Detección de señales cardíacas arrítmicas a partir de registros de ECG utilizando el plano Entropía-Complejidad

Resumen

El objetivo de este trabajo fue analizar en el plano Entropía-Complejidad (HxC) un conjunto de series de tiempo provenientes de ECG de seres humanos con el objetivo de discriminar registros de dos grupos diferentes de pacientes: los de ritmo sinusal normal, y los de arritmias cardíacas.
Las series de tiempo utilizadas en este artículo se obtuvieron de la base de registros de ECG de PhysioNet. El set estuco compuesto por 47 señales de pacientes con arritmias cardíacas diagnosticadas y 18 señales de pacientes con ritmo sinusal normal.
El plano HxC se construyó con la entropía de Shannon como eje X, y con la complejidad estadística como eje Y. Dado que el contenido de información de las series de tiempo se transmite en forma de una función de distribución de probabilidad, FDP, ésta se obtuvo por medio de la metodología propuesta por Bandt & Pompe (2002).
Los valores medios de complejidad estadística y entropía de Shannon normalizada se calcularon y analizaron en el plano HxC para cada serie de tiempo, donde los valores medios de complejidad de las series de tiempo de ECG de pacientes con arritmias diagnosticadas fueron mayores que el grupo de ritmo sinusal normal. Por otro lado, los valores medios de la entropía de Shannon para los pacientes con arritmias fueron más bajos que los del grupo de ritmo sinusal normal. Estas notorias características hicieron posible la discriminación de los diferentes espacios para ambos grupos de señales en el plano HxC. Los resultados se analizaron mediante una hipótesis de prueba estadística multivariada.
La metodología propuesta tiene una notable simplicidad conceptual, velocidad computacional, y robustez al ruido, mostrando además una promisoria eficacia en la detección de patologías cardiovasculares.