Resumen de Diseño y evaluación de métodos de preprocesado para registros electrocardiográficos de fibrilación auricular
La Fibrilación Auricular (FA) es uno de los principales problemas de salud del mundo desarrollado. De hecho, se trata de la arritmia cardíaca más común en la práctica clínica diaria, afectando aproximadamente a 33 millones de personas en todo el mundo, de las cuales 9 millones son europeas y 1 millón son españolas. Además, puesto que su prevalencia aumenta con la edad, se espera que esta enfermedad alcance proporciones epidémicas a mitad de este siglo, debido al progresivo envejecimiento de la población. En estas condiciones, el gasto sanitario asociado a la gestión de los pacientes con FA será totalmente insostenible, ya que solo en la actualidad supone más del 1% del presupuesto mundial en sanidad. Por estos motivos, en los últimos años se está reclamando una atención prioritaria para esta arritmia, así como un mayor esfuerzo investigador para mejorar su prevención, diagnóstico y tratamiento.
Precisamente, todavía no se conocen completamente los mecanismos fisiológicos que desencadenan y mantienen este tipo de arritmia, haciendo que su diagnóstico y tratamiento no sean tan eficaces como sería deseable. Así, aunque la ablación por catéter se ha convertido en el tratamiento de primera línea para revertir la FA y, por tanto, mejorar la calidad de vida de los pacientes, sigue ofreciendo una tasa de éxito limitada a largo plazo. Algunos estudios recientes apuntan a que su resultado podría mejorar, si además del aislamiento clásico de las venas pulmonares, se ablacionasen aquellas áreas auriculares que presentan características potencialmente asociadas al mantenimiento de la arritmia, tales como alta complejidad, frecuencia, o desorganización. Sin embargo, hoy en día la adecuada identificación de estas regiones solamente se puede abordar a partir de la interpretación de los registros electrocardiográficos invasivos que se capturan sobre el endocardio.
Lamentablemente, el proceso de adquisición de estas señales está altamente contaminado por interferencias eléctricas capaces de enmascarar, al menos parcialmente, la información clínica que contienen. Una situación similar, pero observando niveles de ruido incluso más elevados, también se encuentra en el registro de las señales electrocardiográficas tomadas sobre el tórax del paciente. Todavía hoy, estas señales no invasivas siguen siendo las más empleadas en el diagnóstico de muchas enfermedades cardiovasculares, incluyendo la FA. Así pues, para evitar que este ruido lleve a diagnósticos y tratamientos erróneos o ineficientes en pacientes de FA, la aplicación de herramientas de preprocesado para limpiar los registros, sin alterar su morfología original, es esencial antes de su análisis. Sin embargo, a pesar de este contexto, los métodos que se están empleando actualmente no consiguen ser totalmente eficientes, provocando alteraciones morfológicas muy importantes en los registros electrocardiográficos. Aunque en los últimos años se están proponiendo bastantes métodos para trabajar con registros no invasivos, ninguno de ellos se ha validado sobre el contexto específico de la FA. Así pues, el objetivo general que aborda este trabajo de investigación es el diseño y evaluación de nuevos algoritmos de preprocesado totalmente optimizados para registros invasivos y no invasivos de la actividad eléctrica del corazón capturados durante FA.
Para alcanzar dicho objetivo, en primer lugar se ha realizado una comparativa sistemática y exhaustiva de la capacidad de varios algoritmos para eliminar el ruido de alta frecuencia existente en los registros electrocardiográficos invasivos. Así pues, además de los métodos clásicos de filtrado que incorporan actualmente los sistemas comerciales de registro, se han adaptado por primera vez en la literatura científica algunas técnicas que han mostrado ser muy efectivas sobre las señales electrocardiográficas de superficie. Los resultados obtenidos, basados en métricas con una interpretación clínica clara, han demostrado que los algoritmos que emplean la transformada Wavelet son los que mejor eficiencia consiguen.
Partiendo de esta herramienta de procesado de señal, también se ha introducido un método totalmente nuevo para eliminar la interferencia de la red eléctrica en el mismo tipo de registros invasivos. Su validación sobre un amplio conjunto de escenarios interferentes, ha demostrado que el algoritmo es muy eficiente, así como versátil. Dadas estas interesantes características, el método también se ha modificado ligeramente para trabajar con registros electrocardiográficos no invasivos, exhibiendo un comportamiento excepcional en el contexto específico de la FA, al ser capaz de preservar intactas las ondas fibrilatorias y, al mismo tiempo, reducir niveles muy elevados de la interferencia de la red eléctrica.
De forma general, en todos los experimentos realizados, los métodos propuestos han mostrado un funcionamiento extremadamente superior a los existentes hasta la fecha, aumentando así su valor clínico. De hecho, al permitir el análisis de registros sin apenas ruido y alteraciones morfológicas, posibilitan la realización de estudios clínicos más fiables y veraces, los cuales podrían llevar a mejorar las técnicas actuales de diagnóstico y tratamiento de la FA, así como a incrementar el limitado conocimiento que se dispone actualmente sobre sus mecanismos.
