Desarrollo de herramientas para la caracterización robusta de patologías cardíacas ventriculares

Abstract

[ES] Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de defunción en todo el mundo, y por tanto resulta especialmente relevante para la ciencia y la práctica médica conocer en profundidad el estado fisiológico del propio aparato circulatorio humano. Para ello, el electrocardiograma (ECG) es una técnica de monitorización del funcionamiento del ritmo cardíaco completamente asentada en la medicina moderna, siendo una de las más relevantes a considerar a la hora de evaluar el estado del corazón de cualquier paciente. No en vano, este procedimiento permite captar señales bioeléctricas procedentes de dicho órgano, las cuales son indicativas de la presencia o ausencia de múltiples patologías cardíacas (isquemias, fibrilaciones, arritmias¿etc). Las señales proporcionadas por esta técnica diagnóstica pueden ser procesadas y analizadas mediante procedimientos informáticos muy diversos para obtener información sobre distintos parámetros clínica y fisiológicamente relevantes. El presente proyecto de fin de grado tiene como propósito fundamental el diseño, desarrollo y aplicación de diversas herramientas informáticas de procesamiento de datos, con el objetivo fundamental de aplicarlas en la detección de dos patologías ventriculares concretas: la taquicardia y la fibrilación ventriculares. Para ello se procesarán 22 registros electrocardiográficos de 16 pacientes obtenidos de una base de datos pública reconocida internacionalmente (PhysioNet) con patologías ventriculares. En primer lugar se identificarán mediante inspección visual los tramo correspondientes al ritmo sinusal normal y aquellos tramos de tipo patológico. Tras el acondicionamiento de las señales analizadas, se desarrollará un software para la caracterización de estas señales mediante la obtención de parámetros temporales y espectrales clásicos en la caracterización de señales electrocardiográficas humanas y otros más novedosos que miden el grado de complejidad y organización de las mismas. Finalmente se realizará un análisis comparativo de las señales procesadas, identificando patrones que faciliten su caracterización de manera fiable y favorezcan una detección rápida y eficaz de las patologías cardíacas ventriculares más importantes.

[EN] Cardiovascular diseases are the main cause of death worldwide, and therefore it is especially relevant for science and medical practice to know in depth the physiological state of the human circulatory system itself. For this, the electrocardiogram (ECG) is a technique for monitoring the operation of the heart rhythm fully established in modern medicine, being one of the most relevant to consider when evaluating the heart condition of any patient. Not surprisingly, this procedure allows the capture of bioelectric signals from said organ, which are indicative of the presence or absence of multiple cardiac pathologies (ischemia, fibrillation, arrhythmia ... etc). The signals provided by this diagnostic technique can be processed and analyzed using very different computer procedures to obtain information on different clinically and physiologically relevant parameters. The present end-of-degree project has as its fundamental purpose the design, development and application of various computer tools for data processing, with the fundamental objective of applying them in the detection of two specific ventricular pathologies: tachycardia and ventricular fibrillation. To do this, 22 electrocardiographic records of 16 patients obtained from an internationally recognized public database (PhysioNet) with ventricular pathologies will be processed. First, the sections corresponding to normal sinus rhythm and those sections of pathological type will be identified by visual inspection. After conditioning the analyzed signals, a software for the characterization of these signals will be developed by obtaining classic temporal and spectral parameters in the characterization of human electrocardiographic signals and other more novel ones that measure the degree of complexity and organization of the same. Finally, a comparative analysis of the processed signals will be carried out, identifying patterns that facilitate their characterization reliably and favor rapid and effective detection of the most important ventricular cardiac pathologies.

[CA] El present projecte de fi de grau té com a propòsit fonamental el disseny, desenvolupament i aplicació de diverses eines informàtiques de processament de dades per a la caracterització de registres ECG. La finalitat de les mateixes consisteix en la detecció de dues patologies ventriculars concretes: la taquicàrdia i la fibril·lació ventriculars; perseguint el propòsit de diferenciar-les del ritme sinusal normal i, de ser possible, d'establir diferències clares entre elles que afavorisquen la seua discriminació.