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TAZ-TFM-2012-881

Development of a Wavelet-Based Activation Detector for Intracardiac Electrical Signals

Alcaine Otín, Alejandro
Martínez Cortés, Juan Pablo (dir.)

Universidad de Zaragoza, Escuela de Ingeniería y Arquitectura, 2012
Departamento de Ingeniería Electrónica y Comunicaciones, Área de Teoría de la Señal y Comunicaciones

Máster en Ingeniería Biomédica

Resumen: La fibrilación auricular (AF) es una de las arritmias más comunes y que supone un tercio de las hospitalizaciones en las unidades de arritmias, convirtiendose en un costoso problema de salud publica. La AF se caracteriza por una actividad eléctrica muy rápida y caótica de la aurícula precedida por una respuesta irregular de los ventrículos. Dicha actividad repercute en una contracción ineficiente de las aurículas aumentando el riesgo de producción de coágulos de sangre que pueden desembocar en ataque cardíaco o accidente cerebrovascular. El estudio del electrocardiograma (ECG) de superficie permite medir de la actividad eléctrica cardíaca en el pecho del paciente, pero durante estudios electrofisiológicos o intervenciones de ablación, el estudio de las señales obtenidas mediante el uso catéteres en contacto con el tejido cardíaco, es decir los electrogramas (EGM), permiten obtener una información local de los mecanismos que subyacen la AF u otras afecciones electrofisiológicas. En un reciente estudio de simulación, se ha observado que los indices que caracterizan la AF medidos a través de los instantes de activación se ven limitados por el error del detector de activaciones. Por lo tanto, la hipótesis de partida de este trabajo fin de máster es que mejorando la sensibilidad y fiabilidad de la detección, podemos obtener mejores indices temporales que caractericen la AF. Se ha desarrollado una nueva estrategia de detección en señales EGM bipolares basada en la transformación wavelet ya utilizada anteriormente para la detección de complejos QRS y delineado de ondas en el ECG de superficie. A efectos de comparación se ha evaluado también una estrategia clásica basada en la detección haciendo uso de un umbral adaptativo. La evaluación se ha realizado mediante dos escenarios. El primero y debido a la falta de bases de datos estándar con activaciones anotadas por expertos electrofisiólogos, se ha comparado el rendimiento de ambos detectores con un conjunto de señales EGM reales elegidas por su buena relación señal-a-ruido (SNR) que posteriormente fueron contaminadas con ruido aditivo blanco gaussiano (AWGN) a diferentes niveles de SNR. El rendimiento se ha medido en relación a un “gold standard” obtenido de forma manual. También se ha utilizado un sintetizador de señales EGM propuesto en la bibliografía con diferentes ciclos de activación, variabilidad de activaciones y ruido AWGN con el fin de obtener el rendimiento en detección en un ambiente controlado. En el segundo escenario, se compararon dos medidas clínicamente aceptadas que caracterizan la AF con sus equivalentes basados en los instantes temporales obtenidos con ambos detectores. Se obtuvo la frecuencia dominante, muy usada para localizar focos de rápida actividad, obtenida de forma espectral con el inverso del ciclo de activación mediano. Por otra parte, también se comparó el retardo entre dos señales EGM obtenido mediante la función de correlación cruzada, un indice de sincronización entre dos señales que permite medir la velocidad de conducción del tejido cardíaco, con el retardo mediano obtenido de las detecciones realizadas. En ambos escenarios, el detector basado en wavelets propuesto supera a la estrategia más clásica, permitiendo obtener medidas que caracterizan la AF u otras afecciones electrofisiológicas basadas en los tiempos de ativación de forma fiable y así ayudar a comprender mejor los sus mecanismoas así como al guiado de la ablación.


Palabra(s) clave (del autor): atrial fibrillation ; electrogram ; wavelet transform ; ablation ; electrophysiology
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master

El autor NO autoriza la consulta a texto completo


 

 Registro creado el 2012-09-13, última modificación el 2012-10-16


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