Análisis comparativo de señales electrofisiológicas a través de la correlación y la coherencia espectral para el diagnóstico de pacientes con apnea del sueño
El síndrome de apnea (SAS) es un trastorno respiratorio, que afecta las fases de sueño y se ha visto relacionado con el aumento de enfermedades de alto riesgo como la comorbilidad, hipertensión arterial, insuficiencia cardiaca congestiva, accidente cerebrovascular, hipertensión pulmonar, entre otras...
- Autores:
-
Loaiza Guarumo, Luz Stella
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.utp.edu.co:11059/14376
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/11059/14376
- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicada
Espectros de frecuencia
Análisis espectral
Apnea - Trastornos de la respiración
Sindrome de la apnea del sueño
Trastorno respiratorio
Dispositivos
Diagnosticos
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El síndrome de apnea (SAS) es un trastorno respiratorio, que afecta las fases de sueño y se ha visto relacionado con el aumento de enfermedades de alto riesgo como la comorbilidad, hipertensión arterial, insuficiencia cardiaca congestiva, accidente cerebrovascular, hipertensión pulmonar, entre otras [1]. Además, hay evidencias de que su prevalencia incrementa con la edad y la obesidad, razón por la cual se han implementado dispositivos que ayudan con el tratamiento y diagnóstico clínico del SAS. Actualmente los tratamientos que se han detectado para tratar el SAS son casi una utopía, debido a sus altos costos e incomodidad al usarlos. A causa de lo anterior, se plantea como objetivo fundamental, diseñar un prototipo de software que sea económico y permita diagnosticar la apnea del sueño para un apropiado manejo de esta enfermedad; por lo que se desarrollará un software para hacer la implementación de este en una aplicación que permita evidenciar los patrones del sueño, así como brindar una herramienta que ayude en la realización de un diagnóstico del SAS para un incremento del sueño saludable. |
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[1] Moreno. Alexander, Echeverry. Jorge y Moreno. German, (2015). Characterization of Adult Patients Diagnosed With Sleep Apnea in a Sleep Clinic in the City of Pereira (Colombia). Revista Colombiana de Psiquiatría, 206-212. doi: 10.1016/j.rcp.2015.05.016. [2] Dr.Henry OliveR, (2013). Sleep apnea: clinical presentation and diagnostic algorithms. Revista Médica Clínica Las Condes, 359-373. doi: 10.1016/S0716-8640(13)70173-1. [3] Young. Terry , Peppard. Paul E and J. Gottlieb Daniel, (2001). Epidemiology of Obstructive Sleep Apnea A Population Health Perspective. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 1217–1239. doi: 10.1164/rccm.2109080. [4] Dr.Henry OliveR, (2013). Sleep apnea: clinical presentation and diagnostic algorithms. Revista Médica Clínica Las Condes, 359-373. doi: 10.1016/S0716-8640(13)70173-1. [5] Álvarez-Sala Walther JL, Calle Rubio M, Fernández Sánchez-Alarcos JM, Martínez Cruz R, Rodríguez Hermosa JL, (1999). The Obstructive Sleep Apnea. Información Terapéutica del Sistema Nacional de Salud, 121-131. [6] Álvarez-Sala J.L, Gonzalez Mangado Walter N, (2004). Trastornos respiratorios del sueño. Monografías Neumomadrid, (VI/04). [7] Pakorn Kanchanawong, National University of Singapore and National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health; and Clare Waterman, Bethesda, MD 20892. [8] Hernández Elena Ma, (2000). Técnicas de inteligencia artificial e ingeniería del software para un sistema inteligente de monitorización de apneas en sueño. Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICyT), 96-0590. [9] Goldberger, A., Amaral, L., Glass, L., Hausdorff, J., Ivanov, P. C., Mark, R., ... & Stanley, H. E. (2000). PhysioBank, PhysioToolkit, and PhysioNet: Components of a new research resource for complex physiologic signals. Circulation [Online]. 101 (23), pp. e215–e220. [10] Lloberes, P., Durán-Cantolla, J., Martínez-García, M. Á., Marín, J. M., Ferrer, A., Corral, J., ... & Terán-Santos, J. (2011). Diagnóstico y tratamiento del síndrome de apneas hipopneas del sueño. Arch Bronconeumol, 47(3), 143-56 [11] Lisbel Hernández Herrera, Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas, (2013). Detección de apnea del sueño a partir de la señal electrocardiográfica. [12] Vladimir Manzanera Navarro, Universidad Politécnica de Cataluña, (2009). Desarrollo y evaluación de diferentes métodos de detección de apnea a partir de la señal electrocardiográfica (ECG). [13] Cole P. Physiology of the nose and paranasal sinuses. Clin Rev Allergy Immunol. 1998; 16(1-2):25-54. [14] Antonio Martínez Ruiz-Coello, (Módulo 2). Fisiología de la nariz y de los senos paranasales. Mecanismos de la olfacción. [15] Leidy Johana Quintero López, Jan Carlo Gómez Sierra, Universidad Tecnológica de Pereira, (2020). Procesamiento de imágenes para la adquisición de señales biológicas mediante técnicas fotopletismográficas en pacientes neonatos. [16] Goldberger, A, Amaral, L., Glass, L., Hsusdorff, J., Ivanov, P. C., Mark, R., … y Stanley, H.E. (2000). PhysioBank, PhysioToolkit, and PhysioNet: Componentes de un nuevo recurso de investigación para señales fisiológicas complejas. Circulación [Online]. 101 (23), págs. e215-e220. [17] Goldberger, A, Amaral, L., Glass, L., Hsusdorff, J., Ivanov, P. C., Mark, R., … y Stanley, H.E. (2000). PhysioBank, PhysioNet: Componentes de un nuevo recurso de investigación para señales fisiológicas complejas. Circulación [Online]. 101 (23), págs. e215- e220. [18] Sociedad Española de Imagen Cardiaca, Complejo QRS (ecocardio.com) disponible en https://ecocardio.com/documentos/biblioteca-preguntas-basicas/preguntas-al cardiologo/1046-complejo-qrs.html [19] Rangaraj M. Rangayyan., Biomedical signal analysis, University of Calgary, IEEE Press, ISBN 0-471-20811-6 [20] Matlab, Mathworks centro de ayuda Correlación cruzada, 1994-2022 The MathWorks, Inc. Obtenido de: https://la.mathworks.com/help/matlab/ref/xcorr.html [21] Ana Lucia Schmidt, Universidad Nacional del Sur. Avda. Alem 1253, B8000CPB Bahía Blanca, Argentina, (2013). Transformada Rápida de Fourier |
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Ospina Torres, Gustavo AdolfoLoaiza Guarumo, Luz Stella2022-11-17T14:18:32Z2022-11-17T14:18:32Z2022El síndrome de apnea (SAS) es un trastorno respiratorio, que afecta las fases de sueño y se ha visto relacionado con el aumento de enfermedades de alto riesgo como la comorbilidad, hipertensión arterial, insuficiencia cardiaca congestiva, accidente cerebrovascular, hipertensión pulmonar, entre otras [1]. Además, hay evidencias de que su prevalencia incrementa con la edad y la obesidad, razón por la cual se han implementado dispositivos que ayudan con el tratamiento y diagnóstico clínico del SAS. Actualmente los tratamientos que se han detectado para tratar el SAS son casi una utopía, debido a sus altos costos e incomodidad al usarlos. A causa de lo anterior, se plantea como objetivo fundamental, diseñar un prototipo de software que sea económico y permita diagnosticar la apnea del sueño para un apropiado manejo de esta enfermedad; por lo que se desarrollará un software para hacer la implementación de este en una aplicación que permita evidenciar los patrones del sueño, así como brindar una herramienta que ayude en la realización de un diagnóstico del SAS para un incremento del sueño saludable.Sleep apnea syndrome (SAS) is a respiratory disorder that affects sleep phases and has been related to an increase in high-risk diseases such as comorbidity, arterial hypertension, congestive heart failure, cerebrovascular accident, pulmonary hypertension, among others [1]. In addition, there is evidence that its prevalence increases with age and obesity, which is why devices have been implemented that help with the treatment and clinical diagnosis of SAS. Currently, the treatments that have been detected to treat SAS are almost a utopia, due to their high costs and discomfort when using them. Due to the above, the fundamental objective is to design a software prototype that is economical and allows diagnosing sleep apnea for an appropriate management of this disease; Therefore, a software will be developed to implement it in an application that allows to show sleep patterns, as well as provide a tool that helps in carrying out a diagnosis of SAS for an increase in healthy sleep.PregradoIngeniero(a) Físico(a)Tabla de contenido RESUMEN ABSTRACT TABLA DE CONTENIDO ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE TABLAS INDICE DE ECUACIONES GLOSARIO 1. INTRODUCCIÓN 1.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 1.2. JUSTIFICACIÓN 1.3. OBJETIVOS 1.3.1. Objetivo general 1.3.2. Objetivos específicos 1.4. MARCO DE ANTECEDENTES 2. MARCO TEÓRICO 2.1. SÍNDROME DE LA APNEA DEL SUEÑO (SAS) 2.2. CARACTERISTICAS DE LAS SEÑALES 2.2.1. Electrocardiograma (ECG) 2.2.2. Respiración torácica (Resp C) 2.2.3. Respiración abdominal (Resp A) 2.2.4. Respiración Nasal (Resp N) 2.2.5. Saturación de oxígeno (Sp02) 3. REGISTROS ESTUDIADOS 3.1. Base de datos 4. TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO 4.1. Transformada rápida de Fourier (FFT) 4.2. Correlación cruzada normalizada 4.3. Filtros 4.3.1. Pasa bajo 4.3.2. Pasa alto 4.4. Coherencia espectral 5. MARCO METODOLOGICO 5.1. Capítulo 1 5.2. Capítulo 2 5.3. Capítulo 3 6. CONCLUSIONES 6.1. Trabajos futuros 7. REFERENCIAS 8. ANEXOS59 Páginasapplication/pdfUniversidad Tecnológica de PereiraRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://hdl.handle.net/11059/14376spaUniversidad Tecnológica de PereiraFacultad de IngenieríasPereiraIngeniería Física[1] Moreno. Alexander, Echeverry. Jorge y Moreno. German, (2015). Characterization of Adult Patients Diagnosed With Sleep Apnea in a Sleep Clinic in the City of Pereira (Colombia). Revista Colombiana de Psiquiatría, 206-212. doi: 10.1016/j.rcp.2015.05.016.[2] Dr.Henry OliveR, (2013). Sleep apnea: clinical presentation and diagnostic algorithms. Revista Médica Clínica Las Condes, 359-373. doi: 10.1016/S0716-8640(13)70173-1.[3] Young. Terry , Peppard. Paul E and J. Gottlieb Daniel, (2001). Epidemiology of Obstructive Sleep Apnea A Population Health Perspective. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 1217–1239. doi: 10.1164/rccm.2109080.[4] Dr.Henry OliveR, (2013). Sleep apnea: clinical presentation and diagnostic algorithms. Revista Médica Clínica Las Condes, 359-373. doi: 10.1016/S0716-8640(13)70173-1.[5] Álvarez-Sala Walther JL, Calle Rubio M, Fernández Sánchez-Alarcos JM, Martínez Cruz R, Rodríguez Hermosa JL, (1999). The Obstructive Sleep Apnea. Información Terapéutica del Sistema Nacional de Salud, 121-131.[6] Álvarez-Sala J.L, Gonzalez Mangado Walter N, (2004). Trastornos respiratorios del sueño. Monografías Neumomadrid, (VI/04).[7] Pakorn Kanchanawong, National University of Singapore and National Heart, Lung, and Blood Institute, National Institutes of Health; and Clare Waterman, Bethesda, MD 20892.[8] Hernández Elena Ma, (2000). Técnicas de inteligencia artificial e ingeniería del software para un sistema inteligente de monitorización de apneas en sueño. Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICyT), 96-0590.[9] Goldberger, A., Amaral, L., Glass, L., Hausdorff, J., Ivanov, P. C., Mark, R., ... & Stanley, H. E. (2000). PhysioBank, PhysioToolkit, and PhysioNet: Components of a new research resource for complex physiologic signals. Circulation [Online]. 101 (23), pp. e215–e220.[10] Lloberes, P., Durán-Cantolla, J., Martínez-García, M. Á., Marín, J. M., Ferrer, A., Corral, J., ... & Terán-Santos, J. (2011). Diagnóstico y tratamiento del síndrome de apneas hipopneas del sueño. Arch Bronconeumol, 47(3), 143-56[11] Lisbel Hernández Herrera, Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas, (2013). Detección de apnea del sueño a partir de la señal electrocardiográfica.[12] Vladimir Manzanera Navarro, Universidad Politécnica de Cataluña, (2009). Desarrollo y evaluación de diferentes métodos de detección de apnea a partir de la señal electrocardiográfica (ECG).[13] Cole P. Physiology of the nose and paranasal sinuses. Clin Rev Allergy Immunol. 1998; 16(1-2):25-54.[14] Antonio Martínez Ruiz-Coello, (Módulo 2). Fisiología de la nariz y de los senos paranasales. Mecanismos de la olfacción.[15] Leidy Johana Quintero López, Jan Carlo Gómez Sierra, Universidad Tecnológica de Pereira, (2020). Procesamiento de imágenes para la adquisición de señales biológicas mediante técnicas fotopletismográficas en pacientes neonatos.[16] Goldberger, A, Amaral, L., Glass, L., Hsusdorff, J., Ivanov, P. C., Mark, R., … y Stanley, H.E. (2000). 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Alem 1253, B8000CPB Bahía Blanca, Argentina, (2013). Transformada Rápida de FourierManifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicadaEspectros de frecuenciaAnálisis espectralApnea - Trastornos de la respiraciónSindrome de la apnea del sueñoTrastorno respiratorioDispositivosDiagnosticosAnálisis comparativo de señales electrofisiológicas a través de la correlación y la coherencia espectral para el diagnóstico de pacientes con apnea del sueñoTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionORIGINALTRABAJO DE GRADO.pdfTRABAJO DE GRADO.pdfapplication/pdf1135353https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/05bc19d2-e711-4e6a-a976-6bbb1b3f4f10/downloadcb4b2534f63c2babdee19c7be535f247MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-814828https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/98183e25-9bf7-42fd-826d-61fbebe21d76/download2f9959eaf5b71fae44bbf9ec84150c7aMD52TEXTTRABAJO DE GRADO.pdf.txtTRABAJO DE GRADO.pdf.txtExtracted texttext/plain53151https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/532a69ac-e71b-43ef-9349-4df5e3e4f20f/downloadf64800f863586ec7d20c6d8c0533f6e4MD53THUMBNAILTRABAJO DE GRADO.pdf.jpgTRABAJO DE GRADO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg9939https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/754d4af4-ee97-49fe-9533-2c1bf32bed7e/download6415a54044a4a49840bb531133bd08edMD5411059/14376oai:repositorio.utp.edu.co:11059/143762022-11-18 03:00:33.814https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio 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