arritmias

ANALISIS DE VARIABILIDAD DE SEALES CARDIOVASCULARES UTILIZANDO TCNICAS DE

PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEALES

JULIO ENRIQUE RAMIREZ HERNANDEZ

MARIA ISABEL GUAPACHA GARCIA

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERIAS ELCTRICA, ELCTRONICA,

FSICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACIN PROGRA DE INGENIERIA ELCTRICA

PEREIRA

ANALISIS DE VARIABILIDAD EN SEALES CARDIOVASCULARES UTILIZANDO TCNICAS DE

PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEALES

JULIO ENRIQUE RAMIREZ HERNANDEZ MARIA ISABEL GUAPACHA GARCIA

Trabajo de grado para optar a el ttulo de ingenieros electricistas

DIRECTOR:

ING. EDUARDO GIRALDO

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE INGENIERIAS ELCTRICA, ELCTRONICA,

FSICA Y CIENCIAS DE LA COMPUTACIN PROGRAMA DE INGENIERIA ELCTRCA

PEREIRA

La elaboracin de este proyecto va dedicad a todos aquellos que colaboraron en su realizacin en especial

a mis dos hermosos hijos y a mi compaero de aventura por todo su cario y apoyo.

CAPITULO 1

VARIACIN EN SEALES ELECTROCARDIOGRFICAS

1.1 INTRODUCCIN.

En este capitulo daremos una visin bsica acerca de: Que es un electrocardiograma, las

ondas que lo conforman, las patologas ms conocidas asociadas al electrocardiograma

(ECG) y la variabilidad del ECG en presencia de estas patologas.

1.2 QUE ES UN ELECTROCARDIOGRAMA?

Un electrocardiograma conocido como ECG es un registro visible de la actividad

elctrica del corazn, inscrito por un estilete que traza dicha actividad en una tira de

papel (Fig. 1.0), la cual se desplaza en forma continua, dando forma a una onda que nos

indicaran la transmisin del impulso elctrico que contrae al msculo cardiaco y por

tanto, lo hace realizar su trabajo (expulsar sangre por una parte especifica).

(a) (b)

Fig. 1.1. (a) Electrocardigrafo digital. [1] (b) Papel utilizado para la toma de

electrocardiograma

1.3 ANALISIS DEL SISTEMA CARDIACO.

Lo que se pretende con este anlisis es conocer un poco sobre la anatoma del corazn

y el origen de su actividad elctrica, lo cual da principio a este trabajo.

1.3.1 ANATOMIA DEL CORAZN

Fig. 1.2. El corazn y fisiologa [2].

En la figura 2 podemos observar la anatoma del corazn humano, conformado

bsicamente por cuatro cavidades: la aurcula derecha e izquierda y los ventrculos

derecho e izquierdo. En su parte superior esta ubicada la vena cava superior, cayado de

la aorta, la vlvula pulmonar; en su lado derecho se observa la vena pulmonar derecha,

msculo papilar, vlvula tricspide y la vena cava inferior; al lado izquierdo tiene, vena

pulmonar izquierda, vlvula mitral, vlvula artica, tabique interventricular y la aorta.

Conociendo la distribucin fisiolgica del corazn podemos ya empezar a comprender

el sistema de conduccin cardaco, el cual comienza en el nodo sinusal y se extiende

hasta el miocardio auricular y ventricular [2].

1.3.2 SISTEMA DE CONDUCCIN CARDIACO

Figura 1.3. Sistema de conduccin cardiaco [3]. 1.3.2.1 NODO SINUSAL (SENOAURICULAR SA)

Nodo SA, esta situado en la parte superior de la aurcula derecha, ligeramente lateral a la unin de la orejuela correspondiente a este lado y la vena cava superior, en

condiciones normales, este ndulo genera un estmulo elctrico cada vez que el corazn

late, el cual viaja a travs de las vas de conduccin y hacen que las cavidades bajas del

corazn se contraigan y bombeen la sangre hacia fuera. Ver Figura 3 [3].

1.3.2.2 NODO AURICULO-VENTRICULAR (AV) El Nodo AV, Localizado en la aurcula derecha en su parte baja, al lado derecho del septo nter auricular y el anillo fibroso central exactamente encima de los ventrculos,

aqu llega el impulso elctrico proveniente del nodo SA, es aqu en el nodo AV donde

se retrasan los impulsos durante unos breves instantes para continuar por la va de

conduccin a travs del Haz de His hacia los ventrculos. Este es conocido tambin

como el marcapaso fisiolgico. Ver Figura 3 [3].

1.3.2.3 CONDUCCIN A NIVEL AURICULAR El modo de conduccin de los impulsos a las aurculas ha sido un tema de bastante

controversia. A nivel de aurculas no existe un verdadero tejido de conduccin (a

diferencia de los ventrculos que si cuentan con tejido conductivo: el Haz de His y fibras

de Purkinje).El impulso se transmite en forma radial y sincitial (la mas rpida) desde el

nodo SA al nodo AV, de manera que se admite que hay tres reas de fibras musculares

de conduccin ms rpida llamadas: 1)

internodal media de Wenckebach

1.3.2.4 HAZ DE HIS Pequea banda de fibras mioc

proveniente de las aurculas a los

parte posterior inferior del septo membranoso y se dirige en direccin anterior y medial.

Tiene una longitud aproximada de 1cm, antes de dividirse siendo el

ramificado [4].

1.3.2.5 RAMAS Y FIBRAS DE PURKINJE La porcin ramificada, comienza con las fibras que

cascada. La rama izquierda se divide en dos ramas principales:

1) La rama antero-superior, que se dirige hacia arriba y adelante terminando en el

msculo papilar anterior.

2) Rama postero-inferior, que se dirige hacia atr

papilar posterior.

Despus de dar las ramas para formar la rama izquierda el Haz continua como la

rama derecha. Tanto la ra

trayecto no ramificado, para final

conectaran con el endocardio ventricular

1.4 ECG NORMAL Y ANATOMIA CARDIACA CORRELATIVA

El electrocardiograma como ya se

actividad elctrica del corazn,

evaluar dicha actividad, el ECG esta compuesto por varias ondas e intervalos que

representan el comportamiento del

numerales.

1.4.1 ECG Normal:

Todos los latidos cardiacos aparecen con morfologas similares, separados por espacios

iguales; cada uno esta formado por tres unidades principales: Onda P, complejo QRS y

onda T. Aunque para muchas aplicaciones se hace necesario estudiar el compl

como ondas separadas tomando segmentos y

Figura

de conduccin ms rpida llamadas: 1) Va internodal anterior de Bachmann

Wenckebach y 3) Va internodal posterior de Thorel

miocrdicas especializadas que conduce la onda de contraccin

de las aurculas a los ventrculos. Cruza el triangulo fibroso pasando por la

inferior del septo membranoso y se dirige en direccin anterior y medial.

Tiene una longitud aproximada de 1cm, antes de dividirse siendo el

RAMAS Y FIBRAS DE PURKINJE

La porcin ramificada, comienza con las fibras que forman la rama izquierda en

. La rama izquierda se divide en dos ramas principales:

superior, que se dirige hacia arriba y adelante terminando en el

inferior, que se dirige hacia atrs y abajo, terminando en el msculo


rama derecha. Tanto la rama izquierda y derecha estn aisladas durante todo su

trayecto no ramificado, para finalmente ramificarse en fibras de Purkinje que se

conectaran con el endocardio ventricular [5].

ECG NORMAL Y ANATOMIA CARDIACA CORRELATIVA

como ya se haba mencionado es un registro relativo de la

del corazn, adems es el procedimiento ms sencillo y


representan el comportamiento del corazn de las cuales se hablar en los



Aunque para muchas aplicaciones se hace necesario estudiar el compl

como ondas separadas tomando segmentos y analizando sus caractersticas

Figura 1.4. Esquema de una seal electrocardiogrfica.

de Bachmann 2) Va

3) Va internodal posterior de Thorel [4].

especializadas que conduce la onda de contraccin

Cruza el triangulo fibroso pasando por la

inferior del septo membranoso y se dirige en direccin anterior y medial.

Tiene una longitud aproximada de 1cm, antes de dividirse siendo el Haz no

forman la rama izquierda en

superior, que se dirige hacia arriba y adelante terminando en el

s y abajo, terminando en el msculo


aisladas durante todo su

mente ramificarse en fibras de Purkinje que se

ECG NORMAL Y ANATOMIA CARDIACA CORRELATIVA

es un registro relativo de la

s sencillo y rpido para


en los prximos



Aunque para muchas aplicaciones se hace necesario estudiar el complejo QRS

caractersticas.

4. Esquema de una seal electrocardiogrfica.

1.4.2 LATIDO CARDIACO AISLADO NORMAL

Figura 1.

Cada latido se manifiesta por cinco ondas fundamentales: P, Q, R, S, T. Las ondas Q, R

y S representan la activacin ventricular. Suel

complejo QRS [7].

1.4.2.1 EL CORAZN CON

Cada onda representa la transmisin de un impulso elctrico que contrae al msculo

cardiaco y por lo tanto lo hace expulsar sangre por una parte especfica del corazn.

LATIDO CARDIACO AISLADO NORMAL:

1.5. Ondas de un latido normal del corazn.

latido se manifiesta por cinco ondas fundamentales: P, Q, R, S, T. Las ondas Q, R

y S representan la activacin ventricular. Suelen considerarse como una unidad

CON RELACIN AL ECG:



(a)

(b)

latido se manifiesta por cinco ondas fundamentales: P, Q, R, S, T. Las ondas Q, R

en considerarse como una unidad El



(c)

Figura 1.6. (a) La onda P representa el impulso que atraviesa las aurculas (parte

superior del corazn). (b) El complejo QRS representa el impulso que atraviesa los

ventrculos, situados por debajo de las aurculas. (c) La onda T es originada por la

recuperacin elctrica (repolarizacin) de los ventrculos, momento en el cual no hay

contracciones cardiacas.

De estas caractersticas y definiciones de las ondas hablaremos ms adelante.

1.4.2.2 VA ELCTRICA NORMAL:

La onda P (onda auricular) empieza en el nodo SA (marcapaso fisiolgico normal),

localizado en la parte alta de la aurcula derecha. El complejo QRS (onda ventricular),

empieza en el nodo AV, localizado en la parte superior de los ventrculos. Ambos nodos

estn inervados por el sistema simptico, que aumenta la frecuencia cardiaca, y por el

sistema parasimptico (nervio vago) que disminuye la frecuencia cardiaca.

Ya conocidas las medidas bsicas, estamos familiarizados con la relacin entre las

ondas del ECG y la anatoma del corazn, veamos cual es el significado de cada onda e

intervalo.

a. ONDA P

Esta onda representa la contraccin auricular, su ensanchamiento indica agrandamiento

de la aurcula, como puede producirse en la estenosis mitral (la aurcula crece porque la

abertura del orificio valvular mitral, entre la aurcula y el ventrculo izquierdo, es

pequea, obligando a la sangre a estancarse y a la pared auricular a expandirse). La

onda P suele considerarse aumentada si se tiene una altura mayor de dos y medio

pequeos cuadros, una anchura mayor de tres pequeos cuadros o ambas caractersticas.

b. INTERVALO PR

Este se extiende desde el comienzo de la onda P al de la onda Q. Tiene importancia

principalmente porque este intervalo aumenta de duracin en la cardiopata

arterioesclerosa y en la fiebre reumtica. Este alargamiento se produce porque el tejido

cardiaco, cuya actividad est representada por el intervalo PR (aurcula y zona del nodo

AV), est inflamado o es cicatrizal, y el impulso se propaga con menor velocidad. En

trminos general es, el intervalo PR normal no dura ms de de 0,20s [7].

Figura 1.7. Intervalo PR

c. COMPLEJO QRS:

Esta formado por tres deflexiones: onda Q, el primer desplazamiento hacia abajo; onda

R, en el desplazamiento hacia arriba, y onda S, el ultimo desplazamiento hacia abajo.

Una onda Q grande puede indicar infarto de miocardio antiguo. Una onda R alta suele

indicar crecimiento ventricular. La onda S tiene poca significacin para la actual

exposicin. Aunque no siempre se registren complejos QRS con onda Q y con onda S,

es costumbre usar la denominacin compleja QRS para indicar que es un impulso

ventricular [7].

d. SEGMENTO ST:

Empieza al final de la onda S y finaliza al principio de la onda T. Esta elevado cuando

hay infarto de miocardio agudo. Est hundido cuando: a) El msculo cardiaco no recibe

su provisin normal de oxigeno, b) El paciente recibe digital.

Figura 1.8. Segmento ST

e. ONDA T: Representa la recuperacin elctrica de la contraccin ventricular. (Los electrones se

desplazan para recuperar sus posicin normal, el reposo). La onda T se aplana cuando

el corazn no recibe suficiente oxigeno, como en la cardiopata arterioesclerosa.

Puede ser alta cuando la concentracin srica de potasio es elevada. La onda T

normal no excede de 5 cuadrados pequeos (5mm).

En la siguiente tabla se describir la relacin entre las diferentes ondas y segmentos, su

duracin (ms) y su amplitud (mV) representativas en el ECG.

Inscripcin

Amplitud (mV)

Duracin (ms)

Onda P < 2,5 < 100

Intervalo PR - 120 220

Complejo QRS < 25 en V5 60 120

Onda T < 6 -

Intervalo QT - 350 440

Intervalo RR - 600 - 1000

Segmento ST A 80 ms de J

Las tres arritmias que se originan en el nodo SA son: La arritmia sinusal, la taquicardia

sinusal y la bradicardia sinusal. La va que siguen sus impulsos elctricos es

exactamente la de un ritmo sinusal normal (ECG normal), segn se indica, En

consecuencia, la onda P (auricular) y el complejo QRS (ventricular) tienen la misma

configuracin que en el ritmo normal. La diferencia estriba en la frecuencia y

regularidad de los impulsos [9].

1.5.2.1 ARRITMIA SINUSAL

Figura 1.10. ECG de arritmia sinusal

Todos los complejos son normales, pero la frecuencia cardiaca es irregular.

Aumentar con la inspiracin y disminuye con la espiracin. Esta irregularidad es

frecuente en nios. Es debida a impulsos nerviosos que provienen de los pulmones y

llegan al centro cardiaco del cerebro; est a su vez, estimula el nodo sinusal que varia

su frecuencia con la respiracin. Al tomar el pulso del nio hay que tener presente que

la arritmia sinusal es normal y que la frecuencia cardiaca aumenta con la inspiracin y

disminuir con la espiracin.

1.5.2.1.1 TAQUICARDIA SINUSAL

Figura 1.11. ECG de taquicardia sinusal

Se define como una frecuencia mayor de 100. En otras palabras, todos los complejos

son normales, pero la frecuencia cardiaca es mayor de 100 por minuto (raramente

excede los 140) [9]. La estimulacin nerviosa excesiva es la que provoca ese aumento,

y la causa mas frecuente son ansiedad, fiebre y choque. Como la taquicardia sinusal

suele ser secundaria a factores extra cardiacos, el tratamiento debe dirigirse hacia la

causa subyacente.

1.5.2.1.2 BRADICARDIA SINUSAL

Figura

Esta arritmia se diagnostica cuando la frecuencia cardiaca es menor de 60 por minuto,

conservando todos los complejos su configuracin normal. Puede observarse

comnmente en atletas bien entrenados y en pacientes bajo accin de digital

morfina, o aminas presoras

no suele necesitarse tratamiento con medicamentos.

Cuando se presenta en el infarto de miocardio, la bradicardia sinusal puede provocar

perdidas de conocimiento (sndrome de Sto

congestiva [9]. Si aparecen sntomas, el tratamiento debe empezarse inmediatamente

tratando de inhibir el nervio vago (que hace ms lenta la frecuencia cardiaca), con lo

cual el corazn se acelera.

Ya habiendo dado una explicacin gen

taquicardia sinusal y bradicardia

SA, sitio normal de origen del impulso elctrico del corazn.

ms: las arritmias auriculares las cuales empiezan fuera del nodo SA, pero

limitadas a la aurcula. Como la patologa que provoca bloqueo auriculoventricular se

encuentra en esta zona general, tambin nos ocuparemos de ello.

1.5.3 IMPULSOS ELECTRICOS

Como ya se dijo, el impulso elctrico para: El ritmo normal, la arritmia sinusal, la

taquicardia y la bradicardia sinusal, se originan en el nodo seno auricular (SA),

localizado en la parte alta de la aurcula derecha. El impulso elctrico hace que el

msculo cardiaco se contraiga y por tanto, expulse sangre contenida en las aurculas.

Como el nodo SA controla la frecuencia cardiaca, se dice que hay un marcapaso

fisiolgico normal.

El impulso elctrico que genera las arritmias

del nodo SA, pero todava dentro de la aurcula.

BRADICARDIA SINUSAL

Figura 1.12. ECG de bradicardia sinusal

a se diagnostica cuando la frecuencia cardiaca es menor de 60 por minuto,


comnmente en atletas bien entrenados y en pacientes bajo accin de digital

o aminas presoras (para tratamiento de la presin arterial baja)

no suele necesitarse tratamiento con medicamentos.


perdidas de conocimiento (sndrome de Stokes_Adams) o insuficiencia cardiaca

. Si aparecen sntomas, el tratamiento debe empezarse inmediatamente


Ya habiendo dado una explicacin general y bsica de tres arritmias (arritmia

y bradicardia sinusal), recordemos que estas comienza

SA, sitio normal de origen del impulso elctrico del corazn. Nos ocuparemos de tres

las arritmias auriculares las cuales empiezan fuera del nodo SA, pero

a la aurcula. Como la patologa que provoca bloqueo auriculoventricular se

encuentra en esta zona general, tambin nos ocuparemos de ello.

IMPULSOS ELECTRICOS NORMALES




ulo cardiaco se contraiga y por tanto, expulse sangre contenida en las aurculas.


El impulso elctrico que genera las arritmias a continuacin estudiadas se

del nodo SA, pero todava dentro de la aurcula.

a se diagnostica cuando la frecuencia cardiaca es menor de 60 por minuto,


comnmente en atletas bien entrenados y en pacientes bajo accin de digital, de

baja). En tales casos


uficiencia cardiaca

. Si aparecen sntomas, el tratamiento debe empezarse inmediatamente


(arritmia sinusal,

comienzan en el nodo

Nos ocuparemos de tres

las arritmias auriculares las cuales empiezan fuera del nodo SA, pero se conservan

a la aurcula. Como la patologa que provoca bloqueo auriculoventricular se




ulo cardiaco se contraiga y por tanto, expulse sangre contenida en las aurculas.


estudiadas se origina fuera

1.5.3.1 TAQUICARDIA PAROXISTICA AURICULAR (TPA)

Figura 1.13. Impulso elctrico generado fuera del nodo SA

Se trata de una arritmia frecuente. Suele observarse en el adulto relativamente joven con

corazn normal, pero que probablemente ya ha tenido varios sntomas previos al

trastorno. El paciente suele quejarse de un golpeteo o tremulaciones bruscas en el

pecho, acompaada de lasitud o dificultad para respirar. La frecuencia cardiaca suele

estar entre 140 y 250 por minuto, como promedio es de aproximadamente180.

1.5.3.1.1 Vas normales de la TPA: Un impulso que sigue a lo largo de la va normal produce un ECG normal. Un impulso que sigue la va anormal del TPA, produce una

onda P anormal. Sin embargo, el complejo QRS es normal (representa el impulso

ventricular), ya que no necesariamente hay trastornos en los ventrculos.

1.5.3.1.2 ECG DE LA TPA: La onda P es de forma anormal y muchas veces resulta difcil de distinguir, porque se halla superpuesta a la onda T precedente, como

consecuencia de la gran frecuencia cardiaca (una frecuencia cardiaca rpida tiende a

superponer ondas en un ECG). La onda P es anormal porque el impulso comienza fuera

del nodo SA. Como dichas ondas P suelen ser pequeas, muchas veces resulta

imposible distinguir las variaciones en su configuracin.

Figura 1.14. ECG de la TPA

En resumen, la TPA se caracteriza en el ECG por:

1. Frecuencia mayor a la de la taquicardia sinusal (mas de 140 por minuto),

2. Complejo QRS normales, y

3. Ondas P de forma anormal que en muchos casos no se distinguen por quedar

camufladas dentro de ondas T precedentes [9].

1.5.3.2 LATIDO FUERTE (FLTTER) AURICULAR

Como su nombre lo indica es una tremulacin auricular regular rpida de la aurcula.

Suele producirse en un corazn enfermo (generalmente arterioescleroso o reumtico),

en contraste con la TPA que se suele observar en corazones normales. Las ondas P, que

estn arrtmicas se denominan F, se suceden de tal forma que el registro cobra aspecto

de dientes de sierra porque provienen de un foco distinto al sinusal, y a una frecuencia

muy alta. Como en la TPA, el impulso proviene de un foco ectpico auricular. A

diferencia de la TPA cuya frecuencia auricular es de 180, como termino medio (no el

pulso o la frecuencia ventricular), el fltter tiene una frecuencia de 250 a 350 por

minuto. Aunque las reglas que damos a continuacin sean muy simples, resultan muy

tiles para distinguir las arritmias auriculares [8]:

1. La frecuencia auricular en la taquicardia sinusal llegan hasta 140 por minuto,

2. La frecuencia auricular en la TPA se halla entre 140 y 250 por minuto y

3. La frecuencia auricular en el fltter se halla entre 250 y 350 por minuto.

VIA NORMAL VIA DEL FLUTTER AURICULAR

(a) (b)

Figura 1.15. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en el fltter auricular

1.5.3.2.1 Vas normal y del fltter auricular: Estos son los mismos esquemas utilizados para demostrar la va de la TPA, porque esta va es ectpica es la misma del

fltter auricular que para TPA. Obsrvese que si bien el impulso del fltter auricular se

origina fuera del nodo sinusal, nace en la aurcula.

1.5.3.2.2 ECG del fltter auricular: Las flechas indican las ondas F que provienen del foco ectpico rpido en la aurcula. Obsrvese que no todas las ondas estimulantes van

seguidas de un complejo QRS (onda ventricular). Como la anomala que existe en el

corazn se halla por encima del nodo AV, los complejos QRS son de configuracin

normal.

Figura 1.16. ECG de Fltter auricular

Dado que las ondas F se suceden rpidamente, el nodo AV no puede conducirlas todas;

por tanto, se produce cierto grado de bloqueo a nivel del nodo. Por ejemplo, si la

frecuencia auricular es de 300, la ventricular (igual a la del pulso) puede ser de 150.

Entonces se dice que el bloque es de 2:1 puesto que hay dos impulsos auriculares por

cada respuesta ventricular. La proporcin 2:1 es de bloqueo mas frecuente en el fltter

auricular. La mayor parte de los casos TPA no presenta bloqueo y todos los impulsos

son trasmitidos por el nodo AV a los ventrculos.

1.5.3.3 FIBRILACIN AURICULAR

Suele observarse en pacientes de edad avanzada con enfermedad arteriosclertica del

corazn. La arteriosclerosis origina cicatrices en la aurcula y, por tanto dificulta el

curso normal de la onda auricular. El complejo QRS (onda ventricular) es de

configuracin normal porque el tejido de conduccin mas all del nodo AV no ha sido

afectado en forma critica.

Como implica la palabra fibrilacin, las ondas P normales quedan sustituidas por

otras rpidas irregulares, cada una de configuracin diferente. Estas llamadas

frecuentemente ondas de fibrilacin, representan formas diferentes, porque provienen de

focos diversos en el territorio auricular, en contraste con las ondas P del fltter

auricular, que se suceden regularmente y son uniformes, por originarse el estimulo en

un mismo foco [9].

1.5.3.3.1 Vas normal y de la fibrilacin auricular: Existen varios focos ectpicos en la aurcula. Como cada pequea onda auricular proviene de un foco diferente y sigue un

trayecto tambin diferente, la forma de cada onda auricular es distinta.

VIA NORMAL VIA DE LA FIBRILACIN AURICULAR

(a) (b)

Figura 1.17. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la fibrilacin auricular

Como las ondas P se presentan con intervalos variab

un ritmo irregular, igual que el pulso del paciente. Las ondas P llegan tan rpido, que no

todas atraviesan hacia los ventrculos, debido al periodo refractario normal en el nodo

AV; por tanto la frecuencia auricular suele

Figura

1.5.3.3.2 ECG de fibrilacin auricular: respuesta ventricular, esto es, de un complejo QRS

presentan con intervalos irregulares, cuando hay fibrilacin auricular el ritmo

ventricular es irregular.

En ocasiones el ritmo ventricular es muy rpido porque el nodo AV bloquea un nmero

de latidos relativamente menor de lo normal. En este caso la actividad a

no se manifieste en el ECG y hay dificultad para definir arritmia. Muchas veces resulta

til la siguiente regla: Si se observa complejos QRS normales con ritmo tan rpido que

no puede verse la actividad auricular y si el ritmo es irregular

fibrilacin auricular.

1.5.3.4 BLOQUEO AV

En esta arritmia, el nodo AV esta enfermo y hay dificultad para que trasmita la onda p

hacia los ventrculos. Las causas ms comunes son la arteriosclerosis y su sucedneo, el

infarto de miocardio.

Una cicatriz, la inflamacin o el edema, impiden o hacen ms lenta la transmisin del

impulso elctrico por el nodo A

clasifica como bloqueo de primer grado, segundo grado o tercer grado.

(a) (b)

7. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la fibrilacin auricular

Como las ondas P se presentan con intervalos variables, los complejos QRS presentan



AV; por tanto la frecuencia auricular suele ser ms rpida que la ventricular.

Figura 1.18. ECG de fibrilacin auricular

ECG de fibrilacin auricular: slo algunas de las ondas P van seguidas de , esto es, de un complejo QRS. Pero como estos complejos se

an con intervalos irregulares, cuando hay fibrilacin auricular el ritmo


de latidos relativamente menor de lo normal. En este caso la actividad a



no puede verse la actividad auricular y si el ritmo es irregular, probablemente existe



Figura 1.19. Bloqueo AV

cicatriz, la inflamacin o el edema, impiden o hacen ms lenta la transmisin del

impulso elctrico por el nodo AV. El bloqueo varia, desde muy ligero a completo, y se

clasifica como bloqueo de primer grado, segundo grado o tercer grado.

7. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la fibrilacin auricular

les, los complejos QRS presentan



ser ms rpida que la ventricular.

algunas de las ondas P van seguidas de

Pero como estos complejos se

an con intervalos irregulares, cuando hay fibrilacin auricular el ritmo


de latidos relativamente menor de lo normal. En este caso la actividad auricular quiz



, probablemente existe



cicatriz, la inflamacin o el edema, impiden o hacen ms lenta la transmisin del

varia, desde muy ligero a completo, y se

1.5.3.4.1 Bloqueo AV de primer grado: como el tejido alrededor del nodo AV es anormal, el impulso toma mayor tiempo para atravesar la zona. Esto se traduce en un

aumento de la duracin del intervalo PR en el ECG (el intervalo PR representa el

impulso que atraviesa las aurculas y la zona del nodo AV). En contraste con los

bloqueos de segundo y tercer grados, en el primer grado todas las ondas auriculares (P)

llegan al ventrculo y dan lugar a complejos QRS. Cuando la conduccin es normal, el

intervalo no es mayor de 0,20s (5 cuadros de 0,04s cada uno, sobre el papel del ECG).

CONDUCCION NORMAL AV BLOQUEO AV GRADO 1

(a) (b)

Figura 1.20. (a) ECG de un impulso normal. (b) ECG de un Bloqueo grado 1

1.5.3.4.2 Bloqueo AV de segundo grado: Algunas ondas P no pasan a los ventrculos, pero otras si. Se pueden observar bloqueos del tipo 2:1; esto significa que cada segunda

onda P s va seguida de un complejo QRS. Este bloqueo de segundo grado tambin

puede ser de tipo 3:1 o cualquiera de estas combinaciones. Lo esencial para distinguirlo

del bloqueo de primer grado, es que slo algunas ondas auriculares P se conducen y dan

lugar a complejos QRS, otras no se conducen.

Figura 1.21. Bloqueo AV de segundo grado

1.5.3.4.3 Bloqueo AV de tercer grado: Tambin se llama bloqueo AV completo. Las ondas auriculares P no atraviesan el nodo AV hacia los ventrculos; por tanto, stas y

los complejos QRS son independientes.

Figura 1.22. Bloqueo AV de tercer grado

Las ondas P se observan en el ECG antes de los complejos QRS. Obsrvese que no hay

relacin constante entre las ondas P y los complejos QRS lo cual se observa fielmente

en las graficas de un ECG. La frecuencia del pulso es lenta, porque los ventrculos laten

independientemente y la frecuencia es de unos 40 latidos por minuto.

1.5.3.5 INFARTO DEL MIOCARDIO (IM):

Un punto importante para recordar, en relacin con la interpretacin del ECG de un

infarto del miocardio, es que aproximadamente 15% de los infartos no se manifiestan

en el trazado inicial. Por tanto, si una persona tiene sntomas compatibles con un ataque

coronario, aunque su ECG sea normal, debe ingresar en el hospital para que sea

observada y tomar electrocardiograma aleatoriamente.

El primer signo de infarto suele ser la elevacin del segmento ST. Esta va seguida de

inversin de la onda T y mas tarde aparece una onda Q prominente. Cuando el infarto

ha cicatrizado, la onda Q puede quedar como el nico estigma de una antigua oclusin

coronaria [9].

En las siguientes figuras del ECG se puede observar el comportamiento del ECG

despus del infarto del miocardio.

Figura 1.23. ECG en un IM el segmento ST se encuentra elevado.

1 Aqu (figura 1.23) observamos unas horas despus del infarto el segmento ST esta

elevado. 2. Unas horas despus incluso das mas tarde hay inversin de la onda T y la

onda Q se hace mayor. 3. Unos das o semanas despus la onda T recupera su direccin

hacia arriba, pero la onda Q puede seguir prominente.

1.5.3.5.1 Onda Q anormal: Como una onda Q prominente muchas veces indica infarto antiguo (excepto en AVR, en donde una onda grande es normal) muchas veces se

pregunta que dimensiones puede tener la onda Q antes de considerarla anormal. Se

puede considerar anormal si tiene una anchura mayor de 0,04s (un pequeo cuadro del

papel de ECG), o si su profundidad es mayor de la tercera parte de la magnitud del

complejo QRS.

Figura 1.24. Un infarto del miocardio se caracteriza por elevacin de ST e inversin de

T. Una Q grande puede indicar infarto antiguo.

1.5.4 AFECCIONES EN LOS VENTRICULOS 1.5.4.1 CONTRACCIONES VENTRICULARES PREMATURAS (EXTRASISTOLES) (CVP)

Se observa en la mayora de pacientes con infarto del miocardio y constituye el

trastorno de ritmo ms frecuente y fcil de reconocer en el ECG. Tambin puede

presentarse en personas normales, causado muchas veces por fumar, tomar caf o

alcohol. Cuando extraas patologas, se observan, sobre todo en pacientes con

enfermedades cardiacas arteriosclerticas.

VAS NORMALES VIAS DE LA CVP

(a) (b)

Figura 1.25. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso de la CVP

1.5.4.1.1 Vas normales y de la CVP (extrasstole):contracciones ventriculares prematuras se originan en el ventrculo por debajo del nodo

AV (el complejo ventricular normal QRS empieza en el nodo AV). Puesto que las

contracciones prematuras no siguen la va de conduccin normal en el ventrculo,

muestran una configuracin de QRS distinta y abigarrada en el ECG.

1.5.4.1.2 ECG de la CVP (extrasstole): aparecen en etapa temprana del ciclo (prematuras) y son ms anchas que el latido

normal.

En el paciente con infarto, las contracciones ventriculares prematuras suelen recibir

tratamiento enrgico, porque pueden desencadenar la fibrilacin ventricular si coinciden

con una onda T, son especialmente peligrosas cuando:

1. Son ms de una por cada 10 latidos.

2. Ocurren en grupos de dos o tres.

3. Se producen cerca de la onda T.

4. Toman configuraciones diversas.

1.5.4.2 BIGEMINY VENTRICULAR

En esta arritmia, se presentan contracciones ventriculares prematuras CVPs

intercaladas con latidos normales

1.5.4.3 TRIGEMINY VENTRICULAR Esta arritmia se presenta en el ECG, como una secuencia de un CVP por

latidos normales.

1.5.4.4 TAQUICARDIA VENTRICULAR:

Esta temida complicacin del infarto del miocardio puede definirse como una serie de

contracciones ventriculares prematuras consecutivas (tres o mas), de una frecuencia

generalmente de 150 a 200 por minuto. La taquicardia ventricular es muy peligrosa

porque origina disminucin de la actividad cardiaca, y muchas veces acaba en

fibrilacin ventricular [9].

Vas normales y de la CVP (extrasstole): Como lo indica su nombre, las contracciones ventriculares prematuras se originan en el ventrculo por debajo del nodo


aturas no siguen la va de conduccin normal en el ventrculo,

muestran una configuracin de QRS distinta y abigarrada en el ECG.

P (extrasstole): Obsrvese que las contracciones prematuras aparecen en etapa temprana del ciclo (prematuras) y son ms anchas que el latido

Figura 1.26. ECG de la CVP


amiento enrgico, porque pueden desencadenar la fibrilacin ventricular si coinciden

con una onda T, son especialmente peligrosas cuando:

Son ms de una por cada 10 latidos.

Ocurren en grupos de dos o tres.

Se producen cerca de la onda T.

iones diversas.

BIGEMINY VENTRICULAR


intercaladas con latidos normales.

TRIGEMINY VENTRICULAR

sta arritmia se presenta en el ECG, como una secuencia de un CVP por

VENTRICULAR:



200 por minuto. La taquicardia ventricular es muy peligrosa


Como lo indica su nombre, las

contracciones ventriculares prematuras se originan en el ventrculo por debajo del nodo


aturas no siguen la va de conduccin normal en el ventrculo,

Obsrvese que las contracciones prematuras

aparecen en etapa temprana del ciclo (prematuras) y son ms anchas que el latido


amiento enrgico, porque pueden desencadenar la fibrilacin ventricular si coinciden


sta arritmia se presenta en el ECG, como una secuencia de un CVP por cada dos



200 por minuto. La taquicardia ventricular es muy peligrosa


1.5.4.4.1 Vas normales y vas de la taquicardia ventricularesquemas utilizados para indicar la va de la CVP, ya que la taquicardia ventricular

puede considerarse como una serie de CPV. Como stos, la taquicardia muestra una

configuracin abigarrada en el ECG.

VAS NORMALES

(a) (b)

Figura 1.27. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la taquicardia

1.5.4.4.2 ECG de la taquicardia la frecuencia es rpida y que el QRS es ancho (una anchura de tres o ms pequeos

cuadros se considera anormal). Como las aurculas laten independientemente, en 20%

de los casos en que la frecuencia ventricular no es ex

ventriculares no son muy anchos, pueden verse ondas P independientes de los

complejos QRS.

Figura

1.5.4.5 FIBRILACIN VENTRICULAR:

Es muy importante saber reconocer este ritmo, pues e

paciente debe intuir de inmediato el tratamiento adecuado. Si la arritmia no se corrige,

el enfermo morir en pocos minutos.

1.5.4.5.1 Vas normales y vas de fibrilacin ventricular:puede considerarse que estn originndose estmulos simultneamente en gran nmero

de focos ectpicos ventriculares. Por tanto, no se produce una contraccin eficaz del

msculo cardiaco y el paciente no tiene pulso.

Vas normales y vas de la taquicardia ventricular: estos uemas utilizados para indicar la va de la CVP, ya que la taquicardia ventricular


configuracin abigarrada en el ECG.

VIAS DE LA TAQUICARDIA VENTRIULAR

(a) (b)

27. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la taquicardia

ventricular

ECG de la taquicardia ventricular: se pude observar en esta patologa que la frecuencia es rpida y que el QRS es ancho (una anchura de tres o ms pequeos


de los casos en que la frecuencia ventricular no es excesiva y los complejos


Figura 1.28. ECG de la taquicardia ventricular

FIBRILACIN VENTRICULAR:

Es muy importante saber reconocer este ritmo, pues el primer especialista que vea el


pocos minutos.

Vas normales y vas de fibrilacin ventricular: En el corazn que fibrila, iderarse que estn originndose estmulos simultneamente en gran nmero


msculo cardiaco y el paciente no tiene pulso.

son los mismos

uemas utilizados para indicar la va de la CVP, ya que la taquicardia ventricular


VIAS DE LA TAQUICARDIA

27. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la taquicardia

pude observar en esta patologa que

la frecuencia es rpida y que el QRS es ancho (una anchura de tres o ms pequeos


cesiva y los complejos


l primer especialista que vea el


En el corazn que fibrila,

iderarse que estn originndose estmulos simultneamente en gran nmero


VAS NORMALES

(a) (b)

Figura 1.29. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la fibrilacin

1.5.4.5.2 ECG de la fibrilacin ventricularla irregularidad de los complejos. Una distorsin similar puede producirse tambin por

movimiento del paciente o de los alambres del monitor; por tanto, es necesario excluir

estas posibilidades. Si el paciente esta despier

es de fibrilacin ventricular.

Figura

1.5.4.5.3 CPV que produce fibrilacin cerca del vrtice de la onda T (periodo vulnerable), puede desencadenarse la fibrilacin

que aqu presentamos [8].

desfibrilacin elctrica y no la cardioversin, que puede emplea

otras arritmias. En la cardioversin, un choque elctrico se sincroniza de manera que no

afecta la onda T, pues en tal caso el corazn pudiera entrar en fibrilacin ventricular. En

la desfibrilacin, el choque elctrico es inmediato,

VIAS DE LA FIBRILACIONVENTRIULAR

(a) (b)

29. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la fibrilacin

ventricular

ECG de la fibrilacin ventricular: se debe observar la distorsin completa la irregularidad de los complejos. Una distorsin similar puede producirse tambin por


estas posibilidades. Si el paciente esta despierto, o si no lo esta y tiene pulso, el ritmo no

es de fibrilacin ventricular.

Figura 1.30. ECG de la fibrilacin ventricular

CPV que produce fibrilacin ventricular: cuando una CPV se produce cerca del vrtice de la onda T (periodo vulnerable), puede desencadenarse la fibrilacin

. Este ECG tambin explica por que motivo es necesaria la

brilacin elctrica y no la cardioversin, que puede emplearse para interrumpir

En la cardioversin, un choque elctrico se sincroniza de manera que no


la desfibrilacin, el choque elctrico es inmediato, pues no hay onda T en la fibrilacin.

FIBRILACION

29. (a) Va normal del impulso. (b) Va del impulso en la fibrilacin

observar la distorsin completa y

la irregularidad de los complejos. Una distorsin similar puede producirse tambin por


to, o si no lo esta y tiene pulso, el ritmo no

una CPV se produce

cerca del vrtice de la onda T (periodo vulnerable), puede desencadenarse la fibrilacin

Este ECG tambin explica por que motivo es necesaria la

rse para interrumpir

En la cardioversin, un choque elctrico se sincroniza de manera que no


pues no hay onda T en la fibrilacin.

CAPITULO 2

ANALISIS DE VARIABILIDAD DE SEALES

La variabilidad en la actividad cardiaca vascular tal como el intervalo RR y la duracin

de la repolarizacin ventricular (VRD) han sido ampliamente usadas como una medida

de la funcin cardiovascular. Esto es tpico para esas seales que fluctan en una base

pulso a pulso alrededor de su valor medio y las fluctuaciones son asociadas con la

regulacin automtica del corazn monitoreando las fluctuaciones observadas en la

fluctuacin del corazn y el VRD que provee informacin concerniente a su regulacin

automtica y disturbios.

Para predecir un riesgo de eventos cardiovasculares adversos la medicin analtica

primaria ha sido la variabilidad de la rata del corazn y el anlisis QT. Anormalidades

en la fluctuacin de la rata del corazn han sido mostradas para anteceder taquiarritmias

ventriculares espontneas. Por ejemplo la baja variabilidad de la rata del corazn

predice el incremento de la mortalidad despus de un infarto agudo al miocardio (IMA).

Datos clnicos y experimentales han mostrado que la prolongacin del intervalo QT es

un factor de riesgo para arritmia ventricular y muerte cardiaca repentina en pacientes

con o sin IMA previos. El riesgo se incrementa debido a que la prolongacin QT es

independiente de la edad, historia de IMA, rata del corazn y uso de droga. La

variabilidad de intervalos consecutivos RR ha sido usada tradicionalmente para acceder

al riesgo en pacientes en trminos de mortalidad futura. Recientemente se ha hecho

nfasis en proteger la asimilacin de los cambios dinmicos en la fase de repolarizacin

del corazn.

El sistema nervioso autonmico (ANS) regula el funcionamiento del corazn a travs de

sus partes simptica y parasimptica. Esto es de inters para cuantificar la cantidad de

la fluctuacin de la seal relacionada a esas dos partes del ANS separadamente y

tambin su balance en la rata del corazn entonces es afectada por factores tales como la

respiracin, el sistema termo-regulador y el mecanismo regulador de la presin de la

sangre.

La variabilidad de la rata del corazn (HVR) ha sido estudiada extensivamente durante

los ltimos aos. El anlisis del espectro de frecuencia de la seal de la rata del corazn

ha atrado la atencin principalmente debido a su habilidad para exponer diferentes

fuentes de fluctuaciones y su poder para ilustrar el balance de la regulacin autonmica

neural. All tambin existen varios parmetros ampliamente usados en el dominio del

tiempo que representan fluctuaciones en la rata y han puesto ms nfasis en el anlisis

no lineal de la variabilidad de la rata del corazn.

2.1 CAMBIOS DE VARIABILIDAD DE LA SEAL CONECTADOS A

EMFERMEDADES ESPECFICAS

Una disminucin en la actividad neural vagal en el corazn puede resultar en un HRV

disminuido despus del infarto del miocardio IM conducente al predominio de la

regulacin neural simptica y a la inestabilidad elctrica. La reduccin de la

variabilidad de la rata del corazn es tambin asociado con un incremento del riesgo de

fibrilacin ventricular y muerte cardiaca repentina. HUIKURI [10] concluy que

cambios en las dinmicas del intervalo RR de periodo largo con intervalos RR alternos

pulso a pulso son probables para el inicio espontneo de taquiarritmias ventriculares

sostenidas.

Enfermedades cardiacas tales como falla obstructiva del corazn, enfermedad de la

arteria coronaria y una hipertensin sencilla son tambin asociadas a un vagal reducido

y un mejorado tono simptico, el cual cambia las dinmicas de la variabilidad de la rata

del corazn. Porque el anlisis HRV puede ser estimado como no invasivo,

reproducible y un mtodo fcil de usar para reflectar los grados de control autonmico

del corazn, esto ha sido ampliamente usado para diagnosticar la disfuncin autonmica

debido a neuropata diabtica.

Aunque el HRV es usado en un amplio rango de aplicaciones clnicas, el HRV

disminuido solo ha sido generalmente aceptado como un pronosticador de riesgo

despus de un infarto del miocardio agudo y de una temprana neuropata diabtica. El

HRV disminuido pude pronosticar mortalidad y eventos de arritmia independientemente

de otros factores de riesgo y despus de un infarto agudo del miocardio y el termino

largo anlisis HRV ha admitido ser el ms certero pronosticador comparado con un

anlisis de corto termino. La variabilidad de la rata del corazn podra tambin ser

unida a otros factores de riesgo as como a mejoras del uso predictivo.

Cualquier enfermedad del corazn (hipertrofia ventricular izquierda, falla del corazn)

puede modificar la duracin de la repolarizacin. Anomalas en la duracin de la

repolarizacin son signos de la inestabilidad elctrica en el corazn y pueden conducir a

arritmias malignas tales como fibrilacin ventricular. Anlisis de las dinmicas de la

duracin de la repolarizacin ventricular proveen informacin esencial en una

predisposicin de arritmias ventriculares, porque algunas arritmias son una amenaza

para la vida pues aumentan el tejido miocardial. Dinmicas alteradas del VRD y los

eventos de amplitud de la onda T alternante particularmente en pacientes con el

sndrome de QT largo como tambin con la enfermedad estructural del corazn en ratas

del corazn rpidas, sugieren que el anlisis de las dinmicas de la repolarizacin

ventricular puede proveer una importante herramienta clnica.

2.2 SERIES DE TIEMPO EN INTERVALOS RR

El procedimiento bsico usado para determinar la rata del corazn y sus fluctuaciones es

descrito a continuacin. Un electrocardiograma (ECG) es medido, usando equipo

apropiado de adquisicin de datos, el tiempo transcurrido entre los pulsos consecutivos

del corazn es definido entre 2 ondas P, donde una onda P describe la fase de

despolarizacin auricular. En la prctica, este es el complejo QRS que es usado para

obtener el periodo de tiempo entre los pulsos del corazn. Este complejo es detectado

en la onda R, pues esta tiene una amplitud muy clara y mejor resolucin de frecuencia

que la onda P, y una mejor proporcin seal-ruido. El intervalo de tiempo entre las

ondas P y R puede ser asumido constante.

Definiendo las veces de ocurrencia de 2 ondas R consecutivas como s (t) y s (t+1), con

t = 1,2,...,N, la expresin x(t)= s(t+1)-s(t) es obtenida para un periodo de tiempo en

milisegundos. X(t) es llamada la serie de tiempo del intervalo RR o los tiempo a los

cuales esta se refiere son simplemente llamados intervalos RR. Una serie de tiempo de

la rata del corazn (min-1

) puede ser obtenida por y(t)= 1000*(60/x(t)) y la rata media

del corazn es simplemente

,

Esta frmula (1) indica una relacin no lineal entre los valores de una serie de tiempo

dada, la cual debera ser tomada en cuenta cuando se comparan los resultados obtenidos

para aproximaciones del dominio tiempo-frecuencia. En el momento, los intervalos

RR parecen ser la serie de tiempo ms frecuentemente usada en el anlisis de

variabilidad de la rata del corazn (HRV). Para una discusin de la eleccin entre

diferentes series de tiempo (tacograma) ver Janssen (1993) [6].

2.3 SERIES DE TIEMPO VRD

El intervalo de tiempo QT en seales electrocardiogrficas ha sido usado para ejecutar

tanto anlisis esttico como dinmico de la duracin de la repolarizacin ventricular.

All existen dificultades en la deteccin del inicio (onset) de la onda Q y la

compensacin (offset) de la onda T debido a la escasa proporcin seal-ruido y diversas

morfologas ECG. Por esas razones otros estimados, tales como el intervalo RTmax, han

sido ampliamente usados. Adems, este provee una motivacin para investigar y

comparar la sensibilidad del ruido de diferentes intervalos QT estimados. Porque el

intervalo de tiempo Q-S es resultado del periodo de despolarizacin de los ventrculos,

est es actualmente ms correcta para medir el intervalo de tiempo entre las ondas R y T

como un inters en los cambios ocurridos dentro del periodo de repolarizacin

ventricular. La onda R ha sido usada para estimar el inicio del periodo de

repolarizacin porque buscar la compensacin (offset) de la onda S puede ser difcil. El

mximo (pico) de la onda T ha sido con frecuencia estimado como confiable para el fin

del periodo de repolarizacin que la compensacin (offset) de la onda T. La duracin

de la repolarizacin total, es el intervalo de tiempo entre las compensaciones (offsets) de

las ondas S y T.

El ECG ambulatorio es usualmente adquirido con una frecuencia de muestreo de 128

Hz dando una resolucin de tiempo de 7.81ms por cada muestra, la cual es demasiado

baja para medidas de variabilidad del intervalo T. Esto ha sugerido que el intervalo QT

debera ser determinado con mnimo una resolucin de 1 ms, lo cual podra requerir una

frecuencia de muestreo de 1 kHz para una seal ECG.

2.4 DETECCION DE LA FORMA DE ONDA DEL ECG

Los intervalos RR y QT adquiridos fueron basados en una implementacin de un

algoritmo descrito previamente y el esquema de deteccin ser repasado brevemente en

este documento. El concepto bsico del algoritmo es observar los puntos que cruzan

por cero, los cruces de valores umbral son determinados experimentalmente como

tambin los valores mximo o mnimo de la seal ECG diferenciada d(t) y su versin

filtrada pasa bajo f(t).

El diagrama de flujo del procedimiento de deteccin de la forma de onda implementada

es el siguiente: El primer paso es calcular las seales de d(t) y f(t), lo cual est hecho

para el periodo completo del ECG seleccionado para el anlisis. El procedimiento de

deteccin de la forma de onda contina por determinar el valor inicial del valor umbral

Hn usado para buscar el valor mximo absoluto del QRS en la seal f(t). El valor de

umbral Hn + 1 es continuamente actualizado durante la deteccin de la forma de onda

usando la ecuacin (2):

Hn+1 = 0,8*Hn + (0,16*f (PKn) ) , (2)

Donde f (PKn) es el valor absoluto de la seal f(t) en la posicin de la onda R

fiduciaria obtenida del pulso n.

La inicializacin del promedio de los intervalos RR y RRav y el primer valor del

intervalo RR son obtenidos. El valor RRav es usado despus para chequear el valor

calculado de un nuevo intervalo RR y as proveer unas bases para identificar el

complejo QRS.

La posicin inicial del complejo QRS es detectada usando un mtodo de umbral

adaptable determinado por el valor promedio del intervalo RR. Despus de esto, el

algoritmo contina buscando la posicin de la onda R. En la presente aproximacin, el

punto fiduciario de la onda R fue detectado usando 3 mtodos: la mxima amplitud

arriba o debajo de la lnea base, o el punto de cruce por cero de la seal f (t) durante el

complejo QRS. La ltima tcnica nos dice que en algunos casos una definicin ms

exacta se puede obtener si el punto ficticio de la onda R puede ser definido en la

mxima amplitud positiva de QRS con este algoritmo una determinacin exacta de la

onda R es una condicin absolutamente necesaria para una deteccin de la onda Q

confiable.

Despus de detectar la posicin de la onda R y actualizar un umbral de la onda Hn y

RRav, el onset de la onda Q es buscado manteniendo la posicin de la onda R como

punto de referencia. Aqu se debe mencionar que el examen del patrn de la onda Q es

hecho por el anlisis de la seal diferenciada d (t) y no de la seal f (t) porque la seal

d (t) contiene componentes de alta frecuencia de la onda Q.

A continuacin el mximo de la onda T y el final de la misma son detectados de la

seal f(t). La siguiente definicin para los lmites de una ventana de bsqueda

calculada de la posicin de onda R que fue usada es (3):

(bwind, ewind) = (a * RRav, b * RRav) , (3)

Donde a y b son valores de parmetros en el procedimiento. Esta definicin es una

ligera diferencia de lo dado por Laguna [11]. Como el umbral para el fin de la onda T

fue usado para valores Hs = f(Ti)/2, Ti denota la posicin de la mxima pendiente

descendente o ascendente despus del mximo de la onda T.

Finalmente un valor del intervalo QT es calculado usando la relacin

QT(n) = Tend(n) - QTonset(n), donde Tend y QTonset son las posiciones del fin de la onda

T y el onset del intervalo de tiempo de la onda QT durante el pulso n. El anlisis del

prximo pulso cardiaco es iniciado 150 ms despus de que el ltimo fin de onda fuera

fijado.

2.4.1 CAMBIOS NO PERIODICOS EN EL INTERVALO RR

Mtodos de anlisis matemtico convencional tal como desviacin estndar, correlacin

y anlisis del espectro de frecuencia suponen que los datos son estacionarios en un

amplio sentido. Esto significa que en el caso del anlisis el ritmo sinus del corazn

puede ser aproximadamente estable. Esta aproximacin se cumple mejor en periodos

cortos y bajo condiciones de estado estable. Cambios no peridicos en el ritmo del

corazn pueden deteriorar la estacionariedad de la seal y tener efectos adversos en

ndices HRV.

2.4.2 CORRECCION DE INTERVALOS RR ANORMALES

La decisin de como una variacin del intervalo podra ser corregida o no, forma el

paso ms difcil en los intervalos anormales eliminados. Un segmento de una serie de

tiempo del intervalo RR es aceptado para anlisis precisos si el nmero de intervalos

calificados excede un porcentaje de tolerancia programado los cuales varan

ampliamente de acuerdo a la aplicacin y clase de paciente.

Figura 2.1. Series de tiempo. Arriba muestra un cambio abrupto de los intervalos RR.

Abajo a la izquierda un espectro de energa hallado con el mtodo de covarianza

modificada con un modelo de orden 20. Abajo a la derecha diferencia de orden 1

dibujada de los intervalos RR. [12]

2.5 ANALISIS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

Anlisis en el dominio del tiempo de series de tiempo del intervalo RR cubren

histogramas y anlisis de scattergrama (diagramas de dispersin), y el clculo de varios

ndices estadsticos comunes.

Cuando se trabaja con la interpretacin de parmetros tales como histogramas, se

deberan apuntar aquellos que en general no tienen alguna informacin en fluctuaciones

peridicas en los intervalos RR. La frecuencia respiratoria, por ejemplo, no puede ser

observada en las bases de esos parmetros, la varianza relacionada a una especifica

frecuencia de banda (componente espectral) no puede ser medida por sus ndices, sin

intervalos RR cualquier filtro pasa banda es considerado. Los ndices de dominio de

tiempo pueden tender a medir el cambio de la variabilidad del promedio en series de

tiempo o amplitud mxima de la variabilidad dependiendo de la naturaleza del ndice

considerado.

2.5.1 INDICES DEL DOMINIO DEL TIEMPO

Hay varios ndices estadsticos los cuales han sido usados para describir la variabilidad

de la rata del corazn, por ejemplo, promedio medida proporcional, desviacin entre

valores mximo y mnimo (rango), de desviacin estndar (SD) y la raz media

cuadrada de diferencias sucesivas (RMSSD). La formulacin de eso es bien conocida y

ellos no requieren clculos complejos.

Las propiedades estadsticas de una serie de tiempo x(t) son a menudo ndices bsicos

tales como medio y desviacin estndar Sx los cuales pueden ser obtenidos de datos

dados como sigue en (4):

(4)

La varianza es el cuadrado de la desviacin estndar, var(x(t)) = sx2. El coeficiente de

variacin y el rango, estos son la desviacin entre los valores mximo y mnimo en una

serie de tiempo formulados como (5) y (6):

El promedio cuadrado de diferencias sucesivas (RMSSD) es calculado para los

propsitos de anlisis HRV por (7):

2.5.2 ANALISIS DE DISTRIBUCIN

La distribucin de intervalos RR puede ser analizada en trminos de un histograma de

la serie de tiempo en la cual las "frecuencias" en el histograma depositadas pueden ser

expresadas en nmeros absolutos o como "frecuencias" relativas de valores de serie de

tiempo, el histograma tambin ha sido presentado dibujando una lnea entre los

contenedores (Bin) depositados dando las porciones de valores de series de tiempo

numricamente.

Pocos parmetros generados por el anlisis de histograma del intervalo RR son

introducidos en Baevskij (1984)[13]. El Bin teniendo la ms larga "frecuencia" es

llamado modo de histograma y la "amplitud" de este modo tambin ha sido cerrada. El

ancho del histograma de la desviacin mxima en valores de serie de tiempo fue

propuesto como otra medida bsica de la variabilidad del intervalo RR, varios

parmetros pueden ser construidos de esas tres medidas elementales.

CASOLO (1989) [14] uso el ancho del histograma base como una medida de la

variabilidad total, y fijo el ancho en niveles de 10% y 50% de la altura mxima del

histograma. Odemuyiwa (1991) [15] aproxim la forma del histograma como un

tringulo para reducir el efecto de menos variabilidad marcada.

Los resultados producidos por el histograma naturalmente dependen del ancho del

contenedor (Bin) usado. Si un contenedor (Bin) grande es escogido, el histograma ser

impreso en su forma. Mientras que un contenedor (Bin) de ancho corto acentuara

detalles poco importantes. Es notorio que el ancho del bin de un histograma debera

permanecer constante en virtud de permitir comparaciones racionales de resultados

absolutos. Un simple estimado para un ancho de bin es dado por (8):

hN = 3.49 * sx / N3 , (8)

Donde Sx es la desviacin estndar de valores de N series de tiempo. El estimado toma

la variabilidad en series de t en cuanto es usada la desviacin estndar. Esta expresin

puede ser usada exitosamente con datos de aproximacin Gaussiana.

2.6 ANALISIS EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA

2.6.1 INTERPRETACIN DE LA ESTIMACIN ESPECTRAL

Estimados espectrales pueden ser estudiados integrando sobre una frecuencia de banda

dada por descomposicin del espectro en componentes. La primera aproximacin puede

ser ejecutada con Fourier y tcnicas auto regresivas (AR), pero la ultima es posible solo

con tcnicas AR.

Un problema que afecta la integracin del espectro es la definicin de las bandas de

frecuencia. Haciendo esto las seales podran ser realmente una tarea fabulosa, porque

esto chequeara el promedio de todos los estimados manualmente. Los rangos de

frecuencia pueden ser definidos por un procedimiento experimental y obtenidas desde

una literatura y observacin constante pero problemas se originan cuando la

localizacin de los componentes vara entre las seales [16].

El uso del procedimiento de descomposicin del espectro da estimados para los

componentes del espectro de energa. En adicin las frecuencias centrales tambin

como la energa estimada pueden ser utilizadas para la bsqueda de los componentes

apropiados. Se usa el mximo del espectro de componentes y el ancho de banda del

componente para detectar fluctuaciones peridicas [17]. El promedio, frecuencia

mediana y central han sido usados para obtener la frecuencia caracterstica de una banda

especfica [18]. Varias definiciones existen para las frecuencias de los componentes en

un espectro de series de tiempo del intervalo RR, como resumimos en la siguiente

descripcin corta:

- Los componentes de muy baja frecuencia (VLF) son encontrados en frecuencias

f < 0,04 Hz [19]. Estas fluctuaciones en intervalos RR son debidos a

mecanismos de termorregulacin. Algunas bajas frecuencias tendientes o no

estacionarias tambin pueden existir, lo cual puede ser observado en la forma de

energa aumentada en bajas frecuencias en el espectro.

- El componente de baja frecuencia (LF) es usualmente observado encontrando

f = 0,1 Hz. Esto es principalmente debido al sistema regulatorio de la presin de

la sangre y refleja el tono simptico autonmico de la regulacin de la rata del

corazn, aunque esto tambin ha sugerido que la regulacin parasimptica toca

algn papel en este [20].

- El componente de alta frecuencia (HF) ser encontrado a menudo en la banda de

frecuencia 0,15 < f < 0,4 Hz, el cual es relacionado a la frecuencia de respiracin

(por ejemplo duracin del ciclo T = 4s, f = 0,25 Hz). La amplitud y frecuencia

de este componente estn estrechamente relacionados al volumen de la

respiracin y frecuencia. El componente HF ha sido considerado una medida de

regulacin neural parasimptica de la rata del corazn [21].

Algunas veces una ultra baja frecuencia (ULF) es definida con una banda de frecuencia

de f < 0,0033 Hz [19]. El balance entre la regulacin neural simptica y parasimptica

es a menudo medido por la proporcin de la energa estimada para los componentes LF

y HF [21]. Una serie de tiempo RR para un sujeto joven saludable se muestra en la

figura 3.1, conjuntamente con un espectro estimado usando un modelo AR, mostrando

los componentes de fluctuaciones RR espontneas descritas anteriormente y un

diagrama de polos del modelo paramtrico en el complejo plano Z. En este ejemplo, el

orden del modelo fue seleccionado por inspeccin visual del espectro, cuando el orden

16 dio un resultado razonable el espectro de potencia estimado representa la suma del

espectro (lnea slida) y el espectro de los componentes separados relacionados a

respectivos polos pares (lneas fracasadas).

Figura 2.2. (Arriba)Serie de tiempo RR obtenida de un joven sano en condicin pasiva.

(Abajo izquierda) Espectro de energa estimado por el mtodo de covarianza

modificada con un modelo de orden 16. (Abajo derecha) El correspondiente diagrama

de polos.

2.6.2 EN EL USO DEL ANLISIS ESPECTRAL

El uso del anlisis del dominio de la frecuencia en diferentes circunstancias clnicas ha

sido ampliamente revisado [19]. El anlisis espectral ha sido a menudo efectuado para

series de tiempo del intervalo RR incluyendo 256 o 512 valores. Anlisis de esta clase

pueden proveer informacin en fluctuaciones de periodo corto en intervalos RR.

Fluctuaciones de periodo corto y sus cambios pueden ser estudiados con grabaciones

ambulatorias, en una grabacin larga siendo distribuida en series de tiempo de muy

cortos intervalos de 512 valores [22]. Tales series de corto tiempo pueden ser asumidas

para confirmar mejor el requerimiento estacionario para la estimacin del espectro

relevante.

2.6.3 PROCESO MATEMTICO DEL ANLISIS ESPECTRAL.

Las series de tiempo del intervalo RR incluyen informacin de origen amplio y su

naturaleza permitir apenas una suposicin de amplio sentido estacionario en el estricto

sentido, bajo cualquier condicin. Los intervalos RR deberan ser comprendidos como

aproximadamente estacionarios o ms, con lo cual el anlisis podra dar resultados

relevantes en un sentido mdico. Pueden existir secciones las cuales sean muy bien

asumidas para ser estacionarias (casi), y tambin secciones que estn lejos de permitir

tales suposiciones. Esto es a menudo necesario para dividir una grabacin en

secuencias estacionarias ms cortas. No estacionariedades incluyen fenmenos

transitorios y los cambios varan lentamente (tendencia), la identificacin de la cual es

ms difcil. La teora de muchas aproximaciones es no obstante basada en la suposicin

de la seal estacionaria. En este contexto un espectro calculado para series de tiempo

del intervalo RR, por ejemplo, es comprendido como un modelo para fluctuaciones

peridicas, ms bien que como espectro real.

Dejar a x (t) ser un proceso estacionario definido en valores discretos t = 0, 1, 2,....

La funcin autocovarianza se escribir como en (9) [23]:

r(k) = E{ (x(t) ) (x(t+k) ) } , k = 0, 1, 2, (9) Y la funcin de autocorrelacin ser entonces (k) = r(k) / r(0). Aqu el valor

promedio del proceso x(t) es definido usando el operador de expectacin = E{x(t)}. Para un sentido amplio del proceso estacionario, el valor promedio es constante y la

autocorrelacin satisface la propiedad p(n1,n2) = p(n1- n2) = p(k).

Dejndonos entonces asumir que x(t) es un cero promedio del proceso estacionario.

All debe entonces existir un proceso ortogonal Z(s) tal que (10) [23]:

Y E{ dZ() 2} = dH(), donde dH() = h()d, - y = 2f. Esta es llamada la representacin espectral de un proceso estacionario discreto. La secuencia

de autocovarianza es como (11):

Y la densidad de potencia espectral es (12):

2.6.4 ESTIMACION DEL ESPECTRO USANDO UN PERIODOGRAMA

Se dejan dividir los N puntos del proceso x(t) en segmentos K no traslapados, cada uno

teniendo M puntos. La transformada de Fourier del segmento p: th se puede escribir

como en (13):

El periodograma estimado de la funcin de densidad espectral de un simple dato de

segmento es dado por (14):

Si los periodogramas de segmentos K son promediados el estimado es llamado un

periodograma promediado Bartlett. El periodograma es solo una forma de estimar el

espectro del proceso y no significa una definicin del espectro.

Modificaciones del periodograma promediado tambin existen, en medio de las cuales

los periodogramas Welch son introducidos. En este mtodo, los datos de segmentos son

permitidos a traslapar por 50% o 70% por ejemplo, y cada dato del segmento ser

cargado con una funcin ventana antes de calcular el periodograma. Como resultado,

uno tiene para el periodograma de cada segmento a (15):

El factor es un factor de normalizacin para la energa en la

t = 1 funcin ventana (t). El periodograma Welch estimado ser entonces un

promedio de esos periodogramas en (16) [23]:

Algunas veces uno puede necesitar aproximar un periodograma ms cerradamente, el

cual puede ser hecho usando el procedimiento de zero padding (amortiguado en cero)

[24]. Este es ejecutado por extensin del conjunto de datos con ceros y tomando la

transformada de Fourier del conjunto de datos completo. Esta operacin no consigue

mejor resolucin en el espectro, sin embargo, aunque la frecuencia de espaciado ser

densa, el zero padding actualmente interpola los valores del espectro de medida en ms

frecuencias, produciendo un espectro suave.

2.6.5 MODELAMIENTO PARAMETRICO DE SERIES DE TIEMPO

El modelamiento paramtrico de las series de tiempo tiene algunas ventajas sobre

mtodos no paramtricos (Fourier). Aqu solo son examinados modelos autorregresivos

(AR) y el foco est en la estimacin espectral, la cual ha sido el principal objeto de

inters en el anlisis HRV. Hay muchos algoritmos para obtener estimados para

parmetros AR, por ejemplo, mtodos basados en estimacin de la secuencia de

autocorrelacin, el algoritmo burgo, y algoritmos de prediccin lineal del mnimo

cuadrado (incluyendo el mtodo de covarianza modificada) [24]. Hay tambin

algoritmos adaptables tales como el mnimo medio cuadrado (LMS) y el recursivo

mnimo cuadrado (RLS), el cual actualiza los parmetros estimados como un nuevo

dato de muestreo llegando a ser posible [25].

2.7 ANALISIS TIEMPO FRECUENCIA

2.7.1 REPRESENTACION TIEMPO-FRECUENCIA

All puede estar una necesidad para monitorear las propiedades espectrales de la seal

como tiempo transcurrido, especialmente, cuando periodos de tiempo largos estn

bajo consideracin. La ubicacin temporal de los componentes espectrales puede dar

ms informacin que un espectro simple. La transformada de Fourier de tiempo corto

(STFT) es una representacin lineal tiempo-frecuencia (TFR) usada para presentar

cambios en la seal que vara con el tiempo. La transformada de Fourier no muestra

explcitamente la ubicacin en el tiempo de los componentes de frecuencia, pero alguna

forma de ubicacin en el tiempo puede ser obtenida usando una pre-ventana adecuada

[26]. El STFT puede ser definido para x(t) como en (17):

es un espectro local de la seal X(s) alrededor del anlisis de tiempo S. Las

propiedades de la ventana g*(s) tambin tienen un efecto en el clculo STFT [26].

La resolucin tiempo-frecuencia es limitada por el producto tiempo-frecuencia, esto es,

tener una resolucin de corto tiempo significa resolucin de frecuencia mala, o

viceversa. La resolucin es tambin constante como una funcin de la frecuencia la

cual es debida a la ventana elegida para el STFT [27].

2.7.2 ANALISIS ESPECTRAL TIEMPO-VARIANTE

Tcnicas han sido desarrolladas recientemente y permiten el rastreo de parmetros

espectrales como el tiempo transcurrido. Aproximaciones de este tipo han sido

llamadas anlisis espectral tiempo-variante o anlisis tiempo-frecuencia [28 22 29].

Las ventajas de esas metodologas son asociadas principalmente con la reduccin de

influencias no estacionarias.

Un procedimiento de arreglos espectrales comprimidos (CSA) puede reducir el dato

espectral obtenido de grabaciones ECG [22]. El mtodo se basa en el clculo de

estimados espectrales AR para segmentos sucesivos de intervalos RR, y chequea si un

nuevo espectro difiere significativamente desde el anterior.

En el anlisis espectral tiempo-variante los parmetros AR son estimados por la

aproximacin del cuadrado mnimo recursivo (RLS), y el espectro de potencia tiempo-

variante es dado como (18) [29]:

Con y t denota el ndice de tiempo.

Mainardi et al. (1994) [30] introdujo 2 algoritmos para rastreo recursivo de los

desplazamientos de polos de un modelo AR estimado. Los algoritmos fueron basados

en la aproximacin de linealidad bsica y clculo recursivo de las races de un

polinomio.

La transformada de Fourier autorregresiva y representacin tiempo-frecuencia (TFR)

[31], basada en estimadores de potencia espectral aplicada a series de tiempo no

estacionarias muestra que TFRs tales que SPWD (distribucin suavizada falsa pseudo

Wigner) y RWED (distribucin exponencial de ventaneo que fluye) debera ser utilizada

cuando una buena resolucin del tiempo o la presentacin de la potencia instantnea es

esencial. El RWED ha podido ser eficiente en la reduccin de amplitudes de periodo-

cross, pero el SPWD es ms capaz de evaluar la energa promedio en el plano tiempo-

frecuencia. Puede tambin concluirse que un problema detallado en las estimaciones

clsicas es la dependencia de la resolucin del tiempo para las oscilaciones observadas

en series de tiempo cardiovasculares.

Est siendo mostrado un aumentado inters en el anlisis espectral tiempo-variante o el

monitoreo de parmetros espectrales como una funcin del tiempo. Esas tcnicas

parecen ofrecer aproximaciones para superar el requerimiento de la seal estacionaria.

2.8 ANALISIS WAVELET

La transformada Wavelet (WT) es una aproximacin bastante nueva en el campo del

anlisis de las series de tiempo biomdicas, y solo unos pocos artculos publicados

existen en el uso de anlisis HRV, esto casi parece poseer algunas ventajas obvias sobre

el mtodo de anlisis clsico tiempo-frecuencia [32]. La motivacin para explicar la

transformada wavelet en el anlisis de la seal ECG y series de tiempo del intervalo RR

yace principalmente en el monitoreo de seales no estacionarias y la evolucin del

periodo largo del espectro de potencia.

La WT fue una herramienta en la aproximacin del anlisis espectral tiempo-dependiente para procesos estocsticos, especialmente el trmino frecuencia en conexin de series de tiempo

no estacionarias. Debido a que los mtodos explicados anteriormente son muy limitados

en cuanto a la robustez frente al ruido, artefactos y desviaciones de la lnea base, la WT

es la ms usada y segura en la deteccin de ondas del ECG [32, 33].

2.8.1 TRANSFORMADA WAVELET DISCRETA

Por eleccin de valores fijos, a = a0m y b = nb0a0m, m,n = 0, 1, 2, . . . , nosotros obtenemos para la transformada wavelet discreta (DWT) (19) [34]:

Los valores a0 = 2 y b0 = 1 construyen wavelets discretos m,n(t) = 2-m/2(2-mt n)

usado en anlisis multirresolucin constituyendo bases normales para L2 (R).

Para obtener una caracterizacin completa de x(t) usando wavelets discretizados

m,n(t), y ms an, a recobrar x(t) desde la transformada discreta en una manera

numricamente estable, la funcin wavelet podra constituir un marco. La transformada

entre la seal y la funcin wavelet ser saltada encima y debajo

con A>0 y B

La descomposicin de la seal x(t) usando funciones j,k(t) del anlisis wavelet discreto y funciones K,k(t) escalares discretas pueden ser dadas en diferentes escalas como sigue en (26):

donde dj(k) son coeficientes wavelet (seales detalladas) en escala 2j y aK(k) son los

coeficientes escalares (seal aproximada) en la escala 2K. En la figura 2.3, la idea del

anlisis wavelet discreto es presentada por medio de una descomposicin de rbol

(ramificada) de wavelet. Una descomposicin sobre escalas didicas asociadas al

contenido de la seal y escalas como (27):

2-j j j j j 21-j para j = 1, 2, .... El espectro de seal incluye el rango 0 - rad y jjjj es la banda de frecuencia correspondiente al nivel j.

2.8.3 FILTRADO SUBBANDA

Anlisis multiresolucin comprenden un esquema jerrquico y rpido para computar los

coeficientes wavelet de una seal analizada. El esquema involucra la computacin de

aproximaciones secuenciales bruscas x(t) y la diferencia de seales de dos niveles

consecutivos. En la aproximacin del filtrado sub-banda la computacin consiste de los

anlisis y de las sntesis de los pasos los cuales corresponden a las etapas de

reconstruccin y descomposicin en anlisis wavelet [35]. La transformada de wavelet

discreta puede ser implementada por el escalamiento (pasa bajo) y filtros wavelet (pasa

altos) as (28):

y (29):

Figura 2.3. Descomposicin de una seal Wavelet presentada por una estructura de rbol

Siendo filtros de cuadratura del reflejo complementario QMF [34]. La estimacin del

detalle de la seal en el nivel j ser hecho por convolucin de la seal aproximada al

nivel j-1 con los coeficientes g(n). La convolucin de la seal aproximada al nivel j-1

con los coeficientes h(n) da un estimado para la seal aproximada al nivel j. El anlisis

de paso (etapa de descomposicin) involucra filtrar la seal aproximada y retiene cada

siguiente muestra del filtro de salida (submuestreo). La sntesis de paso involucra

sobremuestrear y filtrar para obtener una seal reconstruida. En la figura 2.4 son

presentadas las etapas de reconstruccin y descomposicin en un esquema de filtrado

sub-banda estableciendo un banco de filtros.

Figura 2.4. Esquema de procedimiento de filtrado sub-banda usando

bancos de filtros.

CAPITULO 3

APLICACIN AL ANLISIS DE VARIABLIDAD EN SEALES

CARDIOVASCULARES

En el captulo anterior se mencionaron algunos de los distintos mtodos utilizados en el

anlisis automtico de la seal ECG. Tambin se concluy que el mtodo ms usado en

la actualidad es el anlisis de Wavelets por su robustez en el filtrado y la ganancia que

ofrece en sistemas computacionales.

En este captulo presentaremos un algoritmo para realizar el anlisis de la seal

electrocardiogrfica de forma automtica y mostraremos los diferentes intervalos que

ofrece una seal de este tipo, determinando algunas tendencias hacia posibles afecciones

cardiacas.

3.1 ALGORITMO DE FILTRADO DE LA SEAL

Un factor crucial en el anlisis de la transformada Wavelet es la eleccin del nivel de

descomposicin puesto que la escogencia de un nivel de descomposicin bajo no

permitir una buena segmentacin de la seal y si por el contrario escogemos un nivel

muy alto se puede destruir la seal, eliminndose componentes frecuenciales relevantes

de la seal misma [42].

La dificultad existente con la lnea base es que un nivel demasiado bajo para esta

provocar una sobre-aproximacin de la seal por lo cual se incluiran algunas ondas

electrocardiogrficas adems de esta, mientras que si el nivel es demasiado elevado la

estimacin de la lnea base se aleja demasiado y los resultados no sern satisfactorios.

Por lo tanto se busca una buena aproximacin (nivel 8) [36] para lograr su eliminacin.

Por ltimo, para remover interferencias de la red se tomar el nivel 3 de

descomposicin[43].

3.2 ALGORITMO PARA DETECTAR ONDAS CARACTERSTICAS

Utilizaremos la base de datos MIT-BIH para tomar las seales que estudiaremos en este

trabajo puesto que esta nos brinda una gran cantidad de seales de alta calidad y tienen

un diagnstico ya estudiado. Cada seal consta de tres archivos hea (cabecera), dat

(seal) y atr (anotaciones).

En este estudio realizaremos tres procedimientos fundamentales (Ver figura 3.1):

Deteccin de QRS: se obtendr el ciclo de marcadores cardacos.

Obtener inicios y finales de P y T: se obtendrn segmentos, duraciones y

amplitudes.

Procesado final de los datos y deducciones.

3.3 DETECCION DEL COMPLEJO QRS

El complejo QRS se detecta por medio del mdulo mximo de la transformada Wavelet,

este se define como cualquier punto Wf (2 j, 0) tal que:

| Wf (2 j, ) | < | Wf (2 j, 0) | con perteneciente a la izquierda o la derecha de

los alrededores de 0. y | Wf (2

j, ) | | Wf (2 j, 0) | con perteneciente a otro punto de los alrededores

de 0. As el complejo QRS produce 2 mdulos mximos con signos opuestos de Wf (2

j, ),

con un cruce por cero entre ellos como se indica en la figura 3.2.

El complejo QRS tiene su mayor energa entre los 3 Hz y los 40 Hz; observando

alrededor de 3 dB las frecuencias indican que la mayor parte de su energa se halla entre

las escalas 21 y 2

2 [44, 45]. A partir de 2

2 se nota un descenso y despus de 2

5 se

incrementa la energa de artefactos debidos al movimiento y error de la lnea base. Por

esto se eligen escalas de 21 a 2

4 para la Wavelet. [11].

Figura 3.1. Algoritmo para deteccin de variabilidad cardiovascular.

Figura 3.2. Escala 21 de la transformada Wavelet

Como ya se ha mencionado, el complejo QRS produce 2 mdulos mximos con signos

opuestos de la transformada Wavelet. El cruce por cero entre los 2 mximos

corresponde a la onda R y se determina as [37]:

1. Se determinan y marcan posiciones de los mdulos mximos de la escala 21 que

cruzan el umbral Th4.

2. Se determina el modulo mximo en la cercana de nk4 en la escala 2

3 y se marca

su localizacin como nk3. Si existen muchos mdulos mximos se selecciona el

ms grande y si no existen nk3, nk

2 y nk

1 se envan a 0.

3. Se determinan en sus escalas la localizacin de los mdulos mximos de las

escalas nk1, nk

2, nk

3 y nk

4, esto reducir el ruido de alta frecuencia.

En ocasiones aparecen latidos ectpicos en lo cuales pueden ocurrir 2 o ms mdulos

mximos de los cuales 1 es til; entonces se aplica la siguiente regla para saber cual de

estos extraer [38]:

1. S A1/L1 > 1.2 A2/L2, MIN2 es redundante. 2. S A2/L2 > 1.2 A1/L1, MIN 1 es redundante.

3. S MIN1 y MIN2 estn en el mismo lado de los mximos, entonces el mnimo a

la distancia ms grande del mximo es redundante.

Habiendo calculado el mdulo mximo de la escala 21, estima el mdulo mximo

negativo de la misma, as al tener los dos puntos se encuentra el cruce por

arritmias

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