Unsupervised analysis applied to the detection cardiac arrhythmias

Abstract

Una arritmia es una patología que consiste en la alteración de los latidos del corazón. A pesar de que el electrocardiograma de 12 derivaciones permite evaluar el comportamiento eléctrico del corazón para determinar ciertas patologías, existen algunas arritmias que son de difícil detección con este tipo de electrocardiografía. Por tanto, es necesario recurrir al uso del monitor Holter, debido a que facilita el registro de la actividad eléctrica del corazón durante largos periodos de tiempo, por lo general de 24 a 48 horas. Debido a la extensión de los registros proporcionados por el monitor, es común acudir al uso de sistemas computacionales para evaluar características diagnósticas y morfológicas de los latidos con el fin de determinar si existe algún tipo de anormalidad. Estos sistemas computacionales pueden basarse en técnicas supervisadas o no supervisadas de reconocimiento de patrones, pero teniendo en cuenta que en la primera opción el realizar una inspección visual de la gran cantidad de latidos presentes en un registro Holter, resulta ser una ardua tarea, además de implicar costos monetarios, en este trabajo se presenta el diseño de un sistema completo para la identificación de arritmias en registros Holter usando técnicas no supervisadas de reconocimiento de patrones. El sistema propuesto involucra etapas de pre-procesamiento de la señal, segmentación y caracterización de latidos, además de selección de características y agrupamiento. En este caso, la técnica utilizada es k-medias. Dichas etapas se aplican dentro del marco de una metodología basada en segmentos que mejora la detección de clases minoritarias. Asimismo, se considera criterios de inicialización que permiten mejorar las medidas de desempeño, en especial, la sensibilidad. Como resultado, se determina que usar k-medias con el criterio de inicialización máx-mín y un número de grupos igual a 12, permite obtener los mejores resultados, siendo: 99,36 %, 91,31 % y 99,16 % para exactitud, sensibilidad y especificidad, respectivamente.

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