.

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1 PLANTEAMIENTO PROBLEMA

1.1 ANTECEDENTES Mucho se ha dicho sobre lo que es y no es la telemedicina, que literalmente significa “medicina a distancia”. Bird2 fue el pionero en el desarrollo de un prototipo completo de telemedicina en 1971 en Boston. Para él la telemedicina es “la práctica de la medicina sin la confrontación usual médico-paciente a través de un sistema de videoconferencia”. Según la Organización Mundial de la Salud y la Unión Internacional de Telecomunicaciones la telemedicina se define como: “El suministro de servicios de atención sanitaria, en donde la distancia constituye un factor crítico, por profesionales que apelan a las tecnologías de la información y de la comunicación con objeto de intercambiar datos para hacer diagnósticos, preconizar tratamientos y prevenir enfermedades y heridas, así como para la formación permanente de los profesionales de atención de salud y en actividades de investigación y de evaluación, con el fin de mejorar la salud de las personas y de las comunidades en que viven”. El concepto de telemedicina debe ir más allá de la utilización de sistemas sofisticados y tecnologías de punta. La idea fundamental no es el dominio de la codificación, la resolución espacial o los algoritmos de compresión de imágenes. La telemedicina está basada ante todo en la “comunicación ”: comunicación entre personas separadas geográficamente. El “sistema” de telemedicina es simplemente una tecnología insertada entre personas que se comunican y que debe cumplir ciertos estándares de calidad para que se produzca un buen diagnostico o se recomiende un tratamiento adecuado sin la presencia física del sujeto u objeto examinado. Los médicos, administradores y técnicos deben comunicarse, dentro del ejercicio de la práctica médica, a pesar de las distancias para apoyarse en servicios de segunda opinión o en asesorías provenientes de especialistas en el área de consulta, que en muchas ocasiones no están presentes en el sitio de atención. La telemedicina se practica hace ya un tiempo, por ende, no es una técnica nueva. Algunos opinan que esta se remonta a la aparición del teléfono. También se practicaba por telégrafo en los primeros años de nuestro siglo. Y poco después comenzó a efectuarse por radio: la telemedicina en alta mar comenzó en los años 1920, cuando varios países ofrecieron asesoramiento médico desde los hospitales a su flota de buques mercantes, utilizando el código Morse. El Hospital de la 2 Bird KT. Teleconsultation: a new health information exchange System. Washington DC: Third Annual report to the Veterans Admnistration, 1971.

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Universidad de Sahlgrens de Gotemburgo (Suecia) comenzó a prestar dichos servicios en 1923. En los años 50 la telemedicina se difundió mediante los circuitos cerrados de televisión en los congresos de medicina, con conferencias o presentaciones de los principales procedimientos quirúrgicos. Estos eventos eran patrocinados por compañías farmacéuticas. En 1955 El Instituto Psiquiátrico de Nebraska fue uno de los centros pioneros en el uso de circuitos cerrados de televisión en 1955. A finales de los años 50 podemos citar el programa de tecnología espacial aplicada a la asistencia sanitaria avanzada a los Papago (STARPAHC), ejecutado conjuntamente por Lockheed, la NASA y el Servicio de Salud Pública de los Estados Unidos, cuyo objetivo era prestar asistencia sanitaria a los habitantes de las zonas remotas de la reserva de los Papago en Arizona. El proyecto duró unos 20 años. La mayoría de estos proyectos utilizaban algún tipo de transmisión de vídeo (televisión en blanco y negro, televisión en color, transmisión de exploración lenta) para complementar el elemento básico del equipo de telemedicina, es decir, el teléfono. En los años 70 la carrera espacial había dado sus frutos y existían varios satélites de comunicaciones que permitían la transmisión de señales a grandes distancias. Se puede considerar esta década como la del nacimiento de la telemedicina con ambiciones. El estancamiento de la telemedicina que duró casi hasta los años 90, se ha denominado la “segunda era de la telemedicina”. El principio de los 90 también experimentó una gran actividad de financiación en EE.UU. por parte de agencias federales. No obstante el panorama político cambió a mediados de la década reduciendo sustancialmente las subvenciones. La lección aprendida de los fracasos anteriores fue que no se debe iniciar un programa de telemedicina descansando únicamente en la financiación estatal, al menos en el modelo de sistema sanitario privado de EE.UU. Así, se puede observar que la utilización de la telemedicina surgió debido a la necesidad de hacer diagnósticos médicos a pacientes que se encontraban en zonas remotas y no podían viajar. Asimismo, había que ayudar a las ciudades pequeñas suministrando medios técnicos a los médicos para que pudieran mantenerse al día en su profesión y consultar a otros colegas. Desde estos inicios, el interés por la telemedicina ha seguido aumentando. Actualmente se están desarrollando redes de telecomunicaciones para transmitir información sobre los pacientes a los médicos y de éstos a los pacientes, con más rapidez que antes y prácticamente desde cualquier lugar. Pueden utilizarse las mismas redes para acceder a los historiales de los pacientes y a las bibliotecas médicas, facilitar las

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comunicaciones entre médicos especialistas y suministrar más prontamente información médica normalizada y datos sobre seguros. La tecnología de la telemedicina avanza y seguirá progresando. Aunque las tecnologías más sofisticadas, como la realidad virtual, sigan siendo onerosas, el costo de otras técnicas está disminuyendo, de modo que la telemedicina se tornará más accesible para más personas, regiones y países. 1.1.1. La Telemedicina en Colombia En Colombia el grado de desarrollo de sus servicios de salud no es suficiente para atender de manera apropiada a la población, debido al aislamiento y dispersión de la población, deficiente infraestructura de transporte, no disponibilidad tecnológica y humana, dificultades de capacitación, ausencia de estímulos económicos, sociales y culturales y ausencia de especialistas por los altos costos que demanda su permanencia en zonas con baja densidad poblacional. En el deseo de apoyar y mejorar estos servicios, se han desarrollado varios proyectos liderado en la gran mayoría de los casos por universidades y centros de investigación. Dentro de los proyectos más representativos encontramos los siguientes: Se implementaron soluciones de conexión de cuatro hospitales regionales en las poblaciones de La Mesa, Fusagasugá, Zipaquirá y Gachetá con su hospital de referencia, el Hospital Universitario de la Samaritana y con el soporte de la Gobernación de Cundinamarca marcando la primera experiencia al nivel de institución estatal sobre el tema de la Telemedicina. Teniendo la tecnología y el personal científico adecuados, uno de los aprendizajes de esta primera experiencia fue el de la importancia del recurso humano en sitios remotos, que inicialmente subestimo por una parte los alcances de la teleradiología para mejorar la calidad de atención de sus pacientes, considerando el sistema como una forma de carga laboral adicional sin mayor remuneración. La Secretaría de Salud de Bogotá adquirió igualmente equipos para los Hospitales de San Blas y Guavio. Universidad Nacional De Colombia: Proyecto adelantado por la Universidad Nacional de Colombia UNC y el Instituto Tecnológico de Electrónica y Comunicaciones ITEC de TELECOM (Empresa Nacional de Telecomunicaciones de Colombia) en su etapa inicial. Este proyecto busca diseñar, implementar e instalar una red piloto de telemedicina que permita suministrar servicios de salud oportunos y de alta calidad, así como apoyar el desarrollo del sistema de asistencia médica y educativa. A largo plazo esta red deberá convertirse en el Instituto Nacional de Telemedicina. En la actualidad el Centro de Telemedicina continua en sus avances y esta investigando sobre la robotización de sus puntos remotos.

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Universidad del Cauca: La Universidad del Cauca con sede en Popayán ha realizado el “Programa de investigación y desarrollo en redes de acceso universal para la teleeducación y la telemedicina”. La investigación propuesta busca los mejores esquemas y las tecnologías óptimas para la implantación de una red experimental piloto en la zona suroccidental de Colombia (Departamentos de Cauca, Valle y Nariño) que permita el desarrollo de aplicaciones tales como la teleeducación y la telemedicina: analizando el costo y tipos de tecnologías, las metas de cobertura, estudiando la demanda y determinando esquemas de ejecución. Para el estudio se ha realizado un censo detallado de todas las instituciones de salud pública: Puestos de Salud, Centros de Salud, Centros Hospitalario, Hospitales Nivel I, Hospitales Nivel II, Hospitales Nivel III. El sistema de referencia propuesto para la red de telemedicina tiene en cuenta esta clasificación jerárquica. En esta clasificación se definen los siguientes nodos: Centro Coordinador de Servicios, Nodo Regional, Nodo Local, Nodo Final. Red de Telemedicina de Antioquia: Este proyecto participó en la convocatoria realizada por COLCIENCIAS y el Ministerio de Comunicaciones para proyectos de Telemedicina y Teleeducación realizada en marzo de 2000, la propuesta fue presentada en conjunto con el Grupo de Investigación, Aplicación y Desarrollo en Telecomunicaciones GIDAT de la Universidad Pontificia Bolivariana. Otras instituciones que participan en la ejecución: Dirección Seccional de Salud de Antioquia DSSA y los Hospitales: General de Medellín, Universitario San Vicente de Paúl, Pablo Tobón Uribe, La María, San Vicente de Paúl de Caldas, Marco Fidel Suárez de Bello, Manuel Uribe Ángel de Envigado, San Rafael de Itagüí, San Juan de Dios de Rionegro, la Clínica Cardiovascular Santa María y la Clínica Universitaria Bolivariana. Para ello se dispondría de recursos como el Internet, el intranet de ECOPETROL, Estaciones en plantas clave alejadas de la administración central, mapas virtuales,directorios actualizados de proveedores de primera línea de atención y un plan preventivo de simulación de emergencias que incluya educación a distancia, discusión de casos, seguimiento y tele consultas uno a uno. Luego de terminada esta fase de implementación de evaluará la calidad de atención medica en el plan de emergencia, costo efectividad del plan de emergencia, real transferencia de conocimientos y el impacto de la utilización de tecnologías como el web-intranet y la videoconferencia para la capacitación, difusión y prevención de contingencias. Lo anterior para trasladar la experiencia obtenida en el grupo de trabajo en Cali y Bogota a los respectivos Ministerios para su implementación a nivel nacional.

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Igualmente se busca desarrollar un software que permita la adquisición, almacenamiento e intercambio eficiente y seguro de información radiológica entre equipos de diagnóstico imagenológico y computadores personales (PC), utilizando el protocolo estándar de comunicación y almacenamiento de imágenes en medicina DICOM. La universidad EAFIT hará las veces de un nodo central por donde deben pasar todas las comunicaciones de los centros médicos. En el futuro, este nodo será un servidor que optimizará el rendimiento y funcionalidad de toda la red que podrá operar en una entidad definida por los socios de la Red Metropolitana de Teleradiología. La importancia de este proyecto radica en integrar adecuadamente tecnologías de telecomunicación e informática para proveer al sector de la salud aplicaciones que permitan realizar diagnósticos con gran agilidad y confiabilidad, disminuyendo riesgos para la integridad de los profesionales, así como la oportuna atención de los pacientes, brindando soluciones efectivas, con los menores costos posibles y acorde con las necesidades. Universidad Distrital “Francisco José de Caldas” – Empresa de Telecomunicaciones de Bogotá SA ESP: Estas dos entidades desarrollaron el proyecto titulado Sistema de Gestión de Salud para el Distrito, este proyecto estudio los servicios médicos hospitalarios y servicios de operadores de telecomunicaciones locales de Bogotá, y estableció el modelo de red de telemedicina para Bogotá, desarrollado sobre la red telecomunicaciones de los operadores que actualmente prestan sus servicios de telecomunicaciones para la capital. Universidad Santiago de Cali : La universidad busca establecer un Sistema de Telemedicina, como herramienta para mejorar la cobertura y la calidad de prestación de los servicios de salud y el desarrollo de investigación biomédica en patologías prevalentes en la costa pacifica. Sistema de Telemedicina Nuclear: El objetivo primordial es lograr la Intercomunicación de los diferentes centros de Medicina Nuclear del país tanto a nivel estatal como privado, con el fin de optimizar los recursos tecnológicos existentes y mejorar la calidad de la prestación del servicio, en cuanto a: Aplicación en la práctica rutinaria (Consulta, Interpretación e informe, teleeducación) y apoyar los centros más retirados de las grandes ciudades. En un futuro se espera ampliar el área de cobertura de la Medicina Nuclear a nivel nacional y con la cooperación del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) como ente congregante, actuar como Centro de Referencia en Medicina Nuclear para América Latina y el Caribe.

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1.1.2. UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA . PROTOTIPO INICIAL DE LA INTERFAZ PARA LA TRANSMISIÓN DE SEÑALES DE UN ELECTROCARDIÓGRAFO UTILIZANDO TECNOLOGÍA MÓVIL CELULAR .

El sistema desarrollado por el grupo de investigación de Bioingeniería y Biotecnología de la USB, en su proyecto de TELEMEDICINA cuenta con la capacidad de transmisión de señales de tipo biomédico, en este caso un electrocardiograma, desde un centro de atención móvil, a través de la red GPRS de un operador de telefonía móvil celular, a un centro de cardiología, donde el personal especializado podrá monitorear al paciente en “tiempo real”.

Para la realización de este sistema, se construyo una interfaz que toma los datos generados por un electrocardiógrafo, que desarrolla las adecuaciones correspondientes y permite que una vez paquetizados los datos, sean enviados al sitio donde se encuentre un especialista, quien desde su equipo de escritorio o móvil podrá supervisar el estado de un paciente, como se ilustra en la Figura 7.

Figura 1. Transmisión de Señales de un Electrocardiógrafo utilizando Tecnología Móvil Celular.

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1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA La asistencia integral y de alta calidad en situaciones donde se requiere atención oportuna es uno de los objetivos en materia de salud de cualquier sociedad. La perfecta coordinación entre los diferentes agentes que intervienen en la asistencia de urgencias es una tarea difícil, pero con seguridad, es la única forma de asegurar y garantizar una asistencia integral de alta calidad. Dicha coordinación tienen como objetivo proporcionar a los enfermos que acuden a un centro hospitalario, los medios de diagnósticos y de tratamiento más adecuados a su problema médico. El gran esfuerzo que supone la debida atención al enfermo y la necesidad de una interacción eficiente entre la unidad móvil de atención y el hospital, exige una comunicación en tiempo real que permita preparar todos los sistemas necesarios para una óptima atención, independientemente de que estos estén disponibles o no en el hospital. Aunque en la actualidad existen sistemas de comunicación inalámbricos para monitoreo médico, desarrollados con tecnología de banda ancha como Bluetooth o WiFi, estos están adecuados únicamente para la comunicación en el área intrahospitalaria, lo que podría solucionar el problema de monitoreo de pacientes móviles en una zona previamente determinada. El problema surge cuando se requiere un alcance a nivel urbano, como en el caso de traslados en ambulancias hasta un hospital, debido a que los monitores médicos modernos, normalmente con interfaces Ethernet, suministran un flujo de información muy alto para poder ser transmitido directamente mediante sistemas inalámbricos de banda estrecha de largo alcance. ¿Cómo obtener acceso en tiempo real a la informaci ón de un paciente que

esta siendo trasladado desde una ambulancia?

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1.3 JUSTIFICACION Cuando un paciente está siendo transportado en una ambulancia hacia un centro asistencial se requiere el manejo de una logística que busque coordinar acciones encaminadas a prever los procedimientos a aplicar al paciente una vez halla llegado al centro asistencial. Esta logística incluye el informe verbal acerca del estado del paciente por medio de tecnologías de comunicación móvil como lo son radioteléfonos y telefonía celular, el especialista en el centro asistencial tiene nociones del estado del paciente debido a la información dada por el paramédico que se encuentra en la ambulancia, además no posee información visual y directa sobre sus signos vitales, por esta razón se pensó en el desarrollo de una herramienta que optimice el proceso de atención a los pacientes en movimiento dentro de una ambulancia disminuyendo así las consecuencias que puede dejar un proceso de atención lento e inadecuado. La posibilidad de transmitir información desde un dispositivo móvil a través de sistemas como GPRS ha permitido el desarrollo de aplicaciones donde la cobertura y la movilidad son esenciales como nuevo componente de la realidad social, por esto, éstas tecnologías han ganado un papel que no puede ser menospreciado en ninguna de las actividades de nuestro quehacer diario. Uno de los posibles escenarios para estas tecnologías es la introducción de nuevos servicios asistenciales basados en telemedicina, que desemboca en la necesidad de modificaciones, no solo en la forma de proveer el servicio, sino también en la propia organización que los adopta, proveyendo una excelente alternativa para la coordinación de los agentes implicados en los servicios de salud, ya que permitiría el acceso en tiempo real a la información y la cobertura a nivel urbano.

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1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

1.4.1 Objetivo General

• Desarrollar un Prototipo funcional de un aplicativo de recepción, visualización y diagnostico previo de Señales Electrocardiográficas transmitidos desde una Terminal móvil a un centro de atención hospitalario a través de una red que presta el servicio de telefonía móvil celular utilizando tecnología GPRS.

1.4.2 Objetivos Específicos

• Realizar la especificación de los requerimientos de software para el desarrollo del prototipo funcional

• Diseñar los elementos de software requeridos para la puesta en

funcionamiento del prototipo • Implementar el prototipo funcional de un sistema que permita la transmisión

en tiempo real desde un ECG ubicado en una ambulancia hasta el Servidor situado en un Hospital.

• Realizar una aplicación que genere un Pre-Diagnostico de la señal emitida

desde un electrocardiograma.

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1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO

1.5.1 Alcances El presente proyecto cubrirá hasta la etapa de desarrollo de la aplicación de software que visualice la señal y el desarrollo de los algoritmos que permitan realizar un Pre-Diagnostico. La implementación de una interfaz hardware que se encargará de la adquisición y procesamiento de la señal del ECG proveniente de un equipo biomédico comercial, para su posterior transmisión que se hará por medio de un dispositivo móvil será realizada por el grupo de investigación de Telemedicina De La Universidad San Buenaventura sede Bogotá.

1.5.2 Limitaciones

• Financiero: este prototipo no se deja en pleno funcionamiento debido a que se

necesita la adquisición de algunos equipos.

• Institucionales: para la implantación de este proyecto es de vital importancia

establecer convenios con entidades involucradas en el área de la medicina, las

telecomunicaciones y de soporte técnico en equipos biomédicos, en la

consolidación de estos convenios existe un proceso previo de legalización de

términos entre las partes involucradas los cuales se encuentran todavía en trámite.

• Desarrollo Ingenieríl: en este prototipo solo se realizara algoritmos de Pre-

diagnostico para algunas enfermedades cardiacas debido a la amplia gama de

patologías encontradas en este campo.

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2 MARCO DE REFERENCIA

2.1 MARCO TEÓRICO – CONCEPTUAL

2.1.1. EL SISTEMA ELÉCTRICO DEL CORAZÓN. El corazón es el órgano principal del aparato circulatorio. Es un músculo estriado hueco que actúa como una bomba aspirante e impelente, que aspira hacia las aurículas la sangre que circula por las venas, y la impulsa desde los ventrículos hacia las arterias. Este se divide en dos mitades laterales, que son el corazón derecho, en la que circula la sangre venosa y el corazón izquierdo, en la que circula la sangre arterial. Cada una de estas dos mitades se subdivide en otras dos, situadas una encima de la otra que son: la cavidad superior llamada aurícula o atrio, y la cavidad inferior llamada ventrículo. Cada aurícula comunica con el ventrículo por medio de un orificio llamado orificio auriculoventricular, que contiene una válvula derecha llamada válvula tricúspide y una válvula izquierda llamada válvula mitral. Los dos corazones están separados en toda su altura, por medio de un septo o tabique vertical que se llama tabique interauricular (SIA o TIA) entre las dos aurículas y tabique interventricular (SIV o TIV) entre los dos ventrículos3, como se puede observar en la Figura 2.

3 Basado en documentación del Instituto del Corazón en Texas. Disponible http://www.texasheartinstitute.org Marzo 15 de 2007 3:15 p.m.

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Figura 2. Anatomía del corazón. Fuente: http://www.texasheartinstitute.org/HIC/Anat omy_Esp/anato_sp.cfm

Cada latido del corazón desencadena una secuencia de eventos llamados ciclos cardiacos, que consiste principalmente en tres etapas: sístole auricular, sístole ventricular y diástole. El ciclo cardíaco hace que el corazón alterne entre una contracción y una relajación aproximadamente 75 veces por minuto, es decir el ciclo cardíaco dura unos 0,8 segundos.

2.1.2. EL SISTEMA DE CONDUCCIÓN CARDIACO . El músculo cardiaco es miogénico. Esto quiere decir que a diferencia del músculo esquelético, que necesita de un estímulo consciente o reflejo, el músculo cardiaco se excita a sí mismo. Las contracciones rítmicas se producen espontáneamente, así como su frecuencia puede ser afectada por las influencias nerviosas u hormonales, como el ejercicio físico o la percepción de un peligro.

La secuencia de las contracciones está producida por la despolarización (inversión de la polaridad eléctrica de la membrana debido al paso de iones activos a través de ella) del nodo sinusal o nodo de Keith-Flack (nodus sinuatrialis), situado en la pared superior de la aurícula derecha. La corriente eléctrica producida, del orden del microvoltio, se transmite a lo largo de las aurículas y pasa a los ventrículos por el nodo auriculoventricular (nodo AV) situado en la unión entre los dos ventrículos, formado por fibras especializadas. El nodo AV sirve para filtrar la actividad demasiado rápida de las aurículas. Del nodo AV se transmite la corriente al fascículo de His, que se distribuye a los dos ventrículos, terminando como red de Purkinje, como se observa en la Figura 3.

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Figura 3. Sistema de Conducción del corazón. Fuente: http://www.texasheartinstitute.org/HIC/Anat omy_Esp/cond_sp.cfm

2.1.3. EL ELECTROCARDIOGRAMA . “Un electrocardiograma es un gráfico en que se inscriben las variaciones del voltaje en relación con el tiempo. Las variaciones son el resultado de la despolarización y la repolarización del músculo cardiaco, que producen campos eléctricos que alcanzan la superficie del cuerpo, donde están colocados los electrodos. Una máquina electrocardiográfica es un galvanómetro que registra variaciones de voltaje, usualmente en una cinta de papel. La primera máquina de este tipo fue ingeniada por Wilhelm Einthoven en 1906. Consistía en una cuerda de cuarzo plateada, situada en un campo magnético fijo. Las variaciones de voltaje del cuerpo pasaban a través de la cuerda, y la interacción de los campos eléctricos entre el imán y la cuerda producía el movimiento de ésta, que era foto-grafiado. Por regla general, se emplean osciloscopios e instrumentos transistoriza-dos en vez de galvanómetro s de cuerda”.4

El papel en que se registra el electrocardiograma está rayado, horizontal y verticalmente, con una separación entre línea y línea de 1 mm. Cuando el trazado está correctamente estandarizado (un cambio de 1mV produce una deflexión del estilo de 10 mm), cada separación vertical representa un cambio de voltaje de 0,1mV, y cada separación horizontal un intervalo de 0,04 seg. Cada cinco líneas, 4 F. H. Netter, Colección Ciba de ilustraciones médicas-CORAZÓN, Tomo 5, año 1996, España, Editorial MASSON-SALVAT Medicina. pág. 49.

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tanto en sentido horizontal como vertical, el trazo es más grueso. El intervalo entre las líneas gruesas es de 0,2 seg. El cambio de voltaje entre dos líneas gruesas es de 0,5mV.

El trazado típico de un electrocardiograma registrando un latido cardíaco normal consiste en una onda P, un complejo QRS y una onda T, como se observa en la Figura 3.

• La onda P: Es el resultado de la despolarización auricular. Esta onda no ha de

exceder de 2,5 mm. (0,25mV) de altura en la derivación II, ni ha de tener una duración mayor de 0,11 seg. en esta derivación.

• El intervalo P-R: Comprende la onda P más el segmento P-R, es una medida del tiempo que media entre el comienzo de la despolarización auricular y el comienzo de la despolarización ventricular. Este intervalo no tiene que ser mayor de 0,2seg para frecuencias superiores a los 60 latidos/min.

• La onda Q: Es la primera deflexión hacia abajo del complejo QRS, y repre-senta la despolarización septal.

• La onda R: es la primera deflexión positiva o hacia arriba del complejo QRS y normalmente es debida a la despolarización apical del ventrículo izquierdo.

• La onda S: es la primera deflexión negativa que sigue a la onda R, y es debida a la despolarización de la región basal posterior del ventrículo izquierdo.

El voltaje de la onda R en las derivaciones precordiales no ha de sobrepasar los 27mm. El intervalo Q-T se mide desde el comienzo del complejo QRS hasta el final de la onda T, incluyendo el complejo QRS, el segmento S-T, y la onda T. (Los dos últimos constituyen el intervalo S-7). El intervalo Q-T varía con la frecuencia cardiaca, y no ha de ser mayor de 0,43seg. para frecuencias superiores a 60. El intervalo QRS total no tiene que exceder los 0,1seg”.5 Figura 4. El Electrocardiograma. Fuente: Colección Ciba de ilustraciones médicas-COR AZÓN, Tomo 5, Pág. 49

5 Ibíd., pág. 50.

17

2.1.4. DERIVACIONES ELECTROCARDIOGRÁFICAS Las conexiones eléctricas convencionales usadas para registrar el electrocardiograma son: las derivaciones de extremidades, las derivaciones de extremidades aumentadas y las derivaciones precordiales de las cuales en el desarrollo de este proyecto se trabajó con las derivaciones de extremidades.

A. Derivaciones de extremidades : Estas derivaciones son bipolares, porque detectan las variaciones eléctricas en dos puntos y ponen de manifiesto la diferencia. DI es una conexión entre electrodos situados en el brazo izquierdo y en el brazo derecho (Ver Figura 4). El galvanómetro está entre estos puntos de contacto. Cuando el brazo izquierdo está en un campo de fuerzas positivo respecto al brazo derecho, en DI se inscribe una deflexión hacia arriba (positiva). DI es la conexión entre los electrodos situados en la pierna izquierda y el brazo derecho. Cuando la pierna izquierda está en un campo de fuerzas positivo respecto al brazo derecho, se inscribe una deflexión hacia arriba en esta derivación. DIII es una conexión entre la pierna izquierda y el brazo izquierdo. Cuando la pierna izquierda está en un campo de fuerzas positivo respecto al brazo izquierdo.

Figura 5. Derivaciones de extremidades. Fuente: Colección Ciba de ilustraciones médicas-COR AZÓN, Tomo 5, Pág. 51

Figura 6. Derivaciones de extremidades aumentadas. Fuente: Colección Ciba de ilustraciones médicas-COR AZÓN, Tomo 5, Pág. 51

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B. Derivaciones de extremidades aumentadas: Estas derivaciones son unipolares, porque registran las variaciones eléctricas de potencial en un punto (brazo derecho, brazo izquierdo o pierna izquierda) respecto a otro punto en que la actividad eléctrica durante la contracción cardiaca no varía significativamente. La derivación está aumentada en virtud del tipo de conexión eléctrica, que da como resultado un trazo de amplitud aumentada, en comparación con las conexiones de las antiguas derivaciones unipolares de Wilson (Ver Figura 5). La derivación a VR inscribe los potenciales eléctricos del brazo derecho con respecto a un punto nulo, que se hace uniendo los cables del brazo izquierdo y de la pierna izquierda. La derivación a VL registra los potenciales del brazo izquierdo en relación a una conexión hecha mediante la unión de los cables del brazo derecho y del pie izquierdo. La derivación a VF revela los potenciales que hay en el pie izquierdo respecto a la conexión hecha con la unión de los cables de los brazos derecho e izquierdo.

C. Derivaciones precordiales : Estas derivaciones son unipolares y se

registran en el tórax desde la posición 1 a la 6. La designación V indica que los electrodos móviles registran el potencial eléctrico que hay bajo el mismo, respecto a V que es la conexión terminal central, que se hace conectando los cables del brazo derecho, el brazo izquierdo, y la pierna izquierda (Ver Figura 6). El potencial eléctrico de la conexión terminal central no varia significativamente a través del ciclo cardiaco; por tanto, los registros efectuados con la conexión V muestran las variaciones eléctricas que tienen lugar debajo del electrodo precordial móvil.

La posición V1 está en IV espacio intercostal a la derecha del esternón; V2 está en el IV espacio intercostal a la izquierda del esternón; V4 está a la izquierda de la línea medio clavicular en el V espacio intercostal; V3 está a medio camino entre V2 y V4; V5 está en el V espacio intercostal en la línea axilar anterior, y V6 está en el V espacio intercostal en la línea medio axilar izquierda.

Figura 7. Derivaciones precordiales (V1, V2, V3, V4, V5, V6).

Fuente: Colección Ciba de ilustraciones médicas-COR AZÓN, Tomo 5, Pág. 51

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2.1.5 Enfermedades cardiacas analizadas

INFARTO CON ELEVACIÓN DEL ST En el electrocardiograma (ECG) se pueden mostrar cambios en el segmento ST y la onda T porisquemia, o cambios en el QRS por necrosis miocárdica. Un infarto en evolución se traduce en elevación del segmento ST en el punto J, mayor de 2 mm de V1 a V3 o mayor de 1 mm en otras derivaciones. Un infarto clínicamente establecido se puede definir como cualquier onda Q en derivaciones V1 hasta V3, u onda Q mayor de 0,03 segundos en las derivaciones I, II, aVL, aVF, V4, V5 o V6. Esta guía corresponde principalmente a pacientes con elevación persistente del ST en el ECG. El síndrome agudo es causado por reducción súbita en el flujo sanguíneo coronario, ocasionada a su vez por aterosclerosis con trombosis superpuesta, con o sin vasoconstricción concomitante. El cuadro clínico y sus consecuencias dependerán de la localización de dicha obstrucción, así como de la severidad y duración de la isquemia. En el IAM con elevación del ST, la trombosis persistente con oclusión completa es la causa más frecuente: en 68-75% de los casos fatales, ésta es precipitada por la ruptura de una placa vulnerable. Otros mecanismos son inflamación, erosión de la placa y en raras ocasiones, embolización. Casi de todos los trombos que evolucionan a infarto parecen desarrollarse sobre placas que han venido causando estenosis leve o moderada; sin embargo, aquellas que causan obstrucción severa ofrecen más riesgo de causar eventos agudos. El infarto causado por oclusión completa de una arteria coronaria empieza después de 15- 30 minutos de isquemia severa e irá progresando del subendocardio al subepicardio con una evolución que depende del tiempo (el fenómeno llamado “del frente de onda”). La reperfusión, incluyendo el reclutamiento de colaterales, puede salvar porciones de miocardio a riesgo de necrosarse; ese flujo, subcrítico pero persistente, puede extender el lapso de tiempo en que puede salvarse miocardio mediante la reperfusión. La circulación colateral se da más en las obstrucciones crónicas (edad avanzada) que en las agudas. era trombolítica, mostraron una fatalidad promedio de 18%. Con el uso amplio de los medicamentos trombolíticos, la aspirina y las intervenciones coronarias precoces, la mortalidad total en el primer mes se ha reducido a 6-7% en estudios clínicos bien valorados.

20

TAQUICARDIA SUPRAVENTRICULAR O AURICULAR La taquicardia supraventricular tiene dos formas: Taquicardia supraventricular de complejo ancho. Taquicardia supraventricular de complejo estrecho. Taquicardia supraventricular de complejo ancho: es muy difícil de distinguir de la taquicardia ventricular. Algunas claves para distinguir estas dos taquiarritmias son los datos de la historia clínica. En un paciente con antecedente de enfermedad isquémica del corazón, es mucho mayor la probabilidad de que el origen de la taquiarritmia sea ventricular. Taquicardia supraventricular de complejo estrecho: este tipo de arritmia puede dividirse en dos variantes: • Taquicardia supraventricular de reentrada: corresponde a la mayoría de los pacientes con taquicardia supraventricular. Puede aparecer en individuos con corazones normales y también en aquellos con infarto del miocardio, pericarditis o en alguno de los síndromes de reentrada (Síndrome de Wolff-Parkinson-White). En el electrocardiograma se observan ondas P de conducción retrógrada ubicadas sobre el complejo QRS o en el segmento ST. • Taquicardia supraventricular Nodal: es la presencia de tres o más impulsos originados en sitios diferentes del nodo sinusal. Esta asociada con la intoxicación por digital y con alteraciones hidroelectrolíticas como la hipocalemia. En el electrocardiograma la frecuencia auricular es de 150- 220 latidos por minuto con ondas P de morfología y duración diferentes a la onda P sinusal normal. TAQUICARDIAS VENTRICULARES La taquicardia ventricular puede dividirse de acuerdo a su duración en taquicardia ventricular sostenida y taquicardia ventricular no sostenida. El lapso de tiempo que discrimina entre las dos es 30 segundos. De igual forma se considera que la taquicardia ventricular que produce inestabilidad hemodinámica o síncope es sostenida a pesar que la duración sea menor de 30 segundos. La causa es generalmente una enfermedad estructural grave del corazón, de forma la cardiopatía isquémica crónica. También puede aparecer en asociación con otro tipo de cardiopatías, en alteraciones metabólicas o en intoxicaciones medicamentosas. En el electrocardiograma la frecuencia ventricular es mayor de 100 latidos/minuto con complejos QRS anchos (duración del QRS mayor a 0,12 ms). La taquicardia

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ventricular es monomorfica cuando la morfología de los complejos QRS es similar y polimorfica en caso contrario. Es muy importante diferenciar entre la taquicardia ventricular y la taquicardia supraventricular con complejo QRS ancho, debido a que el tratamiento es diferente. El indicador más confiable es el antecedente de enfermedad cardiaca que orienta hacía el origen ventricular de la arritmia. Los datos electrocardiográficos asociados con taquicardia ventricular son los siguientes: * Disociación auriculoventricular. * Duración del complejo QRS mayor a 0,14 s. * Desviación del eje del QRS a la izquierda en caso de bloqueo de rama izquierda. * Concordancia de la morfología del complejo QRS en las derivaciones precordiales del electrocardiograma. Una forma especial de taquicardia ventricular polimorfica es la “torsade de pointes” (torsión de puntas). Los complejos QRS varían en amplitud y duración. Por definición se asocia con un intervalo QT prolongado. Puede ser el resultado de varias anormalidades electrolíticas como hipocalemia e hipomagnesemia y de la administración de medicamentos como fenotiazinas, antidepresivos triciclitos y quinidina. Bloqueo aurículo-ventricular El nodo aurículo-ventricular (AV) es la parte del sistema de conducción cardiaca que permite la trasmisión de los impulsos eléctricos del nodo sinusal a través de fascículos intra-atriales. El nodo AV se compone de tres partes: atrionodal, nodal y His-nodal. Se ha demostrado que la parte nodal es responsable del retardo fisiológico que sufre el impulso a este nivel, lo que reduce en forma protectora un eventual exceso patológico de estímulos de aurícula a ventrículo. En situaciones patológicas en el nódulo AV se presenta un retardo mayor, lo que puede en casos extremos bloquear el paso del estímulo sinusal hacia el tronco del Haz de His y los ventrículos. Esto se refleja en el intervalo PR, que mide el comienzo de despolarización auricular hasta el comienzo de la despolarización ventricular. Se reconocen tres grados de bloqueo: Bloqueo AV de primer grado: se identifica cuando en el ECG se presenta un intervalo PR con una duración constante superior de los 0,20 segundos en adultos, o superior de 0,16 en niños. La morfología de la onda P es normal y está siempre precedida por un complejo QRS estrecho, debido a que cada impulso del nodo sinusal es conducido a los ventrículos. Los bloqueos de primer grado se presentan en la fiebre reumática, intoxicación digitálica o por el uso de bloqueadores adrenérgicos. También pueden ser congénitos.

22

Bloqueo AV de segundo grado: presenta dos modalidades, en las cuales el impulso del nodo sinusal es trasmitido a los ventrículos por dos vías diferentes. Mobitz I o períodos de Wenckebach- Lucciani: se registra un patrón de bloqueo en o por encima del nodo AV. La onda P es de morfología normal y se identifica en el ECG un alargamiento progresivo del intervalo PR, reconociéndose en el primer complejo de la serie un intervalo de duración normal que se prolonga en forma gradual hasta ya no ser trasmitido. Posteriormente el ciclo vuelve a iniciarse. En el ECG los hallazgos son: 1. Alargamiento progresivo del intervalo PR, hasta que el último impulso no es transmitido. 2. Reducción sucesiva del intervalo RR. 3. Latidos agrupados. Mobitz tipo II: la etiología, en la mayoría de los casos, es por oclusión de las ramas proximales de la arteria coronaria derecha. Las ondas P son de morfología normal, el intervalo PR es constante y seguido de complejos QRS anchos. Sin embargo, súbitamente una onda P no es conducida por el nodo AV. La magnitud del bloqueo es expresada según la relación de ondas P y complejos QRS. Al igual que otros bloqueos infranodales, puede progresar a bloqueo de tercer grado en cualquier momento. De acuerdo con las manifestaciones clínicas, se debe preparar al paciente para la implantación de un marcapaso temporal o transvenoso. Bloqueo AV de tercer grado : en el bloqueo AV de tercer grado ningún impulso atrial alcanza el nodo AV. Las cavidades auriculares y ventriculares son controladas por distintos marcapasos, por lo que funcionan de forma independiente. El marcapaso auricular puede ser el nodo sinusal o un foco ectópico, por lo cual se puede registrar a este nivel taquicardia, bradicardia, fibrilación o flutter; la frecuencia atrial es mayor que la ventricular. El ritmo ventricular puede originarse en la parte alta del septum y en este caso los complejos QRS, son estrechos y con una frecuencia de 40-50 latidos por minuto, mientras que el ritmo ventricular originado de la parte baja de los ventrículos, se caracteriza por presentar de 30-40 latidos por minuto y complejos QRS anchos. Los bloqueos de segundo o tercer grado se pueden presentar en cardiopatía isquémica, o infarto del miocardio.

23

2.2 MARCO LEGAL

PROYECTO DE LEY 218 DE 2007 SENADO.

Por la cual se desarrolla la Telemedicina en Colombia y se articula la plataforma de las Tecnologías de la Información y el Conocimiento. Esta apropiación de las tecnologías de telemedicina en Colombia tiene un impacto positivo en el proyecto ya que abre las puertas a futuros financiamientos por parte del estado.

24

3 METODOLOGIA 3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN Esta investigación tiene dos enfoques, Empírico-analítico y criticó-social ya que se

pretende desarrollar un avance técnico (interpretación y transformación del mundo

material) para mejorar y aumentar las expectativas de vida de las personas para

este caso en el área de la salud, está encaminado a la crítica, a la transformación

del mundo social, por que se está proporcionado una herramientas para agilizar un

Diagnóstico, con el fin de prevenir y disminuir las consecuencias en los pacientes

con patologías cardiacas.

3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE F ACULTAD /

CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA.

3.2.1 Línea de investigación USB. El proyecto se encuentra enmarcado en la

línea “TECNOLOGÍAS ACTUALES Y SOCIEDAD” debido a que están unos

conocimientos técnicos y científicos obtenidos durante el proceso educativo

que ayudan a la solución de problemas que afectan a la sociedad en el área

de la salud por ende esto ayudará al mejoramiento de la calidad de vida.

3.2.2 Sub-línea de facultad. El proyecto se encuentra enmarcado en la sublínea

de “ SISTEMAS DE INFORMACIÓN, COMUNICACIÓN Y

ROBÓTICA”

25

3.2.3 Campo temático del programa. El proyecto se encuentra enmarcado en

el campo temático “ TECNOLOGÍAS Y APLICACIONES MÓVILES y

ANÁLISIS Y PROCESAMIENTO DE SEÑALES – TELEMEDICINA”, debido

a que la interfaz y el aplicativo software a desarrollar, está diseñada para

ejecutar tareas tales como adquisición, procesamiento, filtraje y

visualización de señales.

3.3 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN

La técnica que se utilizara para la recolección de información de muestras con el

objetivo de comprobar la hipótesis es la simulación, ya que es la única que nos

puede decir si en verdad el modelo planteado no causa efectos en la señal que la

transformen.

3.4 HIPÓTESIS

La solución al problema planteado anteriormente se basa en la implementación

de una interfaz de comunicación con herramientas de hardware y software entre

una unidad de asistencia móvil y el hospital, por medio de tecnologías de

dispositivos móviles para el procesamiento y la transmisión de la señal de ECG

adquirida del paciente desde el Electrocardiógrafo.

Esta será instantáneamente visualizada y analizada por algoritmos de

reconocimiento de patologías y soportado con un historial medico del paciente

que permita hacer un diagnóstico previo acertado y de esta forma se pueda

26

preparar todo el procedimiento con anticipación mientras se espera el arribo del

paciente al Hospital.

Con este procedimiento aumentarán significativamente las probabilidades de

supervivencia del paciente en una situación crítica, muy comunes en problemas

cardiovasculares, y mejorara la oportuna asistencia e intervención.

3.5 VARIABLES

3.5.1 Variables Independientes.

Se tendrán en cuenta las siguientes variables las cuales determinan puntos

críticos a tener en cuanta en el proceso.

• Eficiencia en el proceso de atención al cliente.

• Velocidad de transmisión

• Visualización del estado e historial medico del paciente.

3.5.2 Variables Dependientes.

Se manejan tiempos críticos de respuesta, por este motivo se debe:

• Optimizar procesos de ejecución.

• Generar un diagnostico acertado del paciente de acuerdo al estado en el

que ingresa al centro de salud.

27

4 DESARROLLO INGENIERIL 4.1. ANALISIS

4.1.1 Fase de selección Para poder iniciar a plantear un esquema para la aplicación, se debe tener en cuenta los requerimientos y viabilidades, como se visualiza en la tabla 1. Matriz de Requerimientos Tabla 1. Requerimientos de software y hardware.

Características Aplicación de software basada en software libre

Característica y Ventajas � Breve descripción de la parte del sistema que podría informatizarse.

El software tiene como función realizar en tiempo real la recepción, la visualización y un Pre-Diagnostico de los datos enviados desde un electrocardiograma y soportados con una base de datos de historial medico del paciente.

Herramientas/aplicaciones de software y Hardware necesarias Herramientas de Software y Hardware necesarias para diseñar o construir la alternativa de solución. Descripción del software que ha de comprarse o construirse o al que ha de accederse.

Software�(sugiere un sistema desarrollado ) Aplicación de escritorio, realizada bajo tecnologías de persistencia de objetos Hibernate, plataforma JAVA, y base de datos Mysql Server 5.0, El sistema Operativo puede utilizar Windows XP o Linux. Hardware Requisitos mínimos � Procesador Intel Pentium IV Memoria Ram� 1 GB Disco duro 80 GB Pantalla VGA o Resolución Superior (800x600).

28

Matriz de Viabilidades Tabla 2. Matriz de Viabilidad.

Criterios de Viabilidad Aplicación de software basa da en software libre

Viabilidad Operativa � Breve descripción de la función, en que medida beneficiara la solución a la organización y con que calidad funcionaria el sistema, hasta que punto seria bien aceptada la solución desde el punto de vista de los usuarios y propietarios

Es un software estable y ergonómico Los hospitales se verán beneficiados por qué:

• Podrán prestar un mejor servicio a los pacientes y diagnosticar de una forma eficiente

Los Pacientes se verán beneficiados por qué:

• Mejorara significativamente las probabilidades de vida de u paciente en una emergencia.

• La automatización le permitirá al personal agilizar el proceso de recepción del paciente (triaje) desde la ambulancia y así evitar perder tiempo valioso para el paciente.

Los usuarios se verán beneficiados por qué:

• El sistema será fácil de manejar, confiable y ergonómico.

Capacitación:

• Los usuarios recibirán una capacitación de cómo manejar el sistema, lo cual no exige ningún tipo de conocimiento avanzado de sistemas.

Viabilidad técnica � Breve evaluación de la madurez, la oportunidad de la tecnología informática para apoyar la alternativa. Además se precisa una evaluación de los conocimientos técnicos necesarios para desarrollar, manejar y mantener las alternativas.

Es la tecnología más robusta en el mercado. Los conocimientos técnicos para el manejo de este programa serian altos debido a que su nivel de complejidad es elevado.

Costes del desarrollo� Viabilidad económica

Es un software económico debido a que los aplicativos utilizados para el desarrollo del mismo corresponden a licencias GNU.

• Salario Mes Ingeniero 45 horas semanales lunes a viernes 3.000.000 pesos m/c

• Costo servidor 5.043.205 pesos m/c

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• Sistema Operativo x año RedHat Enterprise Linux 5 $856.000 pesos m/c.

• Ip Fija Canal Dedicado Telefonica

mensualidad 1 Gbps $3.000.000 pesos m/c.

Total alternativa:

$ 77’ 899 205 pesos m/c

Viabilidad de Tiempo � Una Evaluación de la duración del diseño y la implementación de la solución

El tiempo de desarrollo del prototipo funcional de software e implementación es de 365 días

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4.2 DISEÑO

4.2.1. Diseño De La Señal Recibida

La recepción de datos se hará desde el prototipo inicial de la interfaz para la transmisión de señales de un electrocardiógrafo desarrollado por el grupo de investigación de bioingeniería y biotecnología de la Universidad San Buenaventura,

Dentro de las características de la Señal recibida se tienen los siguientes componentes: Trama de datos Tabla 3 . Definición de la trama de datos.

Id Ambulancia Id Paciente Muestra 1 Muestra 2 Muestra n 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte

La trama de datos nos permite definir el orden de emisión y de recepción delas muestras. Podemos ver en la tabla 1 que el primer byte de la trama corresponde al código de la ambulancia que emite la señal, el segundo al código del paciente atendido y los siguientes a las muestras del electrocardiograma. Para este prototipo se ha definido una trama de datos de prueba de 960 muestras, que suman en total 10 seg. (Tiempo de muestras) mas los 2 bytes de inicio.

Muestra Se realizo un análisis de la trama con el objetivo principal de reducir la dimensión en bits de cada una de las muestras, tratando de mantener la mayor cantidad de información que sea posible. Esto se logra mediante la transformación a un nuevo conjunto de variables las cuales son no correlacionadas y se ordenan de modo tal que se retenga la mayor cantidad de variación presente en el conjunto original de datos.

31

Tomando en cuenta que cada muestra se encuentra en un intervalo entre 1 y 5 voltios, al hacer una conversión a bytes donde el máximo valor posible obtenido seria 225 y el mínimo 0, tenemos que los posibles valores obtenidos están limitados por la ecuación de la Figura 8: Figura 8. Ecuación de posibles valores de la trama.

4.2.2. Diseño Del Procesamiento De La Señal Captura da

Figura 9. Procesamiento De La Señal Capturada.

El proceso comienza cuando se captura la señal con un socket en el cual se parten los valores dependiendo su orden de llegada, después se cargan los datos de la ambulancia y del paciente desde una base de datos local por medio de

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Hibernate , se recogen las muestras y se realiza una visualización de forma asíncrona.

Visualización De La Señal Capturada

El software de visualización de señales electrocardiográficas fue desarrollado en java implementando jfreechart , una librería realizada en java que permite el acceso de manera gráfica a los datos transmitidos. La grafica es visualizada en 2 dimensiones, voltaje contra tiempo. 4.2.3. Diseño del Pre-diagnostico

El diseño del pre-diagnostico del aplicativo abarca las características especificas de la señal cardiaca, los parámetros establecidos y como a partir de estos se detectan las enfermedades escogidas. Para la correcta evaluación de las ondas del electrocardiograma se tuvieron en cuenta los siguientes parámetros: Tabla 4. Parámetros de ritmo cardiaco normal. Nombre Voltaje (milivoltios) Tiempo(segundos)

La onda P <=0,25mV 0.6 -0.12

Complejo QRS --- 0.6 – 0.10

Intervalo PR(pq) --- 0.12 -0.20

Intervalo Qt --- < 0.4

La onda T >=0

Segmento p-qrs-t --- 1

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Algoritmos de pre-diagnostico * Tiempo onda P: Algoritmo que me determina el tiempo en segundos de la onda P Figura 10. Algoritmo tiempo onda P

34

* Tiempo Onda Q: Algoritmo que me determina el tiempo en segundos de la onda Q Figura 11. Algoritmo tiempo onda Q

35

* Tiempo complejo QRS : Algoritmo que me determina el tiempo en segundos del complejo entre las ondas QRS Figura 12. Algoritmo tiempo complejo QRS

Inicio

Haga mientras que i < numeroDeDatos

(dato > 0.025) ó (dato < -0.025) si

No

Si

Si x = false;

si

No

X = true;

numeroOnda ++

X = false;

X = 0;// Permite saber cuando un dato entra o sale de una onda

numeroOnda = 0; // Determina el numero de la onda encontrada.

CantPuntosEnQrs = 0;// determina la cantidad de puntos en Qrs encontrados

i = 0;//numera en indices los datos

intervalo = 0.0104;// determina el intervalo de tiempo entre cada punto

tiempoQ = 0//determina el tiempo de duraci�n de la onda q

Si (numeroOnda = 2) o

(numeroOnda = 3) o

(numeroOnda = 4) sino

CantPuntosEnQrs ++

x = false;

Si numeroOnda = 5(onda t)

numeroOnda = 0;

si

i = i + 1;

no

tiempoQrs = CantPuntosEnQrs *

intervalo ;

fin

No

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Características especificas de la señal cardiaca

* Frecuencia cardiaca: Algoritmo que me determina la frecuencia cardiaca, para hallar la frecuencia cardiaca se contó en 6 segundos el número de complejos QRS y se multiplica por 10. Figura 13. Algoritmo frecuencia cardiaca

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* Ritmo Sinusal: Algoritmo que me determina si el ritmo es sinusal, esta definida por el número de ondas p, según el número de segundos de duración entre cada dato, un segundo por cada segmento p-qrs-t , por lo cual se define que debe existir tantas ondas p como el numero de segundos de duración de la trama de datos para un electrocardiograma sinusal y una cantidad diferente para una arritmia sinusal Figura 14. Algoritmo ritmo sinusal

38

Patologías cardiacas escogidas Teniendo en cuenta la gran variedad de patologías existentes que pueden ser detectadas por un electrocardiograma y la complejidad de su detección por medio de algoritmos, se escogieron las siguientes para que fueran detectadas por el prototipo: * Taquicardia auricular: Algoritmo que me detecta una taquicardia auricular, esto se da cuando las frecuencias están entre 150 y 250 latidos por minuto. Para este algoritmo se reutilizo el algoritmo de frecuencia cardiaca figura 13 Figura 15. Algoritmo taquicardia auricular

* Bradicardia: Algoritmo que me detecta una bradicardia, esto se da cuando la Frecuencia cardiaca es menor a 60 latidos por minuto. Para este algoritmo se reutilizo el algoritmo de frecuencia cardiaca figura 13

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Figura 16. Algoritmo bradicardia

* Bloqueo de rama: Algoritmo que me detecta un bloqueo de rama, esto se da cuando el tiempo del complejo QRS es superior a 0,12 segundos Para este algoritmo se reutilizo el algoritmo de tiempo del complejo QRS figura 12 Figura 17. Algoritmo Bloqueo de rama

if(tiempoQrs() > 0.12 )

Inicio

si

“ha sido encontrada un bloqueo de

rama”no

Fin

40

* Hipertrofia auricular: Algoritmo que me detecta una hipertrofia auricular, esto se da cuando el tiempo de la onda p es superior a 0,12 segundos Para este algoritmo se reutilizo el algoritmo de tiempo de onda P figura 10 Figura 18. Algoritmo hipertrofia auricular

41

* Infarto onda Q: Algoritmo que me detecta un Infarto de onda Q, esto se da cuando el tiempo de la onda Q es superior a 0,06 segundos Figura 19. Algoritmo infarto onda Q

42

4.2.4. Diagramas de casos de uso

Figura 20. Diagrama de Casos de Uso para el medico.

43

Figura 21. Diagrama de Casos de Uso para el administrador.

administrador

Administrar

ambulancias

Administrar

usuarios

Autenticar

administrador

ACTORES Se describen en total tres actores en el sistema. Tabla 5. Funciones del Medico en los casos de Uso.

Actor Medico Casos de Uso

Administrar pacientes, consultar información pacientes, Autenticar usuario, Visualización de señal de ECG entrante, realizar PRE –DIAGNOSTICO, Escoger paciente en cola para visualización y determinar prioridad de emergencia

Tipo Primario Descripción Es un actor primario, realizara una valoración, de acuerdo a la

información proveída por el sistema CASOS DE USO

• Administrar pacientes: permite ver, crear, actualizar y actualizar los datos de cualquier paciente.

• Consultar información de pacientes: permite ver la información de los pacientes.

• Autenticar usuario: verifica la existencia del usuario en el sistema y los permisos que posee.

• Visualización de señal de ECG entrante: muestra el electrocardiograma de la señal entrante de un paciente especifico

• Realizar PRE –DIAGNOSTICO: en base al calculo de patologías realizado por el sistema y la historia clínica del paciente, el especialista debe escribir un Pre-Diagnostico del paciente

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• Determinar prioridad de emergencia: después de realizar el Pre-Diagnostico el especialista debe elegir un nivel de emergencia que se tendrá en cuenta en la atención del paciente

• Escoger paciente en cola para visualización: una cuenta de usuario tendrá una lista de señales con requerimiento de Pre-Diagnostico donde el especialista podrá escoger

Tabla 6. Funciones del Administrador en los casos de Uso.

Actor Administrador Casos de Uso Administrar usuarios, Administrar ambulancias Tipo Primario Descripción Es un actor secundario, se función principal es administrar las cuentas de

usuario

• Administrar usuarios: permite ver, crear, actualizar y actualizar los datos

de cualquier usuario. • Administrar ambulancias: permite ver, crear, actualizar y actualizar los datos de

cualquier ambulancia.

4.2.5. Diagrama De Flujo de Datos

Figura 22. Diagrama de Flujo de datos.

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Descripción de procesos Enviar ambulancia: cuando el paciente ha llamada a emergencias, se captura su solicitud y se envía la ambulancia equipada para la emergencia Transmitir datos: después que se estabiliza el paciente, el paramédico digita la cedula del paciente y empieza la transmisión de datos del electrocardiógrafo. Recibir y decodificar los datos: se reciben los datos en código binario y se convierten a hexadecimal. Visualizar Electrocardiograma: se genera el electrocardiograma mientras se siguen recibiendo datos de la ambulancia. Consultar historial medico del paciente: si el paciente existe en la base de datos, automáticamente con el código del paciente, se consulta su historial medico y se visualiza en pantalla. Realizar Pre-Diagnostico: los datos son analizados por algoritmos en busca de patologías. Realizar Diagnostico: con base en la información suministrada por el software el medico realiza un Diagnostico del paciente.

4.2.6. Diseño de base de datos

Modelo Conceptual de base de datos Figura 23. Modelo Conceptual de la Base de Datos.

46

Modelo lógico de base de datos Figura 24. Modelo lógico de la Base de Datos.

4.2.7. Diccionario de la Base de Datos

Tipos _ Usuario

DESCRIPCION: Esta tabla contiene los diferentes roles que participan de acuerdo al perfil de usuario, con el cual podemos clasificar los usuarios y que privilegios tendrán.

47

Tabla 7. Tabla tipos_usuario. CAMPO CLAVE TIPO LONGITU

D OBLIGATORIED

AD DOMINIO O

RESTRICCION

Id_tipo_usuario PK INTEGER 11 SI UNICO Tipo Atributo VARCHAR 30 SI UNICO

Descripción Atributo TEXT -- NO --

Descripción campos

Tabla 8. Descripción tipos_usuario. CAMPO DESCRIPCIÓN

Id_tipo_usuario Código que identifica al tipo de usuario como único. Tipo Nombre del perfil

Descripción Breve descripción del perfil.

Usuario

Tabla 9. Tabla usuario. CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O

RESTRICCION id_usuario PK INTEGER 11 SI UNICO

id_ciudad FK INTEGER 11 SI -- id_especialidad FK INTEGER 11 SI -- id_tipo_usuario FK INTEGER 11 SI --

usuario Atributo VARCHAR 30 SI UNICO clave Atributo VARCHAR 30 SI --

Nombres Atributo VARCHAR 30 SI -- Apellidos Atributo VARCHAR 30 SI -- telefono Atributo VARCHAR 20 NO --

extension Atributo VARCHAR 5 NO -- movil Atributo VARCHAR 20 NO --

direccion Atributo VARCHAR 100 NO -- email Atributo VARCHAR 100 NO --

observaciones Atributo TEXT -- NO --

Descripción campos

Tabla 10. Descripción tabla usuario.

CAMPO DESCRIPCIÓN

id_usuario Código que identifica al usuario como único.

id_ciudad Llave foránea que hace referencia a una instancia de la tabla tipo_usuario

id_especialidad Llave foránea que hace referencia a una instancia de la tabla especialidad.

48

id_tipo_usuario Llave foránea que hace referencia a una instancia de la tabla ciudad.

usuario Representa un nombre que representa a un usuario especifico.

clave Representa la clave del usuario para acceder al programa.

Nombres Representa los nombres del usuario. Apellidos Representa los apellidos del usuario. telefono Representa el Teléfono del usuario.

extension Número de la extensión del teléfono del usuario

movil Teléfono celular. direccion Representa la dirección del usuario.

email Es el respectivo e-mail. observaciones Son las observaciones que realiza el

administrador del usuario. Especialidad

Descripción: Es la información detallada del tipo de especialidad que posee usuario.

Tabla 11. Tabla especialidad.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD

DOMINIO O RESTRICCI

ON Id_especialida

d PK INTEGER 11 SI UNICO

Nombre Atributo VARCHAR 100 SI UNICO

Descripción campos Tabla 12. Descripción tabla especialidad.

CAMPO DESCRIPCIÓN

Id_especialidad Código que identifica a la especialidad como única

Nombre Respectiva especialización del usuario.

49

Paciente

Descripción: Información del paciente. Tabla 13. Tabla paciente.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCION

id_paciente PK BIGINT 22 SI UNICO

id_ciudad FK INTEGER 11 SI --

id_eps FK INTEGER 11 SI --

nombres Atributo VARCHAR 30 SI --

apellidos Atributo VARCHAR 30 SI --

teléfono Atributo VARCHAR 20 NO --

móvil Atributo VARCHAR 20 NO --

email Atributo VARCHAR 50 NO --

direccion Atributo VARCHAR 100 NO --

fecha_nacimiento

Atributo DATE 8 NO --

Estado_civil Atributo integer 10 SI Soltero, Casado, Unión libre

Observaciones

Atributo TEXT - NO --

Descripción campos

Tabla 14. Descripción tabla paciente. CAMPO DESCRIPCIÓN

id_paciente Código que identifica al paciente como único.

id_ciudad Ciudad de residencia del paciente. id_eps Llave foránea que hace referencia a la

eps del paciente nombres Respectivos nombres del paciente. apellidos Respectivos Apellidos del paciente. teléfono Respectivo teléfono del paciente.

móvil Teléfono celular del paciente. email Respectivo E- mail del paciente.

direccion dirección actual del paciente fecha_nacimiento Fecha nacimiento del paciente.

Estado_civil Situación del paciente. Observaciones Observaciones que realiza el usuario

50

del paciente

Historia_Clinica Descripción: Situación del paciente de acuerdo a los acontecimientos médicos que han trascurrido a través de su vida. Tabla 15. Tabla historia Clinica.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCIO

N Id_historial PK BIGINT 22 SI UNICO Id_paciente FK BIGINT 11 SI UNICO

A_personales Atributo VARCHAR 200 NO -- A_alérgicos Atributo VARCHAR 200 NO --

A_farmacológicos

Atributo VARCHAR 200 NO --

A_patológicos Atributo VARCHAR 200 NO -- A_familiares Atributo VARCHAR 200 NO --

A_vacunación Atributo VARCHAR 200 NO -- A_hospitalarios Atributo VARCHAR 200 NO --

Descripción campos

Tabla 16. Descripción tabla historia Clinica. CAMPO DESCRIPCIÓN

Id_historial Código que identifica la historia clínica de un paciente como única.

Id_paciente Llave foránea que hace referencia a un

paciente. A_personales Archivos personales. A_alérgicos Archivos alérgicos.

A_farmacológicos Archivos farmacológicos. A_patológicos Archivos patológicos. A_familiares Archivos familiares.

A_vacunación Archivos de vacunación. A_hospitalarios Archivos hospitalarios

ECG

51

Descripción: tabla donde se almacena la información de la ruta las señales del electrocardiógrafo para una posible revisión posterior. Tabla 17. Tabla ECG.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCION

Id_ecg PK BIGINT 22 SI UNICO Id_paciente FK BIGINT 22 SI --

Id_ambulancia FK BIGINT 22 SI -- Ruta Atributo TEXT -- SI --

Descripción campos

Tabla 18. Descripción tabla ECG. CAMPO DESCRIPCIÓN Id_ecg Código que identifica la señal guardada

del electrocardiógrafo como única. Id_paciente Dirección en donde se almacenara la

señal del ECG en el disco duro.

Id_ambulancia Llave foránea que hace referencia a un paciente.

Ruta Llave foránea que hace referencia a una ambulancia.

AMBULANCIA

Descripción: Elemento de transporte del paciente desde el punto de atención hasta la clínica. Tabla 19. Tabla ambulancia.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCION

Id_ambulancia PK INTEGER 11 SI UNICO Id_tipo_ambulanci

a FK NUMBER 22 SI --

Placa Atributo

VARCHAR 50 SI UNICO

Descripción campos

Tabla 20. Descripción tabla ambulancia. CAMPO DESCRIPCIÓN

Id_ambulancia Código que identifica la ambulancia

52

como única. Id_tipo_ambulancia Llave foránea que hace a un

tipo_ambulancia. Placa matricula única de la ambulancia.

TIPO_AMBULANCIA

Descripción: Descripción de los tipos de ambulancia que existen de acuerdo a la emergencia presentada. Tabla 21. Tabla tipo ambulancia.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCION

Id_tipo_ambulancia

PK INTEGER 11 SI UNICO

Tipo Atributo

VARCHAR 30 SI UNICO

Componentes Atributo

TEXT -- SI --

Descripción campos Tabla 22. Descripción tabla tipo ambulancia.

CAMPO DESCRIPCIÓN Id_tipo_ambulancia Código que identifica un tipo de

ambulancia como único.

Tipo Descripción del tipo de ambulancia. Componentes Elementos que componen esta

ambulancia. EPS

Descripción: Esta tabla representa la empresa promotora de salud en donde esta inscrito el paciente. Tabla 23. Tabla eps.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCION

Id_eps PK INTEGER 11 SI UNICO Eps Atribut

o VARCHAR 100 SI UNICO

53

Descripción campos

Tabla 24. Descripción Tabla eps. CAMPO DESCRIPCIÓN Id_eps Código que identifica a la EPS como

única. Eps nombre de la empresa promotora de

salud CIUDAD

Descripción: Contiene de las ciudades Tabla 25. Tabla ciudad.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCION

Id_ciudad PK INTEGER 11 SI UNICO Id_departamento FK INTEGER 11 SI --

ciudad Atributo

VARCHAR 30 SI UNICO

Descripción campos

Tabla 26. Descripción tabla ciudad. CAMPO DESCRIPCIÓN

Id_ciudad Código que identifica una ciudad como única.

Id_departamento Llave foránea que hace referencia al departamento al que pertenece la

ciudad ciudad Nombre de la ambulancia

DEPARTAMENTO

Descripción: Contiene los departamentos. Tabla 27. Tabla departamento.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCION

Id_departamento PK INTEGER 11 SI UNICO Id_pais Atribut

o INTEGER 11 SI --

Departamento Atributo

VARCHAR 30 SI UNICO

54

Descripción campos

Tabla 28. Descripción tabla departamento. CAMPO DESCRIPCION

Id_departamento Código que identifica un departamento como único.

Id_pais Llave foránea que hace referencia al

país al que pertenece el departamento

Departamento Nombre del departamento PAIS Descripción: Contiene los paises. Tabla 29. Tabla pais.

CAMPO CLAVE TIPO LONGITUD OBLIGATORIEDAD DOMINIO O RESTRICCION

Id_pais PK INTEGER 11 SI UNICO pais Atribut

o VARCHAR 30 SI UNICO

Descripción campos Tabla 30. Descripción tabla pais.

CAMPO DESCRIPCION Id_pais Código que identifica un país como

único. pais Nombre del pais

55

5 PRESENTACION Y ANALISIS DE RESULTADOS Los resultados de la investigación se han dividido en dos etapas que son los

resultados de la visualización de la señal obtenida desde el Equipo Biomédico, la

visualización de los datos del paciente obtenida a partir de la recepción de su

código y los resultados del Pre-Diagnostico realizado por el software

Para estas pruebas se realizo una aplicación de escritorio que manejo el mismo

procesamiento de la información que la aplicación Web, esto por motivos de

limitaciones económicas.

Resultados de la visualización de la señal obtenida desde el Equipo Biomédico

Con respecto a las pruebas realizadas al software de visualización se tomo aproximadamente 7000 datos, obtenidos como se puede ver en las Figuras 15, 16, 17 y 18, una muy buena visualización de la derivación 2 de la señal de ECG para el paciente, sin modificar los valores y orden de los datos leídos por el aplicativo.

Figura 25. Visualización de la señal obtenida con el software.

56

La siguiente es la señal tomada desde un simulador de ECG, como se puede observar, posee menos ruido que la de un paciente real, pero esta condición no afecta el resultado final y persiste la atenuación de la señal.

Figura 26. Visualización de la señal obtenida con el simulador de ECG.

RESULTADOS DE LA VISUALIZACIÓN DE LOS DATOS DEL PACI ENTE OBTENIDA APARTIR DE LA RECEPCIÓN DE SU CODIGO

Figura 27. Visualización de los datos del paciente. Se recibió el código del paciente y los datos fueron consultados atisfactoriamente.

57

RESULTADOS DEL PRE-DIAGNOSTICO REALIZADO POR EL SOFTWARE DE LA DERIVADA II. Figura 28. Isquemia De Onda T Invertida

Las pruebas demostraron que los algoritmos detectaron satisfactoriamente una ISQUEMIA DE ONDA T INVERTIDA, como se puede ver en la figura 18 hay una depresión de la Onda T o supradesnivel de la misma, como consecuencia de una repolarización tisular alterada.

58

Figura 29. Infarto de onda q,

Las pruebas demostraron que los algoritmos detectaron satisfactoriamente un INFARTO DE ONDA Q, puesto que su duración es mayor a 0.04 segundos, a causa de una despolarización anormal o de tejido cicatrizado que no puede despolarizarse.

59

Figura 30. Ritmo normal

Las pruebas demostraron que los algoritmos detectaron satisfactoriamente en este trazado electrocardiográfico; un RITMO NORMAL, pues es notorio el ritmo sinusal por la presencia de ondas P; las cuales tienen una adecuada morfología, y duración, Frecuencia Cardiaca Normal (60 latidos por minuto), Complejos QRS bajo parámetros normales, Ondas T Normales sin supradesnivel o infradesnivel,

60

6 CONCLUSIONES

• La utilización de software libre para el desarrollo del prototipo funcional permitió la utilización de herramientas de software a menor costo sin afectar su calidad.

• En el diseño de los elementos de software requeridos para la puesta en

funcionamiento del prototipo fue indispensable tomar en cuenta la información histórica del paciente como base para el eficaz diagnostico del paciente por parte del medico.

• La transmisión en tiempo real desde un ECG ubicado en una ambulancia

hasta el Servidor situado en un Hospital. permitió que el prototipo funcionara como herramienta de diagnostico en línea, dando un valor agregado al proyecto.

• La aplicación de Pre-Diagnostico de la señal emitida desde un

electrocardiograma se ve limitada a realizarse solo para algunas enfermedades cardiacas debido al alto nivel de complejidad en su desarrollo.

61

7 RECOMENDACIONES

En la investigación se pudieron encontrar limitaciones financieras que repercutieron en el incompleto desarrollo del proyecto, las cuales pueden ser subsanadas realizando convenios de financiación con hospitales o entidad interesadas en el tema. La posibilidad de darle continuidad al proyecto se ve reflejada en las múltiples patologías a las cuales no se realizaron algoritmos de reconocimiento de diagnostico previo. También en las múltiples aplicaciones que puede tener la visualización de señales biomédicas.

62

BIBLIOGRAFÍA

A. C. Norris. Essentials of Telemedicine and Telecare. John Wiley & Sons Ltd, First Edition, England 2001.

Ciba de ilustraciones médicas-CORAZÓN, Tomo 5, Marzo 2000.

GUSTAFSSON, Fredrik. Adaptive Filtering and Change Detection. John Wiley & Sons, Ltd. 2000.

ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD OPS/OMS, Serie: Documentos Institucionales, Organismo Andino de Salud, Convenio Hipólito Unanue. APLICACIONES DE TELECOMUNICACIONES EN SALUD EN LA SUBREGIÓN ANDINA. 2001. UNIVERSIDAD EL BOSQUE,Hernando Matiz Camacho,Oscar Guierrez. ELECTROCARDIOGRAFIA BASICA DEL TRATADO AL PACIENTE. 2001. PRUTCHI, David. NORRIS, Michael., DESIGN AND DEVELOPMENT OF MEDICAL ELECTRONIC INSTRUMENTATION, A Practical Perspective of the Design, Construction and Test of Medical Devices. Wiley Interscience, 4TH Edition, 2005.

Recursive algorithm for the discrete cosine transform with general lengths. L.P. Chau and W.C. Siu. Electronic Letters, febrero 1994, vol. 3.

SEMMLOW, John L. Biosignal and Biomedical Image Processing MATLAB - Based Applications, Signal Processing and Communications Series. MARCEL DEKKER, INC. 2004. Pág. 87 – 124.

SCHNECK, D. J.. The Biomedical Engineering Handbook. Ed. Joseph D. Bronzino, Second Edition. 2000, Capítulo 1. Texas Instruments, TMS320C6713 Floating-Point Digital Signal Processor, Datasheet SPRS186D, Dec. 2001, rev. May 2003, http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tms320c6713.pdf Mónica Jaramillo, MD Instituto de Enfermedades Cardiovasculares Fundación Santa Fé de Bogotá

63

GLOSARIO 1. ASINCRONO: Petición o proceso que no esta sincronizada con el resto de

procesos de su clase.

2. ECG O EKG: siglas propias del la palabra electrocardiograma, en si son las

señales eléctricas del corazón que le permiten a un especialista realizar un

diagnóstico acerca del estado de un paciente, es de gran importancia para

el proyecto ya que el ECG es la señal a procesar por medio la interfaz.

3. EPS: empresa promotora de salud.

4. HIBERNATE: Manejador de modelo objeto/relacional que hace de traductor

entre la base de datos y java.

5. INTRAHOSPITALARIA: área que solo abarca centros de salud.

6. MUESTRA: Dato recibido en el servidor equivalente a un byte.

7. ON-LINE: se refiere a una transmisión realizada en línea, de manera que la

información sea recibida instantáneamente.

8. PRE- DIAGNOSTICO: Capacidad del sistema para generar un posible

diagnóstico del paciente tomando como base la señal electrocardiográfica

transmitida.

64

9. TELEMEDICINA: entendida como “medicina a distancia” y definida por la

OMS como “El suministro de servicios de atención sanitaria, en donde la

distancia constituye un factor crítico, para profesionales que apelan a las

tecnologías de la información y de la comunicación con el objeto de

intercambiar datos para hacer diagnósticos, preconizar tratamientos y

prevenir enfermedades y heridas, se perfila como un área del conocimiento

que coadyuva en el mejoramiento de la salud de las personas y de las

comunidades en que viven”.

10. TRAMA: grupo de bits que incluye datos, una o más direcciones y otra

información de control de protocolo.

11. TRIAJE: Documento en el cual se encuentra sus datos básicos, a que EPS

pertenece, se conoce el paciente de acuerdo a su estado y se clasifica su

estado de gravedad.

65

ANEXOS

66

TABLA DE COSTOS PROYECTO

Concepto Valor Unidad Cantidad Valor Total Salario Mes Ingeniero 45 horas semanales lunes a viernes

3.000.000 1 36.000.000 pesos moneda colombiana

Servidor Quad Core Intel® Xeon® E5320, 2 caché de 4 MB, 1,86 GHz, FSB a 1066 MHz [Incluido en el precio] 4GB 667MHZ FBD 4X1GB -2R RedHat Enterprise Linux 5 , 1-2 Socket, 1-year RedHat Network Subscription Unidad de disco duro SATA de 100 GB y 3,5 pulgadas a 7.200 rpm C1 SATA, sin RAID, controlador SATA integrado, unidades de disco duro SATA mín 1/máx 2

5.043.205 1 5.043.205 pesos moneda colombiana

Sistema Operativo x año RedHat Enterprise Linux 5

856.000 1 856.000 pesos moneda colombiana

Ip Fija Canal Dedicado Telefonica mensualidad 1 Gbps

3.000.000 12 36.000.000 pesos moneda colombiana

Total 77’ 899 205 pesos moneda colombiana

67

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES