Analisis Ecg

Memorias V Congreso de la Sociedad Cubana de Bioingeniería, Habana 2003, Junio 10 al 13 de 2003

EXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE LA SEÑAL DE VARIABILIDAD DEL RITMO CARDÍACO (HRV) MEDIANTE FILTRADO
Yusely Ruiz González; Juan V. Lorenzo Ginori; Alberto Taboada Crispí.

Centro de Estudios de Electrónica y Tecnologías de la Información, CEETI. Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Central“Marta Abreu” de Las Villas. e-mail: yusely@ceeti.uclv.edu.cu plantea como objetivo de este trabajo la creación de una función de filtrado más eficiente desde el punto de vista computacional, así como el estudio de los filtros utilizados para reducir el orden necesario. Aprovechando las ventajas que posee la señal R de tener solo valores de ‘0’ y ‘1’ y que la mayor parte del tiempo su valor es ‘0’; secreó una nueva función para el filtrado. Con la cual se logró una mejoría en el tiempo de demora de ejecución. En el estudio de los filtros se analizó la relación entre el orden del filtro y la fidelidad de la señal recuperada, lográndose una reducción del orden necesario. Para comprobar la efectividad de los algoritmos se realizó el procesamiento de señales electrocardiográficas (ECG) reales paralas que se le calcularon las DEPs de las señales HRV recuperadas a partir de ellas, coincidiendo los espectros obtenidos con los esperados. 2. METODOLOGÍA Palabras clave: variabilidad del ritmo cardíaco, filtrado, densidad espectral de potencia. Para comprobar los algoritmos de filtrado se utilizaron señales R simuladas con el modelo IPFM [8] para señales moduladoras conocidas. Las señalesmoduladoras tuvieron una frecuencia de muestreo de 500 Hz. y varias componentes de frecuencia sinusoidales. Las frecuencias de estas componentes estuvieron comprendidas en el intervalo 0.01 ≤ f ≤ 0.4 Hz. [8,7], y el número de componentes entre 1 y 4. La frecuencia de muestreo determina la resolución en la localización de los picos y debe ser mayor de 500 Hz. para electrocardiografía de alta resolución [1]El filtrado se realizó con filtros FIR, que se diseñaron mediante algoritmo s computacionales (Parks-McClellan), con el objetivo de lograr una mejor respuesta de frecuencia [2]. Para medir la efectividad de la recuperación de la señal HRV, se calculó el coeficiente de correlación ρ entre la señal moduladora y la recuperada. L especificaciones de los as filtros diseñados fueron: frecuencia decorte 0.385 Hz., atenuación mínima en la banda de paso de 40 dB y una banda de transición de 0.2 Hz. [2,7]. El análisis del comportamiento del filtro en términos de ρ se realizó para órdenes a partir 5000 hasta 10 000, siendo estos valores determinados experimentalmente. Para valores pequeños del orden del filtro, la señal recuperada se distorsiona, apareciendo componentes de alta frecuencia (verfigura 1). La presencia de las componentes de alta frecuencia, para la frecuencia de muestreo utilizada, no es factor determinante en el análisis espectral de la señal HRV, pues este sólo se realiza para frecuencias menores de 0.4 Hz. [9], aunque se observó que sí afecta la correlación entre las señales.

RESUMEN
El análisis de la variabilidad del ritmo cardíaco (HRV) constituye un método noinvasivo para el diagnóstico diferentes enfermedades. Para realizar el análisis de esta señal en el dominio de la frecuencia es necesario en primer lugar extraerla a partir de la señal ECG. Para este fin es posible utilizar filtros FIR de orden elevado. Con estos filtros se recupera una señal HRV uniformemente muestreada. En nuestro trabajo se realizó un estudio y selección del filtro más adecuado y secreó una función de filtrado que reduce la carga computacional del proceso de filtrado. Para aplicar los algoritmos a señales reales se remuestrearon estas a una frecuencia intermedia de 500 Hz y se utilizaron los algoritmos apropiados para la estimación de la Densidad Espectral de Potencia (DEP). Los resultados confirman la efectividad de los métodos utilizados.

1. INTRODUCCIÓN
La señal...