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XIII MEDICAL 19 - APRILE 2020 Grazie ai recenti sviluppi nel campo dei sensori indos- sabili, il monitoraggio di tipo non invasivo dello stato di salute di una persona è diventata una realtà concreta. Oltre che alla rapida evoluzione tecnologica dei sensori, ciò è anche ascrivibile alla disponibilità di CPU caratte- rizzate da consumi e costi contenuti corredate da am- pie risorse di memoria in grado di elaborare complessi algoritmi che possono essere integrate in dispositivi di dimensioni ridotte come appunto quelli indossabili. La più recente tendenza in questo mercato prevede la com- binazione di due modalità di rilevamento differenti tra di loro all’interno di un unico chip al fine di ottenere un’integrazione ancora più spinta. L’integrazione di due sensori in un unico chip comporta numerosi vantaggi tra cui: • Riduzione degli ingombri (footprint). • Diminuzione dei costi. • Minore complessità nella stesura del layout della sche- da PCB. • Maggiore accuratezza del sensore grazie alla sincroniz- zazione del campionamento e alla minimizzazione del jitter del tempo di campionamento (ovvero la deviazione del clock di campionamento dalla sua posizione ideale). Maggiore durata della batteria grazie al trasferimento dei compiti di controllo dalla CPU principale. In quest'articolo verrà proposto un esempio di que- sto approccio – due sensori integrati in un chip singo- lo – illustrando le modalità da seguire per monitorare l’andamento di un’insufficienza cardiaca cronica uti- lizzando l’elettrocardiogramma e la fotopletismografia (EGP+PPG) oltre a sensori di bioimpedenza (BioZ) in una tipica applicazione clinica. Insufficienza cardiaca: uno sguardo in profondità Si definisce gittata (o portata) cardiaca il volume totale di sangue che viene pompato dal ventricolo sinistro in un de- terminato intervallo di tempo. Il volume di sangue per ogni contrazione sistolica è denominato “volume sistolico” (SV - Stroke Volume, o anche gittata sistolica). La gittata cardia- ca si ottiene moltiplicando il volume sistolico con il nume- ro di battiti al minuto (BPM). Nel caso di un’insufficienza cardiaca, il volume di sangue pompato dal cuore è di gran lunga inferiore rispetto a quello pompato da un cuore sano. L’insufficienza cardiaca è imputabile essenzialmente alle seguenti tre cause: ipertrofia ventricolare sinistra, stenosi della valvola cardiaca e ischemia ventricolare sinistra. In questo contesto ci si focalizzerà sull’ipertrofia ventricolare sinistra (LVH - Left Ventricular Hypertrophy). L’insufficien- za ventricolare sinistra è dovuta all’ipertrofia del ventrico- lo sinistro, che ha origine da un ispessimento del muscolo della camera cardiaca sinistra del cuore che provoca una diminuzione del volume di sangue necessario per il corret- to riempimento del ventricolo sinistro. L’incremento della massa del muscolo cardiaco provocato dall’LVH contribu- isce a diminuire ulteriormente la gittata cardiaca poiché i muscoli più spessi sono caratterizzati da una minor forza di contrazione, il che si traduce in una diminuzione della pressione sanguigna e di conseguenza della gittata cardiaca. Il reale pericolo associato a un’insufficienza cardiaca non è comunque la riduzione della gittata cardiaca. Nel momento in cui si manifesta un’insufficienza cardiaca, la gittata pro- veniente dal ventricolo sinistro diminuisce mentre il ven- tricolo destro continua a pompare sangue verso i polmoni. Questa differenza di pressione non bilanciata che di verifi- ca nelle camere cardiache provoca la fuoriuscita di plasma Steve Koh • Principal Member of the Technical Staff - Industrial & Healthcare Business Unit • Maxim Integrated Medical Una soluzione single-chip per il monitoraggio dell’insufficienza cardiaca con dispositivi indossabili Grazie all’integrazione di due sensori in un unico chip è ora possibile una diagnosi precoce d’insufficienza cardiaca attraverso il monitoraggio continuo e non invasivo dei parametri che indicano la presenza di tale patologia