EXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE LA CALIDAD DE LA SEÑAL ELÉCTRICA CARDÍACA REGISTRADA EN DESFIBRILADORES IMPLANTABLES A PARTIR DE IMÁGENES ESCANEADAS

Abstract

El corazón es un órgano que se encarga de bombear la sangre para repartir diferentes elementos nutritivos. Para ello, dentro del corazón se generan impulsos eléctricos que posibilitan su contracción regular. Estos impulsos se pueden medir y analizar gracias a los desfibriladores automáticos implantables (DAI).

Los DAI son dispositivos que se implantan dentro de la piel para contrarrestar variaciones indeseadas del ritmo cardíaco conocidas como arritmias. Las arritmias pueden comportar un aumento (taquicardia) o disminución (bradicardia) del ritmo cardíaco, así como ritmos irregulares acelerados llamados fibrilaciones. Para corregir estas anomalías en el ritmo cardíaco, los DAI generan impulsos eléctricos. Aunque los DAI también almacenan datos sobre los potenciales eléctricos que suceden en el corazón a lo largo del tiempo (denominados electrogramas o EGM), por motivos legales y de propiedad industrial los fabricantes no permiten acceder de forma directa a estos datos. No obstante, sí es posible imprimir los EGM en papel para, posteriormente, analizar la variación del potencial eléctrico con respecto al tiempo.

Este Trabajo Fin de Grado (TFG) se enmarca en el contexto de un estudio multicéntrico sobre arritmias ventriculares. Como parte del estudio se desea aplicar herramientas de procesamiento digital de señal para analizar de la forma más automática posible los datos registrados en los EGM. Como los DAI solo facilitan estos datos a través de la impresión en papel de los registros eléctricos, es necesario digitalizarlos y convertirlos a señales temporales para llevar a cabo el análisis. El objetivo de este TFG es implementar una aplicación para extraer la señal del EGM impreso en papel, recuperando su forma de onda y almacenando la amplitud para cada instante temporal. Con este propósito se escanea el EGM y la imagen escaneada se preprocesa para que la imagen a analizar tenga una única señal. A partir de dicha imagen se implementa un procedimiento para almacenar un solo valor de amplitud para cada instante temporal.

Para extraer los valores de amplitud se han empleado diferentes técnicas de procesado digital de imágenes. La tarea se abordó en diferentes fases. Primero se eliminaron posibles artefactos del papel sobre el que se imprime el EGM utilizando operadores lógicos y operadores morfológicos. A continuación se realizó una primera estimación de la amplitud del EGM para cada instante de tiempo (columnas de la imagen escaneada). Esta primera estimación es posteriormente mejorada en las zonas donde señal tiene cambios rápidos en amplitud, regiones identificadas al estimar la tendencia (creciente o decreciente) de la forma de onda haciendo uso de regresión lineal. La última fase hace uso de una interpolación lineal para estimar la amplitud de la señal en aquellas zonas del EGM con valores perdidos.

En la memoria se incluye una descripción detallada del interfaz de usuario, la interconexión entre una etapa previa (centrada en la digitalización) y la etapa sobre la que se centra este TFG (digitalización de señales) y la adaptación dentro de una única aplicación. La memoria incluye también varias pruebas para evaluar cualitativamente la calidad del EGM extraído considerando registros de diversos fabricantes y modelos de DAI.

Este desarrollo será usado en un estudio multicéntrico para analizar digitalmente los EGM de 122 pacientes. La aplicación realizada permite optar a una diversidad de opciones para proporcionar señales digitales de calidad en la gran mayoría de los modelos de DAI disponibles.