Tema: Transformación digital en salud y calidad de vida

La electrocardiografía fetal no invasiva es un examen que permite el monitoreo de un feto. Este examen se realiza colocando diferentes electrodos en el abdomen materno con el objetivo de captar la mayor información fetal con la menor contaminación generada por el electrocardiograma materno. Sin embargo, se sigue obteniendo un alto registro de artefactos maternos; por este motivo, se necesita procesar la señal para extraer el mayor componente fetal. Las técnicas de procesamiento de FECG son de suma importancia para el monitoreo trastornos como  encefalopatía y acidosis neonatal, dado que estos trastornos afectan la actividad cardiaca del feto provocando anormalidades en el intervalo PR y disminución del intervalo RR.

El objetivo de este proyecto fue extraer la señal de electrocardiografía fetal utilizando técnicas de procesamiento digital de señales para posteriormente calcular la frecuencia cardiaca fetal.

El desarrollo del modelo de extracción de FECG hizo uso de son un conjunto de bases de datos y un entorno de programación capaz de soportar operaciones multivariable de parámetros matriciales. A través del espacio de trabajo PhysioNet, fueron adquiridas tres bases de datos:

·        Index Challenge 2013a: Compendio de 75 registros con cuatro canales de ECG abdominal de mujeres en estado de gestación, con resolución de 16 bits y frecuencia de muestreo de 1kHz.

·        Abdominal and direct fetal ECG: Registro académico de señales de FECG directo y abdominal, con resolución de 16 bits y frecuencia de muestreo de 1kHz. Esta base de datos cuenta con 5 registros de 5 canales.

·        Fetal ECG Synthetic Database: Base de datos de 1750 señales, con señales sintéticas de FECG, con resolución de 16 bits y frecuencia de muestreo de 250Hz.

Las señales provenientes de las bases de datos Index Challenge 2013a y Abdominal and Direct Fetal ECG fueron sometidas a una etapa de preprocesamiento para reducir ruido. Luego, el procesamiento de la señal de FECG se basó en la implementación de filtros con respuesta adaptativa y sistemas de análisis multivariable (PCA e ICA). El modelamiento de la señal de FECG utilizada para el filtro adaptativo fue proveniente de la base de datos Fetal ECG Synthetic Database. Finalmente, se procedió a realizar una detección de los complejos QRS del FECG para calcular la frecuencia cardíaca.

A partir de las anotaciones encontradas en las bases de datos, se realizó una verificación del valor de la frecuencia cardíaca, con 69 registros, para una exactitud del 74%, considerando una aceptación del  5% de error en la medida. De acuerdo a estudios realizados anteriormente por diferentes autores, los métodos de extracción del FECG son realizados con una cantidad de registros limitados, de las cuales cuatro de cada cinco señales presenta una respuesta de verdaderos positivos, es decir, una exactitud del 80 %, comparable con el desempeño del método planteado en este trabajo. Para una segunda etapa del modelo, se planea utilizar más señales de referencia para la base de datos Index Challenge 2013a con el objetivo de mejorar la exactitud.