Thoracic impedance for cardiopulmonary resuscitation quality assessment and for circulation detection

Resumen

La muerte súbita cardiaca (MSC) es la muerte natural debida a un paro cardiaco que se define como el cese de una efectiva circulación sanguínea debido al fallo del corazón para bombear sangre. La MSC es una de las principales causas de muerte en los países industrializados. La mayoría de las MSCs ocurren en un entorno extrahospitalario donde una resucitación cardiopulmonar (RCP) de calidad y una desfibrilación temprana son determinantes para maximizar la supervivencia. Una RCP de calidad consta de compresiones torácicas mínimamente interrumpidas con una adecuada frecuencia y profundidad, relajación completa del pecho tras cada compresión y evitar la excesiva ventilación, todo ello con el fin de mantener un flujo de sangre oxigenada. La desfibrilación, es decir, una descarga eléctrica sobre el pecho del paciente, es la única forma de lograr el retorno espontáneo de la circulación (REC) cuando el ritmo cardiaco presente es fibrilación ventricular que es el más prevalente en el momento del colapso. Los desfibriladores externos automáticos (DEA) guían por medio de indicaciones sonoras y visuales a los rescatadores para que realicen la RCP y desfibrilación a víctimas de paro cardiaco. El uso de DEAs por parte de gente mínimamente entrenada ha reducido el tiempo hasta la aplicación de la desfibrilación. Sin embargo, los DEAs rara vez están equipados con sistemas de ayuda a la RCP capaces de guiar al rescatador hacia una RCP de calidad ya que estos sistemas son relativamente caros para su uso generalizado. Por lo tanto, a menudo las únicas señales disponibles en un escenario de resucitación son aquellas registradas por todo desfibrilador comercial: el electrocardiograma (ECG) y la señal de impedancia torácica (IT). La IT presenta fluctuaciones de distintas características debidas a las compresiones torácicas y las ventilaciones, y podría ser válida para medir los parámetros de calidad de la RCP.Los rescatadores tienen dificultades para reconocer un parada cardiaca y el REC durante la resucitación. Se ha comprobado que tomar el pulso en la carótida es inefectivo por lo que sería de gran ayuda que los DEAs estuvieran dotados con la habilidad de detectar circulación. La IT muestra fluctuaciones con cada latido efectivo del corazón cuando el paciente tiene pulso, y ha sido propuesta como indicador de REC.Esta tesis presenta un método para calcular los parámetros de calidad de la RCP en base exclusivamente a la señal IT; evalúa la viabilidad de la señal IT para estimar la profundidad de las compresiones; y propone un detector de circulación fiable basado en la señal IT. Cientos de episodios de resucitación obtenidos de paradas cardiacas extrahospitalarias han sido usados para desarrollar y testear los métodos.El trabajo comenzó con el desarrollo de un detector simultáneo de instantes de compresiones y ventilaciones. Se calcularon parámetros de calidad relacionados con la presencia y frecuencia de las compresiones y ventilaciones, y se evaluaron integrados en informes sobre calidad de la RCP e integrados en el sistema de ayuda a la RCP.Respecto a la profundidad de las compresiones, se analizó la relación lineal entre las características de las fluctuaciones de la IT y la profundidad máxima de las compresiones. La viabilidad de la señal IT para discriminar entre compresiones poco profundas y demasiado profundas, según se definen en las guías de resucitación, fue evaluada en un gran número de pacientes y rescatadores.El trabajo concluyó con el desarrollo de un método adaptativo para extraer de una manera fiable la componente de circulación de la señal IT. Un detector de circulación basado en características extraídas de la componente de circulación y del ECG fue propuesto, y podría ser integrado en un DEA para la detección de circulación o monitorización de REC.