Una nueva mirada a las ondas electrocardiográficas

El proyecto Fondef busca desarrollar un software, basado en un nuevo análisis matemático, que entregue otra mirada para mejorar los diagnósticos clínicos basados en el electrocardiograma.

Coordinando y dirigiendo el trabajo multidisciplinario de matemáticos, médicos, ingenieros de diversas especialidades y veterinarios, el doctor Raúl Jiménez, director del proyecto Fondef Desarrollo de software para un nuevo análisis matemático de señales electrocardiográficas para diagnóstico clínico, espera contar –al cabo de 36 meses- con un mecanismo que complemente la observación electrocardiográfica, ECG, de pacientes que han sufrido algún tipo de cardiopatía.

Para Jiménez, académico del departamento de Matemática, de la facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, no es la primera vez que desde su campo de estudio interactúa con una disciplina que parece tan disímil, como son los métodos matemáticos y la medicina.

“Lo que hacemos en este proyecto es buscar un muy pequeño cambio en la forma de las ondas electrocardiográficas, que indica el inicio de alguna cardiopatía, que con los métodos actuales estos son muy difíciles de detectar”, explicó. La investigación se realiza por medio de herramientas matemáticas basadas en Continuos Wavelet Transform (CWT) y Fast Orbital Transform (FOT), que vienen a complementar las tradicionales.

Las metodologías tradicionales se basan en tres principios: la exploración visual, mediante métodos estadísticos y aquellos basados en la Transformada de Fourier. “En el proyecto se entrega una nueva mirada a las señales de pacientes graves que están en la UCI. Particularmente, se estudian sus electrocardiogramas y la presión arterial invasiva. Al mirarlos con otras herramientas, tratamos de encontrar patrones de cardiopatías que no son detectados por los métodos actuales” indicó el científico.

El método tradicional de la Transformada de Fourier, expande la señal en funciones de base ortogonal -es decir ondas senoidales y cosenoidales- e indica el contenido de frecuencias de la señal, pero falla en proporcionar la localización temporal de las componentes de frecuencias observadas. Pese a esto, la mayoría de las señales biomédicas son no-estacionarias, cuya característica espectral cambia con el tiempo, por lo que tienen una característica de tiempo-frecuencia muy complejas.

Muchos investigadores han desarrollado diversos procedimientos para detectar anormalidades de conducción ventricular en señales ECG. Un indicador de conductividad ventricular anormal son los Potenciales tardíos ventriculares, VPL, los que se asocian a arritmias cardiacas en pacientes que han sufrido y sobrevivido a un infarto al miocardio. Actualmente estos VPL se utilizan como marcadores de riesgo arrítmico, como un método no invasor para la predicción de la muerte súbita, sin embargo estos valores aún presentan un índice de predicción muy bajo.

De ahí la novedad y el interés que concita las nuevas metodologías impulsadas por el equipo de Jiménez, ya que se espera que finalmente permita un diagnóstico de patologías no detectadas por los actuales métodos, además de un diagnóstico precoz de otras enfermedades, estableciendo de esta forma índices de gravedad y pronóstico.

Entre los mayores impactos de este proyecto será el aumento de la sensibilidad y certeza diagnóstica y de pronóstico del ECG, reduciendo, en consecuencia, índices de morbilidad y mortalidad de enfermedades cardíacas y generando beneficios en la salud de la población.

Actualmente el proyecto se encuentra en una etapa de estudios de ECG reales de pacientes. Una vez obtenidos los primeros resultados de patrones se replicarán algunas patologías en el laboratorio de Cirugía Experimental, de la facultad de Medicina.

“Yo creo que el proyecto es súper sencillo y se puede explicar en pocas palabras. Entregaremos una herramienta que en la misma pantalla del monitor de la UCI, que despliega las señales electrocardiográficas, cuente además con un recuadro que entregue información adicional, obtenida con el software que estamos desarrollando. Miramos lo que todo el mundo está mirando pero además usamos una ayuda auxiliar”.