Análisis del electrocardiograma de la ballena jorobada con técnicas de procesamiento de señales y redes neuronales

Abstract

<p class="MsoNormal"><span style="font-size: 8.5pt; font-family: Arial">Se analizaron 199 complejos del electrocardiograma (ECG) de ballena jorobada, con técnicas en el dominio del tiempo, de la frecuencia, identificación de sistemas. Se clasificaron con redes neuronales y análisis de cluster. Se obtuvo promedio típico del ECG de la ballena, se comprobó la existencia de la onda P, se dio una nueva explicación a la bradicardia de estos animales y se obtuvo un modelo matemático para simular el ECG.</span></p> <p class="MsoNormal"><strong><span style="font-size: 8.5pt; font-family: Arial">Metodología: </span></strong><span style="font-size: 8.5pt; font-family: Arial">Los complejos del ECG fueron obtenidos por el grupo S.C.V.S. Se obtuvo la señal promedio de los 199 complejos. Se realizó una correlación cruzada, entre el promedio y los 199 complejos para identificar y promediar los complejos más típicos. Se realizaron análisis espectrales de la señal promediada, de cada complejo y de segmentos. Se hizo un diezmado de la señal y una compresión con transformada discreta coseno. Se clasificaron las señales con redes neuronales tipo Kohonen, y análisis de cluster. Se hizo identificación de sistemas con modelos paramétricos tipo ARX, como entrada se tuvo un pulso rectangular de 300 milisegundos y como salida, la señal promediada. Se hallaron los polos, los ceros y la respuesta en frecuencia y al escalón del sistema. Se realizó una prueba de chi cuadrado para establecer la asociación entre la clasificación realizada por las redes neuronales y el análisis de cluster y un análisis de la varianza, para establecer la significancia de las diferencias encontradas entre los grupos.</span></p> <p class="MsoNormal"><strong><span style="font-size: 8.5pt; font-family: Arial">Resultados: </span></strong><span style="font-size: 8.5pt; font-family: Arial">La frecuencia cardíaca promedio fue de 7 +3 latidos por minuto. Se observaron ondas similares a la P del ECG humano, que no guardan relación temporal con los complejos ventriculares. Se obtuvo el electrocardiograma promedio con los 199 complejos. Se identificaron los componentes espectrales de los complejos y sus segmentos. Se encontraron dos categorías de complejo electrocardiográfico. Hubo asociación estadística entre las clasificaciones realizadas por la red neuronal artificial y el análisis de cluster (p<0.05). Se encontró onda P en los promedios, y en las categorías de complejos mencionadas.</span></p> <p class="MsoNormal"><strong><span style="font-size: 8.5pt; font-family: Arial">Discusión: </span></strong><span style="font-size: 8.5pt; font-family: Arial">Los análisis previos son limitados por basarse en la inspección visual. Algunos autores no han identificado ondas P. Otros proponen una fibrilación auricular. Se encontró, una onda correspondiente a la P del ECG humano que no se había demostrado previamente. Se descarta por lo tanto un ritmo nodal o de un bloqueo A-V completo. En los estudios previos no se había demostrado contundentemente la presencia de la onda P. El complejo CDE, corresponde al QRS humano, es muy pequeño con respecto al tamaño del corazón, posiblemente porque el grosor ventricular es muy pequeño para el tamaño. La red de Purkinje es mucho más densa que la de otros mamíferos. El segmento EF (Figura 1), correspondiente al segmento ST del ECG humano. El complejo FG (Figura 1), corresponde a la onda T del ECG humano. El intervalo CG (QT del ECG humano), es solo 4 veces mayor que el del humano a pesar de tener un corazón 400 veces más grande. Para dicho intervalo CG, se espera una frecuencia cardíaca máxima de 34 latidos por minuto, por lo cual se postula que la bradicardia se debe, a una restricción por los tiempos de despolarización y repolarización ventricular. El modelo matemático fue bueno para simular los componentes ventriculares, pero deficiente para auriculares.</span></p>