Desarrollo de nueva herramienta no-invasiva para estudiar la propagación de la actividad onda lenta gástrica basada en el análisis de los movimientos vectoriales del electrogastrograma

Abstract

[ES] Los trastornos gastrointestinales funcionales son muy comunes en la población general. Muchas pruebas médicas de rutina no logran diagnosticar estos trastornos gastrointestinales funcionales y trastornos de la motilidad gastrointestinales. La electrogastrografía (EGG) ha surgido como una técnica alternativa para el diagnóstico de anomalías gástricas funcionales. En la literatura se ha contrastado la captabilidad de la actividad onda lenta gástrica en la superficie abdominal. No obstante, la aplicación clínica de EGG sigue siendo limitada debido a la controversia sobre la relación entre los parámetros temporales y espectrales y las patologías gástricas. Las últimas investigaciones se centran en estimar la velocidad de propagación de la actividad onda lenta gástrica mediante el mapeo del potencial bioeléctrico gastrointestinal en la superficie abdominal. En este trabajo fin de máster se propone una técnica novedosa y disruptiva basada en el análisis del vectorgastrograma de la actividad onda lenta gástrica para estudiar los movimientos vectoriales gástricos. Se elabora una base de datos de registros de EGG de 25 canales en ayunas y en postingesta en sujetos sanos. Para cada sujeto, se construye el vectorgastrograma en el plano X-Y de la actividad onda lenta gástrica a partir de la señal bipolar en dirección X e Y tanto en ayunas como postingesta. Se determina si hay una dirección de propagación principal en los movimientos vectoriales gástricos. Asimismo, se estudia si el vectorgastrograma presenta propiedades caóticas mediante el análisis de cuantificación de recurrencia. Se computan una serie de propiedades de la gráfica de recurrencia calculando la distancia entre distintos puntos de la trayectoria de vector gástrico. Además, se realiza el análisis estadístico de las distintas propiedades del vectorgastrograma entre ayunas y postingesta. Los resultados revelan una diferente respuesta de la actividad mioeléctrica gástrica entre los registros realizados. En ellos, se identifican diferencias significativas que marcan una dirección de propagación vertical mayor en las señales de postingesta, así como un aumento de la excursión. Finalmente, los parámetros del análisis de cuantificación de recurrencia corroboran como el estómago trabaja de forma más sincronizada para estas señales.

[CAT] Els trastorns gastrointestinals funcionals són molt comuns en la població general. Moltes proves mèdiques de rutina no aconsegueixen diagnosticar aquests trastorns gastrointestinals funcionals i trastorns de la motilitat gastrointestinals. La electrogastrografía (EGG) ha sorgit com una tècnica alternativa per al diagnòstic d'anomalies gàstriques funcionals. En la literatura s'ha contrastat la captabilidad de l'activitat ona lenta gàstrica en la superfície abdominal. No obstant això, l'aplicació clínica de EGG continua sent limitada a causa de la controvèrsia sobre la relació entre els paràmetres temporals i espectrals i les patologies gàstriques. Les últimes investigacions se centren en estimar la velocitat de propagació de l'activitat ona lenta gàstrica mitjançant el mapatge del potencial bioeléctrico gastrointestinal en la superfície abdominal. En aquest treball fi de màster es proposa una tècnica nova i disruptiva basada en l'anàlisi delvectorgastrograma de l'activitat ona lenta gàstrica per a estudiar els moviments vectorials gàstrics. S'elabora una base de dades de registres de EGG de 25 canals en dejú i en postingesta en subjectes sans. Per a cada subjecte, es construeix el vectorgastrograma en el pla X-I de l'activitat ona lenta gàstrica a partir del senyal bipolar en direcció X e I tant en dejú com postingesta. Es determina si hi ha una direcció de propagació principal en els moviments vectorials gàstrics. Així mateix, s'estudia si el vectorgastrograma presenta propietats caòtiques mitjançant l'anàlisi de quantificació de recurrència. Es computen una sèrie de propietats de la gràfica de recurrència calculant la distància entre diferents punts de la trajectòria de vector gàstric. A més, es realitza l'anàlisi estadística de les diferents propietats del vectorgastrograma entre dejunes i postingesta. Els resultats revelen una diferent resposta de l'activitat mioeléctrica gàstrica entre els registres realitzats. En ells, s'identifiquen diferències significatives que marquen una direcció de propagació vertical major en els senyals de postingesta, així com un augment de l'excursió. Finalment, els paràmetres de l'anàlisi de quantificació de recurrència corroboren com l'estómac treballa de forma més sincronitzada per a aquests senyals.

[EN] Functional gastrointestinal disorders are very common in the general population. Many routine medical tests fail to diagnose these functional gastrointestinal disorders and gastrointestinal motility disorders. Electrogastrography (EGG) has emerged as an alternative technique for the diagnosis of functional gastric abnormalities. The literature has contrasted the uptake of gastric slow wave activity at the abdominal surface. However, the clinical application of EGG remains limited due to controversy over the relationship between temporal and spectral parameters and gastric pathologies. Recent research focuses on estimating the propagation velocity of gastric slow wave activity by mapping the gastrointestinal bioelectric potential at the abdominal surface. In this master's thesis, a novel and disruptive technique based on the analysis of the vectorgastrogram of gastric slow wave activity is proposed to study gastric vector movements. A database of 25-channel fasting and post-stress EGG recordings in healthy subjects is constructed. For each subject, the vectorgastrogram in the X-Y plane of gastric slow wave activity is constructed from the bipolar signal in both fasting and postingesta. It is determined whether there is a main propagation direction in the gastric vector movements. We also study whether the vectorgastrogram exhibits chaotic properties by means of recurrence quantization analysis. A number of properties of the recurrence graph are computed by calculating the distance between different points of the gastric vector trajectory. In addition, statistical analysis of the different properties of the vectorgastrogram between fasting and postingesta is performed. The results reveal a different response of gastric myoelectric activity between recordings. Significant differences are identified in these recordings, which show a greater vertical propagation direction in the postingesta signals, as well as an increase in the excursion. Finally, the parameters of the recurrence quantification analysis corroborate how the stomach works more synchronously for these signals.