RESUMEN

El aparato digestivo permite que los alimentos se conviertan en nutrientes y proporcionen al organismo las calorías y los elementos fundamentales para la vida, al mismo tiempo que se expulsan y eliminan los productos residuales de forma adecuada. La motilidad intestinal es muy importante para conseguir la segmentación del quimo y el tránsito intestinal y está determinada por la actividad mioeléctrica de las capas musculares intestinales. Dicha actividad también se denomina electroenterograma (EEnG). La señal mioeléctrica es el resultado de una componente de baja frecuencia que en condiciones fisiológicas está siempre presente llamada onda lenta (OL) o ritmo eléctrico básico (BER) que constituye el marcapasos intestinal; y una componente de alta frecuencia llamada spike bursts o potenciales rápidos de acción que está asociada a las contracciones intestinales. El análisis del EEnG es un paso clave para monitorizar la actividad intestinal. El estudio del BER intestinal no solo proporciona información acerca del ritmo básico de las contracciones del intestino, sino que puede ayudar a diagnosticar algunas patologías gastrointestinales. Para ofrecer esta herramienta como aplicación clínica, el registro de la señal del EEnG debe ser no invasivo.
El objetivo de la presente Tesis Doctoral es detectar la actividad del marcapasos intestinal y caracterizar el ritmo eléctrico básico en el EEnG externo, comparándo y estudiando su relación con el EEnG interno. Las señales analizadas fueron obtenidas simultáneamente en la superficie abdominal y en la serosa intestinal de perros Beagle en estado de ayuno. Los métodos de estimación autoregresivo (AR), autoregresivo de media móvil (ARMA), Prony y clasificación de señales múltiples (MUSIC), se emplearon para determinar la distribución espectral de potencia asociada a la actividad de la onda lenta, tanto en los registros internos como externos. Por otro lado, para estudiar la relación entre el espectro de la señal captada en superficie y las señales internas, se estimaron las funciones de coherencia utilizando los modelos autoregresivo multivariante (ARM) y MUSIC.
Se estudió el orden óptimo para los diferentes estimadores paramétricos, resultando que este orden cambia para diferentes tramos de señal, sujetos y canales. Se fijó un orden adecuado para cada estimador espectral, con ello, la frecuencia dominante de la distribución espectral de potencia proporcionada por los estimadores, está de acuerdo con la frecuencia de repetición de la onda lenta intestinal no solo en los registros internos sino también en los registros externos. Por lo tanto, es posible detectar no invasivamente el ritmo eléctrico básico del intestino. Por otra parte, se demostró que la frecuencia de la onda lenta puede cambiar a lo largo de las sesiones de registro en estado de ayuno. Esta evolución puede darse de  tres maneras diferentes: tipo I sin cambios significativos en la frecuencia de la BER; tipo II cuando la frecuencia de la BER sigue un patrón similar al índice de motilidad intestinal (IMI) pero con un retardo y finalmente el tipo III que es similar al tipo II, pero el cambio de la frecuencia de la BER está sincronizado con la evolución del IMI. 
La función de coherencia entre las señales internas y externas, presenta su valor máximo en la frecuencia del BER intestinal. Los valores obtenidos muestran que existe una relación lineal entre los espectros de las señales internas y externa. Concretamente, los resultados indican que la actividad intestinal registrada en la superficie abdominal corresponde a la región de yeyuno medio. Esto concuerda con los resultados obtenidos mediante el análisis espectral.
Este trabajo demuestra que es posible detectar no invasivamente la actividad del marcapasos intestinal y monitorizar la frecuencia del ritmo eléctrico básico del intestino mediante el registro en superficie abdominal del EEnG. Además, la metodología propuesta permite estimar la región del intestino delgado que ha sido registrada no invasivamente.