VI Congreso de la Sociedad Cubana de Bioingeniería Habana 2005 ESTACIÓN COMPUTACIONAL PARA LA MEDICIÓN DE LA VARIABILIDAD DE LA FRECUENCIA CARDIACA A. del Toro (*) , A. Taboada Centro de Estudios de Electrónica y Tecnologías de la Información (CEETI), Universidad Central de Las Villas Carretera a Camajuaní Km 5 ½, Santa Clara, Villa Clara, CP 54830, Cuba Teléfono: (53) 42-281157, e-mail: (*) anestodt@ceeti.uclv.edu.cu RESUMEN Se presenta un software para la medición de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC), en los dominios del tiempo y de la frecuencia. El software posibilita desarrollar mediciones para registros de corta duración (5 min) a partir de un segmento previamente almacenado de señal electrocardiográfica (ECG), muestreada como mínimo a 300 Hz. El sistema incorpora un algoritmo de detección de complejos QRS autónomo, de bajo costo computacional y elevada efectividad. Este algoritmo posibilita calcular la serie R, a partir de la cual se realizan las mediciones en ambos dominios. El análisis espectral se realiza mediante un método no paramétrico, utilizando periodogramas calculados mediante la transformada rápida de Fourier. Este análisis se realiza sobre el tacograma muestreado uniformemente, recuperado mediante filtrado paso bajo de la señal R. El sistema permite realizar el análisis de registros ECG manera rápida y confiable, en un ambiente integrado y de fácil manipulación. Además de realizar mediciones en los dominios del tiempo y de la frecuencia, el software realiza el cálculo de varias mediciones estándares del ritmo cardiaco, así como diagramas de Poincaret. Los resultados alcanzados durante la validación del software, en sujetos sanos, cumplen con el rango dinámico establecido en los estándares internacionales. Esta herramienta pudiera ser de gran utilidad para diferentes tipos de estudios, como son la estratificación de riesgo de muerte súbita, análisis de la neuropatía diabética, y respuesta a medicamentos que regulan el ritmo cardíaco, entre otros. Palabras clave: Mediciones VFC dominios tiempo y frecuencia, Análisis espectral, detección de complejos QRS 1. INTRODUCCIÓN La señal electrocardiográfica (ECG) está asociada a la actividad del músculo cardiaco y se caracteriza a partir de la ocurrencia repetitiva de los latidos cardiacos. Cada recurrencia o ciclo de la señal ECG consta de distintas ondas en una secuencia determinada [11]. Estas ondas representan distintas fases del latido cardíaco, y se denotan por una letra del alfabeto (P, Q, R, S, T). La Fig. 1 muestra una señal ECG ideal correspondiente a un latido cardíaco, registrada utilizando la derivación electrocardiográfica II. La secuencia de ondas Q, R, S, denominado QRS o complejo QRS, es una de las ondas que mayor información aporta y refleja la combinación de la despolarización ventricular y la repolarización atrial que ocurre prácticamente al mismo tiempo. Fig. 1 Normativas de las ondas del ECG normal (derivación II) Los picos de la onda R en los electrocardiogramas pueden ser considerados como indicadores de la frecuencia de despolarización del nodo sinusal. Para detectar estos máximos, en una señal ECG digitalizada, es necesario realizar un proceso de detección de complejos QRS para conocer su tiempo de ocurrencia [5]. Es conocido que las fluctuaciones en el ritmo cardíaco son causadas por la actividad del sistema nervioso autónomo [13]. Dicha actividad modula el comportamiento natural del nodo sinusal y finalmente se refleja en las variaciones entre los picos sucesivos de las ondas R del ECG. Estas variaciones traen como consecuencia la aparición de diferentes valores en el ritmo cardíaco instantáneo. Esta señal se conoce como variabilidad de la frecuencia (VFC) y su estudio constituye una importante área de investigación dentro de la Ingeniería Biomédica desde hace varias décadas [3], [4], [8], [13]. Diferentes estudios han demostrado la existencia de una estrecha relación entre el funcionamiento del sistema nervioso autónomo y la mortalidad por enfermedades cardíacas, incluyendo la muerte súbita cardiaca [10]. Esto ha motivado el desarrollo de estudios, con el objetivo de obtener métodos no invasivos que puedan ser utilizados