Dispositivo y método para la detección de la alternancia de la repolarización ventricular mediante el enventanado
Sector Industrial:
- Ciencias de la Salud
Investigador/es:
- Manuel Blanco Velasco
Departamento/s:
- Teoría de la Señal y las Comunicaciones
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
Resumen:
Un grupo de investigación del Departamento de la Teoría de la señal y Comunicaciones de la Universidad de Alcalá ha diseñado un dispositivo y método para la detección de la alternancia de la repolarización ventricular basado en el análisis en tiempo continuo y en la extracción de la información mediante el enventanado. Como característica principal, el método posee gran robustez frente al ruido y es muy robusto frente a la variabilidad de la frecuencia cardiaca debido a la técnica de normalización empleada. Además, incluye un procedimiento que separa la información de la repolarización de los artefactos. Por las características anteriores, es especialmente idóneo para su implementación en dispositivos de monitorización transportables y dispositivos implantables.
El grupo busca empresas de equipamientos médicos y tecnología sanitaria para alcanzar acuerdos de licencia, de colaboración y acuerdos comerciales con asistencia técnica.
Descripción:
El esquema de diseño propuesto en la invención se sucede en cinco etapas secuenciales diferenciadas:
- Extracción y/o almacenamiento del electrocardiograma (ECG).
Su función es la de capturar la señal ECG que puede constar de una o varias derivaciones. Este mecanismo de captura está implementado en el propio dispositivo. En caso contrario se encargará de adaptar las señales tomadas por cualquier otro dispositivo capacitado para ello mediante la lectura física de los datos o de su recepción vía cualquier medio de transmisión.
- Adecuación de la señal y eliminación de ruido y artefactos.
Su función es la de adecuar la señal de entrada para facilitar su análisis, y eliminar el ruido y artefactos. Puede implementarse mediante cualquier método como puede ser el filtrado lineal, filtrado no lineal o procesamiento multitasa.
- Extracción de la información de la Alternancia de Onda T (AOT) mediante la síntesis de una ventana periódica y enventanado de la señal.
Su función es la de procesar el bloque de latidos a la entrada para discriminar la información espectral ajena a la AOT. El esquema de diseño se basa en el promedio de los espectros a través del enventanado en diferentes áreas de la señal. Este esquema, además de aportar mayor robustez frente al ruido, aumenta la resolución de la detección, eliminando el efecto que puede provocar el uso de ventanas con ciclo de trabajo pequeño. Esta etapa está subdividida en los siguientes bloques:
- Detección QRS: Su misión es detectar los complejos QRS del bloque de latidos.
- Determinación del ritmo cardiaco: Se calcula la frecuencia y la desviación típica de la frecuencia cardiaca.
- Síntesis de la ventana: Su función es la de sintetizar la ventana que se utiliza para extraer la información de la AOT.
- Retardo: Su función es la de generar una versión desplazada de la ventana periódica. Este bloque se encarga de introducir un retardo de duración arbitraria.
- Enventanado: Es un bloque destinado a realizar el producto de la señal con la versión desplazada de la ventana periódica que le corresponda.
- Post-procesado para la mejora de detección de AOT
Esta etapa tiene como misión incrementar la significancia de la alternancia sobre el ruido de la señal mediante un procesado de manera que la detección de AOT se ve favorecida. Los bloques a implantar serán uno o varios de los siguientes: eliminación del ECG de fondo, estimación de la tendencia y eliminación del ruido.
- Detección de AOT a partir del cálculo de RAOT y decisión.
- Presentación de resultados
Los resultados mostrados para la estimación de la AOT pueden ser uno o varios de los siguientes:
- El valor de la estimación de potencia, que puede darse en unidades de voltaje.
- La zona ECG en la que aparece la alternancia de manera superpuesta al ECG en el eje de tiempos. Ya que la amplitud de la onda alternante es despreciable respecto a la potencia de la señal, ésta superposición se representará con un color diferente.
- La forma de onda estimada de la onda alterante correspondiente.
- Interfaz de salida
Es el interfaz que transmite la información a un usuario, a otra etapa de procesamiento o a un dispositivo, acerca de la existencia o no existencia de AOT en la señal. Los sistemas de diseño propuestos se basan en condiciones del ECG próximas a la periodicidad para la detección de AOT. Con el objetivo de resolver los problemas de detección que se originan por la falta de sincronización entre la ventana y el bloque de señal debidos a la variabilidad de la frecuencia cardiaca, la presente invención incluye una modificación adicional del método mediante la aplicación de un proceso de normalización de periodo de la señal ECG mediante el truncado de periodo, que consiste en la imposición de un periodo constante para el bloque de latidos. Este truncado cambia las componentes frecuenciales de la señal, pero no modifica la información temporal de la alternancia.
Aspectos Innovadores:
La presente invención presenta las siguientes propiedades:
- Procesa el ECG en el dominio del tiempo.
- Se basa en el análisis espectral, utilizando el ECG como señal original en el análisis. -Utiliza un número reducido de latidos en el análisis, 8 a 32.
- Es robusto frente al ruido, siendo el método válido para el análisis de cualquier tipo de señal eléctrica del corazón procedente de cualquier fuente o dispositivo existente, entre los cuales se pueden citar, los registros Holter de larga duración, señales procedentes de pruebas de esfuerzo, dispositivos de monitorización cardiaca o señales intracavitarias procedentes de estudios electrofisiológicos o aparatos implantables.
- Permite recuperar la forma de onda de la alternancia y definir los instantes temporales del ECG sobre los que aparece.
Palabras Clave:
- Enventanado,
- ECG
- AOT
- PQRST
- Procesamiento multitasa
Disciplinas Científicas:
- Ciencias Biológicas
- Otras Tecnologías Industriales
- Tecnologías de la Información y las Telecomunicaciones
Grado Desarrollo del resultado de investigación
- En fase de desarrollo
Fuente de financiación de la investigación
- Proyecto Nacional
ASPECTOS COMERCIALES
Ventajas competitivas:
Al usar el análisis un número reducido de latidos:
- Disminuye el efecto de variabilidad de la frecuencia cardiaca.
- Mejora la resolución del análisis.
- Reduce el coste computacional, haciéndolo válido para su implantación en cualquier dispositivo existente, incluyendo dispositivos portátiles o implantables.
Al ser robusto frente al ruido:
- El método es válido para el análisis de cualquier tipo de señal eléctrica del corazón procedente de cualquier fuente o dispositivo existente.
Estado de la propiedad industrial e intelectual
- Patente concedida
Comentarios:
Número de publicación de la patente ES2343054
Tipo Colaboración
- Acuerdo comercial con asistencia técnica
- Acuerdo de licencia
- Cooperación técnica
Comentarios:
El grupo busca alcanzar acuerdos comerciales, de cooperación o de licencia con empresas de equipamientos médicos y tecnologías sanitarias.
La asistencia técnica de los acuerdos comerciales se refiere al asesoramiento en la implantación del producto en las empresas y cuestiones derivadas del mismo.