Detecció, caracterització i estudi de les sibilàncies en senyals de so respiratori de pacients amb malalties pulmonars
L'aportació més important d'aquesta tesi doctoral és la proposta de noves tècniques de processament del senyal per a l'anàlisi objectiu d'uns tipus de sons respiratoris, anomenats sibilàncies, com a eina complementària pel diagnòstic mèdic i pel seguiment clínic de malalties pulm...
| Author: | |
|---|---|
| Format: | doctoral thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2005 |
| Country: | España |
| Institution: | CBUC, CESCA |
| Repository: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/6190 |
| Online Access: | http://www.tdx.cat/TDX-0306106-102950 http://hdl.handle.net/10803/6190 https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-93502 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | malaties pulmonars wavelets malvar espectograma sibilàncies asma so respiratori 00 61 62 |
| Summary: | L'aportació més important d'aquesta tesi doctoral és la proposta de noves tècniques de processament del senyal per a l'anàlisi objectiu d'uns tipus de sons respiratoris, anomenats sibilàncies, com a eina complementària pel diagnòstic mèdic i pel seguiment clínic de malalties pulmonars.<br/>Per a detectar les sibilàncies, inicialment s'han proposat i validat dos algorismes basats en l'anàlisi de l'espectrograma del senyal: el Shabtai-Musih de Mitjana Local (SMML) i l'Algorisme de Detecció de Sibilàncies Adaptatiu Local (LAWDA). La validació, realitzada a partir de 60 senyals de so amb l'ajut d'un metge especialista, ha mostrat una sensibilitat en la detecció de sibilàncies del 90.3% pel SMML i del 93.9% pel LAWDA en el tram de flux de l'espiració forçada comprès entre 1.2 i 0.2 l/s. Pel tram de flux de 0.2 a 0 l/s els valors han estat del 64.5% i del 71.0% respectivament.<br/>Per a l'estudi s'han fet servir senyals de so adquirits durant la maniobra espiromètrica que s'utilitza en la pràctica clínica habitual per a l'avaluació de la funció pulmonar de pacients. La base de dades conté 37 pacients, 15 de sans que formen el grup de control, 16 amb asma bronquial no fumadors i 6 que pateixen malaltia pulmonar obstructiva crònica (COPD). Per a cada pacient s'han estudiat un mínim de 6 maniobres: 3 en estat basal i 3 passats 20 minuts després de l'aplicació de 1 mg de Terbutalina (broncodilatador).<br/>S'ha realitzat un estudi estadístic de paràmetres característics del tram d'interès (1.2 a 0.2 l/s): el nombre de sibilàncies detectades, la freqüència mitjana de la sibilància de potència pic (FMSPPM) i mitjana (FMSPMM) màximes, el promig de les freqüències mitjanes de les sibilàncies detectades (PFM), i els percentatges de la maniobra ocupats per monofonia, polifonia o sense sibilàncies. S'han obtingut diferències significatives entre els grups per la mitjana i la desviació típica intrapacient d'alguns dels paràmetres estudiats tot i que els resultats no sempre coincidien per als dos algorismes. Cal destacar l'observació de diferències molt significatives entre els pacients de control i els asmàtics (p<0.01) per la mitjana i la desviació típica intrapacient del nombre de sibilàncies detectades tant abans com després d'aplicar el broncodilatador, independentment de l'algorisme utilitzat per la detecció.<br/>Per a estudiar la dinàmica de canvi de les vies aèries dels grups de pacients, també s'ha realitzat un estudi estadístic de les diferències entre les mitjanes i les desviacions típiques intrapacient dels paràmetres calculats abans i després d'aplicar un fàrmac broncodilatador. La majoria de paràmetres no han presentat diferències de comportament entre estats significatives en un mateix grup de pacients. <br/>També s'han definit els paràmetres de canvi en signe i valor absolut, que es defineixen com la resta entre els valors anteriors i els posteriors a l'aplicació del fàrmac. De l'estudi estadístic d'aquests paràmetres es conclou que hi ha diferències entre estats per un mateix pacient i que aquestes són de vegades significatives per diferenciar grups, sobretot quan s'estudien en valor absolut. <br/>Un cop validada la utilitat de la tècnica s'ha desenvolupat l'Algorisme de Detecció de Sibilàncies Genèric (GWDA), basat en la transformada de Malvar i el pseudoespectre. Aquest serveix per a detectar i estudiar les sibilàncies en altres maniobres i menors nivells de flux respiratori, i facilita la integració en dispositius de temps real. En la validació del nou algorisme s'ha obtingut una sensibilitat superior als altres tant pel tram comprès entre 1.2 i 0.2 l/s del flux (96.7 %) com pel tram de 0.2 a 0 l/s (100 %). <br/>S'ha realitzat l'estudi de l'espiració forçada utilitzant el GWDA i s'han estudiat estadísticament els diferents paràmetres calculats per les sibilàncies detectades pels pacients dels diferents grups. També s'han obtingut diferències molt significatives en estudiar el nombre de sibilàncies detectades en asmàtics i controls (p<0.01).<br/>Els estudis estadístics s'han complementat en aquest cas amb un anàlisi discriminant per a avaluar la possibilitat de realitzar un sistema automàtic de classificació basat només en paràmetres provinents de les sibilàncies. L'anàlisi discriminant s'ha realitzat combinant fins a un màxim de 3 paràmetres que presentaven diferències significatives entre grups i ha mostrat taxes de classificació de fins al 91.9 % en la fase d'entrenament i del 77.8 % per la de test.<br/>Finalment, s'ha realitzat un estudi preliminar del nombre de sibilàncies detectades durant la maniobra de volum corrent per mitjà del GWDA. |
|---|