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APLICACIÓN DE LA OXIMETRIA DE PULSO EN EL DEPORTE Y EN LA AYUDA DIAGNÓSTICA
OTRAS INVESTIGACIONES EN MEDICINA DEL DEPORTE
troducción: El desarrollo de esta línea de investigación, se ha realizado bajo un grupo de trabajo pluridisciplinar, integrado por físicos, ingenieros electrónicos, médicos neumólogos y especialistas en medicina de la educación física y el deporte. Este grupo lleva más de diez años estudiando la fisiología y fisiopatología del transporte de oxígeno y, en consecuencia, la homeostasis de la oxigenación periférica y la adaptación a la hipoxia al esfuerzo físico. 2.- Grupos que lo integran: * Escuela Superior de Ingenieros Industriales. ICAI. Univ. Pontificia Comillas Madrid. * Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid. CSIC * Instituto de Microelectrónica de Madrid. CSIC. * Servicio de Neumología del Hospital Clínico San Carlos. * Escuela Profesional de Medicina de la Educación Física y el Deporte UCM.
APLICACIÓN DE LA OXIMETRIA DE PULSO EN EL DEPORTE Y EN LA AYUDA DIAGNÓSTICA
Proyectos de Investigación:
18 PROYECTOS REALIZADOS.
11 PROYECTOS EN CONVOCATORIAS COMPETITIVAS.
CREADO GRUPO DE INVESTIGACIÓN CONSOLIDADO DE LA UCM
2 PATENTES DESARROLLADAS
8 CONVOCATORIAS DEL CSD
3 CONVOCATORIAS DEL MEC
RED INBIO
7 ARTICULO 83
2º PREMIO NACIONAL ´EN INVESTIGACION
EN MEDICINA DEL DEPORTE
4 BECAS DE INVESTIGACIÓN PARA MEDICOS DEL DEPORTE DOS COLABORACIONES
MEDICOS Y ENFERMEROS
Compuesto por médicos deporte, físicos, químicos, Ingenieros,
licenciados Inef
Principales líneas de investigación
Pulsioximetría y ejercicio físico: . En raza negra. . En apnea del sueño y patología respiratoria. . Detección de apnea en conductores. . Relación con acido láctico.
Oximetria y ejercicio físico . Pruebas máximas en deportistas
Oximetría y ejercicio físico: . Aplicado al entrenamiento . En mujeres
CARBOXIHEMOGLOBINA: . Fetal. . Consumo de tabaco
1985 1991 1997 2004 2012
Tarjeta de salud Del deportista
25 años
2000 2006 2008 2010 2002
Fotopletismografía, Y frecuencia cardiaca
Desarrollo de Bebidas Isotónicas
Perfil Esteroideo Protocolo Muerte súbita
MIMEF
1.- Líneas de investigación actuales (1): A.- Aplicación a esfuerzo y recuperación en raza caucasiana:
Evaluar la evolución de la saturación de oxígeno tanto en esfuerzo como en recuperación en personas sanas sin patología. Aplicar el oxímetro a mujeres y hombres deportistas de raza caucasiana para demostrar que estos oxímetros presentan ventajas frente a los comerciales.
B.- Aplicación a deportistas (hombres y mujeres) de raza negra: Demostrar que este oxímetro es válido y supera a otros oxímetros en las determinaciones de saturación de oxígeno en personas de raza negra.
C.- Minimizar el efecto “ruido” generado por el movimiento: Evaluar la interferencia del movimiento en el máximo esfuerzo y así demostrar las ventajas de este oxímetro con respecto a los comercializados en la actualidad.
D.-Desarrollo para pruebas de esfuerzo para personas con patología: Servir al desarrollo de pruebas de esfuerzo protocolizadas para aplicar al estudio de patología respiratoria en función de los datos obtenidos en personas sanas. Aplicación de la oximetría en la prueba de esfuerzo en personas con apnea del sueño.
E.-Desarrollo de un modelo matemático que explique la modificación de la saturación de oxígeno al esfuerzo:
Desarrollar un modelo matemático que nos permita explicar las modificaciones que observamos en la saturación de oxígeno durante la realización de esfuerzos máximos
1.- Líneas de investigación actuales (2): F.- Tarjeta de salud del deportista:
Sentar las bases para un reconocimiento médico deportivo de los deportistas ADO y que puedan disponer de esta información en otras partes del mundo
G.- Fotopletismografía y frecuencia cardiaca: Mejorar el algoritmo matemático de procesamiento del oxímetro para registrar mejor la frecuencia cardiaca en movimiento
H.- Desarrollo de bebidas isotónicas: Indicar las composiciones más adecuadas para el desarrollo de bebidas isotónicas en el ámbito del deporte
I.-Perfil esteroideo: Mejorar la determinación de toma de esteroides endógenos por deportistas y en función de la delección genética UGTB17
J.-Monitorización Inalámbrica Multiparamétrica del Ejercicio Físico Desarrollo de un aparato de medida indirecto de ácido láctico y con localizador GPS
Oxímetro deReflexión
Fuente de Luz
InfrarrojoRojo
Filtros
Fotocélula
Sangre
Oxímetro deTransmisión
Fuente de Luz
InfrarrojoRojo
Filtros
Fotocélula
Sangre
Oximetría
METODOLOGIA:
Espectro de absorción de las principales variedades de la hemoglobina adulta normal.
El sistema de medida está compuesto por el sensor óptico basado en diodos láser del infrarrojo cercano, fijado al extremo de un dedo (lecho vascular pulsátil), electrónica del sensor y un ordenador personal (PC) con la tarjeta de adquisición de datos (DAQ) y los programas de adquisición y procesamiento.
Oximetría
OXIMETRIA + ERGOMETRIA RESPIRATORIA
- Permite un control continuo de la saturación de oxí en el torrente sanguíneo.
- Su importancia radica en el registro continuo de ca eventuales en la saturación de oxígeno.
- Es un método incruento, de fácil uso y confortable el deportista.
Oximetría
ESTUDIOS REALIZADOS: Estudios realizados hasta la actualidad por nosotros : 1.-Aportaciones fisiológicas de la medida continua de la saturación de oxígeno en atletas de ambos sexos que realizan pruebas de esfuerzo máximas. 2.- Medidas durante las pruebas de esfuerzo en tapiz rodante en mujeres deportistas. 3.- Determinación continua de la saturación de oxígeno por oximetría de pulso y su relación con el metabolismo del ácido láctico. 4.- Oximetría de pulso de múltiple longitud de onda en hombres de raza negra que practican deportes aeróbicos.
Total estudiados Deportistas varones Deportistas mujeres
Número 51 25 26
Deportistas mujeres Número 26
Ciclistas varones Número 17
Ciclistas varones raza caucasiana
Ciclistas varones de raza negra
Número 17 2
Oximetría
RESULTADOS:
Resultados 1:
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
Sat O
2 (%)
20
25
30
35
40
cocie
nte
14:28:01 14:30:31
14:33:01
14:35:31 14:38:01
14:40:31
14:43:01
Tiempo
Sat O2 Eq O2 Eq Co2
Oximetría
RESULTADOS:
Resultados 2:
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Prob acum observada
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Prob acum esperada
Sexo: 1
Variable dependiente: tdevt2min
Gráfico P-P normal de regresión Residuo tipificado
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Prob acum observada
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Prob acum esperada
Sexo: 2
Variable dependiente: tdevt2min
Gráfico P-P normal de regresión Residuo tipificado
Rectas de regresión variable dependiente tiempo de aparición del segundo umbral para varón (sexo 1) y mujer (sexo 2) y sus coeficientes de correlación obtenidas a partir del punto de inicio del descenso de la saturación de oxígeno.
Oximetría
RESULTADOS:
Resultados 3:
Resultados de todas las variables estudiadas en los deportistas junto con el ácido láctico y saturación de oxígeno
jorgecsic1
50
70
90
110
130
150
170
190
0:10
1:20
2:30
3:40
4:50
6:00
7:10
8:20
9:30
10:4
0
11:5
0
13:0
0
14:1
0
tiempo
equi
vale
nte
0
20
40
60
80
100
120
saturaciónpulsoFClactatoVO2VEO2VECO2VE
Oximetría
Resultados 4 (EN RAZA NEGRA):
300 600 900 1200 1500 1800
60
80
100
120
140
160
180
94
96
98
100
300 600 900 1200 1500 1800
60
80
100
120
140
160
180
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
ECG
f (bp
m)
t (s)
comercial
sat
urac
ión
ECG
prototipo
f (bp
m)
t (s)
q
400 600 800 1000 1200 1400 160020
40
60
80
100
120
140
160
180
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
400 600 800 1000 1200 1400 160050
100
150
200
88
90
92
94
96
98
ECG
ECG
f (bp
m)
t (s)
prototipo
q
f pul
sox
satu
raci
óncomercial
Oximetría
Desarrollo de un modelo matemático:
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
0:10
1:00
0:50
1:40
2:30
3:20
4:10
5:00
5:50
6:40
7:30
8:20
9:10
10:0
0
10:5
0
11:4
0
12:3
0
13:2
0
14:1
0
15:0
0
15:5
0
tiempo
satu
raci
ó
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
68
72
76
80
equi
vale
nte
SaturaciónVO2/kgVEO2VECO2
Oximetría
ESTUDIO PARA LA PREVENCIÓN DE LA MUERTE SÚBITA DE LOS DEPORTISTAS FEDERADOS EN LA COMUNIDAD DE
MADRID:
1.- INTRODUCCIÓN: 2.- DESARROLLO DEL ESTUDIO: 1. Criterios de inclusión: 2. Criterios de exclusión: 3. Procedimiento: 4. Confidencialidad: 5. Emisión de Informe:
Muerte súbita del deportista
PROCEDIMIENTO: Deportista presenta síntomas o aparecen
datos en su reconocimiento
Medico-deportivo
Médico suyo estudia su caso, mira si cumple criterios y va
preparando papeles y pruebas
(Historia Clinica, Exploración, ECG, Prueba de esfuerzo, ECO)
y llama a la Unidad si hay sospecha.
Unidad de Investigación Cardiovascular del Instituto Cardiovascular del Hospital
Universitario Clínico San Carlos. (Tel: 913303882, horario: 8 a 17 h L a V)
Consentimiento + Cuestionario + Diagnostico de sospecha
Llama para explicar
Llama para pedir cita
Muerte súbita del deportista
Enfermedad Gen Canalopatías Síndrome QT largo (QTL) QTL-1 KCNQ1, codificante para un canal de K+ cardiaco
(KVQTL1) QTL-2 KCNH2, codificante para un canal de K+ cardiaco
(HERG) QTL-3 SCN5A, codificante para un canal de Na+ cardiaco
(Nav 1.5) Síndrome de Brugada (S.B.) SCN5A, codificante para un canal de Na+ cardiaco
(Nav 1.5) Taquicardia Catecolaminérgica Ventricular Polimórfica (CPVT)
RYR-2, codificante para el receptor de rianodina tipo 2.
Patologías estructurales Miocardiopatía Hipertrófica (MCH) MYH7 codificante para la β-miosina de cadena
pesada, MYBPC3 codificante para la proteína C ligada a miosina tipo 3 y TNNT2 codificante para la troponina T cardiaca.
Displasia Arritmogénica Ventriculo Derecho (DAVD)
PKP2, codificante para la placofilina-2, PKG codificante para la proteína placoglobina, DSP codificante para la desmoplaquina, DSG2 codificante para la desmogleína-2 y DSC2 codificante para la desmocolina-2.
Síndrome de Wolf-Parkinson-White (WPW)
PRKAG-2 (exón 15), codificante para la enzima protein kinasa dependiente de 5´ AMP.
Enfermedades Marfanoides TGFβR-1 y TGFβR-2, codificantes para los receptores del factor de crecimiento transformante 1 y 2 respectivamente. En algunos casos análisis fibrilina.
Patologías susceptibles de provocar muerte súbita y su relación con alteraciones genéticas conocidas
Puerta
Muerte súbita del deportista
Bebida Isotónica
CARACTERISTICA BEBIDAS ISOTÓNICAS Azúcar Total azúcares (carbohidratos sencillos)(%)
7
Fructosa (%) Sin fructosa Glucosa (%) Con glucosa Sacarosa (%) Con sacarosa Maltosa (%) Con maltodextrinas Minerales Sodio (mg/100 ml) 40 mgr/10ml Potasio (mg/100 ml) 15 mg/100 ml Magnesio (mg/100 ml) (%CDR)
4%
Calcio (mg/100 ml) (%CDR)
30 (3,7%)
Cloruros (mg/100 ml)
60 mgr/100ml
Fosfatos (mg/100 ml) 10 mgr/100ml Selenio 3,3 mcg/100ml (20 mcg en total) Zinc 0,5 mgr/100ml Vitaminas Sin cantidades Vitamina C (ácido ascórbico) (mg/100 ml)
sí
Vitamina B1 (tiamina) (mg/100 ml
si
Vitamina B2 (riboflavina) (mg/100 ml)
si
Vitamina B6 (piridoxal) (mg/100 ml
si
Pantotenato cálcico (mg/100 ml)
si
Niacina si Acido Fólico si Vitamina B12 (cianocobalamina)
si
Vitamina A (retinol)( g/100 ml)
no
Vitamina E (mg/100 ml) no
1. AGENTES ANABOLICOS: EXÓGENOS: ENDÓGENOS:
androstenediol (androst-5-ene-3β,17β-diol); androstenediona (androst-4-ene-3,17-dione); dihydrotestosterone (17β-hydroxy-5α-androstan-3-one) ; prasterone (dehydroepiandrosterone, DHEA); testosterone and the following metabolites and isomers: 5α-androstane-3α,17α-diol; 5α-androstane-3α,17β-diol; 5α-androstane-3β,17α-diol; 5α-androstane-3β,17β-diol; androst-4-ene-3α,17α-diol; androst-4-ene-3α,17β-diol; androst-4-ene-3β,17α-diol; androst-5-ene-3α,17α-diol; androst-5-ene-3α,17β-diol; androst-5-ene-3β,17α-diol; 4-androstenediol (androst-4-ene-3β,17β-diol); 5-androstenedione (androst-5-ene-3,17-dione); epi-dihydrotestosterone; epitestosterone; 3α-hydroxy-5α-androstan-17-one; 3β-hydroxy-5α-androstan-17-one;
19-norandrosterone; 19-noretiocholanolone.
T/E relación mayor de (4) Se tiende a buscar perfil esteroideo
OTROS: Clenbuterol, moduladores selectivos del receptor de andrógeno (SARMs), tibolona, zeranol, zilpaterol.
Lista de sustancias prohibidas AMA 2012 (Tanto en Competición como Entrenamiento)
1-androstendiol (5α-androst-1-en-3β,17β-diol); 1-androstendiona (5α-androst-1-en-3,17-diona); bolandiol (19-norandrostendiol); bolasterona;boldenona; boldiona (androsta-1,4-dieno-3,17-diona); calusterona;clostebol; danazol (17α-etinil-17β-hidroxiandrost-4-eno[2,3-d]isoxazol);dehidroclorometiltestosterona (4-cloro-17β-hidroxi-17α-metilandrosta-1,4-dien-3-ona); desoximetiltestosterona (17α-metil-5α-androst-2-en-17β-ol);drostanolona; estanozolol; estenbolona; etilestrenol (19-nor-17α-pregna-4- en-17-ol); fluoximesterona; formebolona; furazabol (17β-hidroxi-17α-metil-5α-androstano[2,3-c]-furazan); gestrinona; 4-hidroxitestosterona (4,17β-dihidroxiandrost-4-en-3-ona); mestanolona; mesterolona; metandienona (17β-hidroxi-17α-metilandrosta-1,4-dien-3-ona); metandriol; metasterona (2α,17α-dimetil-5α-androstan-3-ona-17β-ol); metenolona; metildienolona (17β-hidroxi-17α-metilestra-4,9-dien-3-ona); metil-1-testosterona (17β-hidroxi-17α-metil-5α-androst-1-en-3-ona); metilnortestosterona (17β-hidroxi-17α-metilestr-4-en-3-ona); metiltestosterona; metribolona (metiltrienolona, 17β-hidroxi-17α-metilestra-4,9,11-trien-3-ona); mibolerona; nandrolona; 19- norandrostendiona (ester-4-en-3,17-diona); norboletona; norclostebol;noretandrolona; oxabolona; oxandrolona; oximesterona; oximetolona; prostanozol (17β-hidroxi-5 α -androstano[3,2-c]pyrazol); quimbolona; 1- testosterona (17β-hidroxi-5α-androst-1-en-3-ona); tetrahidrogestrinona(18a-homo-pregna-4,9,11-trien-17β-ol-3-ona); trembolona y otras sustancias con estructura química o efectos biológicos similares.
Perfil esteroideo
Perfil esteroideo
Glucuronidación.- La reacción consiste en agregar un grupo glucuronil en un grupo hidroxilo, amino o sulfhidrilo del tóxico. La enzima que cataliza la reacción es la UDP glucuronil transferasa y el donador del grupo polar es el ácido UDP glucurónico. La enzima se encuentra localizada en el retículo endoplásmico, a diferencia de las otras enzimas de la Fase II que se localizan en el citosol. Los compuestos glucuronidados son muy solubles en agua y aparecen en la orina y en la bilis. Existe un número muy grande de xenobióticos que son substrato de esta enzima. UGT2B17: la mayor enzima para la glucuronización de la testosterona
Perfil esteroideo
Será posible que el perfil esteroideo en deportistas tenga relación con parámetros fisiológicos y genéticos.
Se podrán desarrollar de modelos matemáticos para la determinación de niveles umbrales de esteroides en control de dopaje.
MICINN I+D DEP2009-14788-C03-01/02/03 (subprograma DEPO)
AEA-LCD: D. J. A. Muñóz-Guerra Revilla, Dña S. Vargas Gª-Tenorio, Dña E. Serrano Garde, Dña A. B. Soldevilla. EPMD: D Francisco Miguel Tobal, Dña Pilar Martín Escudero, Dña Mercedes Galindo Canales UAI-UG_HCSC: Dña. Cristina Fernández, Dña Náyade del Prado, D. Manuel Enrique Fuentes Ferrer, Dña. Laura Barreales Tolosa, Dña. Sara Cano Escudero. Dña. Mª Luisa Maestro de las Casas, Dña. Dña. Silvia Veganzones de Castro, Dña. Sara Rafael Fernández.
Será posible que el perfil esteroideo en deportistas tenga relación con parámetros fisiológicos y genéticos.
Se podrán desarrollar de modelos matemáticos para la determinación de niveles umbrales de esteroides en control de dopaje.
MICINN I+D DEP2009-14788-C03-01/02/03 (subprograma DEPO)
AEA-LCD: D. J. A. Muñóz-Guerra Revilla, Dña S. Vargas Gª-Tenorio, Dña E. Serrano Garde, Dña A. B. Soldevilla. EPMD: D Francisco Miguel Tobal, Dña Pilar Martín Escudero, Dña Mercedes Galindo Canales UAI-UG_HCSC: Dña. Cristina Fernández, Dña Náyade del Prado, D. Manuel Enrique Fuentes Ferrer, Dña. Laura Barreales Tolosa, Dña. Sara Cano Escudero. Dña. Mª Luisa Maestro de las Casas, Dña. Dña. Silvia Veganzones de Castro, Dña. Sara Rafael Fernández.
Caracterizar el perfil esteroideo en deportistas y su relación con parámetros fisiológicos mediante la medición de la concentración en orina de: Testosterona, Epitestosterona, Androsterona, Etiocolanolona, Dehidrotestosterona y Dehidroepiandrosterona. Así mismo se medirá la variabilidad de una serie de relaciones entre anabolizantes (Testosterona / Epitestosterona) y la concentración de la hormona Hormona Luteneizante (LH) inductora de la síntesis de esteroides.
Construir modelos matemáticos que permitan establecer intervalos de confianza dentro del cual cualquier fluctuación de los parámetros característicos del perfil esteroideo será considera como “normal”.
Estudio de la influencia genómica en la determinación del perfil esteroideo: describir la frecuencia de aparición de la deleción polimórfica; UGT2B17.
Validar el modelo mediante el estudio longitudinal retrospectivo de muestras de orina de deportistas de élite suministrados de modo anónimo por la Comisión de seguimiento y Salud del Deportista [CCSSD] dependiente del Consejo Superior de Deportes.
Perfil esteroideo
P<0,001
Perfil esteroideo RESULTADOS
MIMEF
Monitorización Inalámbrica Multiparamétrica del Ejercicio Físico
ZURELITE SPORTS SYSTEMS SL
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