Research on Biomedical Engineering
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Research on Biomedical Engineering
Original Article

DETECÇÃO AUTOMÁTICA DE ONDAS P SINUSAIS DO ELETROCARDIOGRAMA

AUTOMATIC DETECTION OF SINUS P-WAVE IN SINGLE LEAD ECG

Zurro, V.R.; Stelle, Álvaro Luiz; Nadal, Jurandir

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Resumo

Embora vários parâmetros possam ser extraídos do ECO e utilizados para a monitoração automática de arritmias, o intervalo RR é considerado o mais discriminante para a detecção de batimentos cardíacos prematuros. Entretanto, quando ocorre fibrilação atrial, o intervalo entre batimentos apresenta elevada variabilidade, perdendo seu poder de discriminação e afetando o desempenho do analisador. Como não existem ondas P na fibrilação atrial, propõe-se um algoritmo para detectar a presença ou ausência da onda P, como uma etapa intermediária para a identificação desta arritmia. O algoritmo busca identificar a presença de ondas P de origem sinusal em uma derivação do ECO. Para tal, detecta-se os complexos QRS e analisa-se um segmento de sinal de 290 ms, iniciado 350 ms antes de cada onda R, o qual é passado por um filtro derivativo. Quando a onda P está presente, o sinal de saída do filtro apresenta dois pontos fiduciais, correspondentes ao máximo e ao mínimo da derivada da onda P. Comparando-se os intervalos entre estes pontos e a onda R que os sucede com os valores obtidos para o batimento anterior, determina-se a ocorrência de ondas P uniformes com resposta ventricular. Para a avaliação do desempenho do detector de ondas P, foram analisados sinais de 16 pacientes do MIT-BIH Arrhythmia Database, correspondentes a 8 horas de ECO, obtendo-se uma sensibilidade de 93,20% e um valor preditivo positivo de 99,98%.

Palavras-chave

Reconhecimento de Padrões, Eletrocardiografia Quantitativa, Detecção de Onda P

Abstract

Cardiac arrhythmias are usually identified through the detection and c1assification of QRS complexes from ECGs. Although various parameters are extracted and used for c1assification, RR intervals seem to be the most discriminant ones for recognizing premature beats. However, when atrial fibrillation occurs, the RR intervals present a wide variation, becoming unsuitable for reliable c1assification by affecting the system performance. As there are no P-waves in atrial fibrillation, an algorithm that detects the presence or absence of sinus P-waves by analyzing single lead ECGs has been proposed, as an intermediate step for detecting this arrhythmia. After detecting each QRS complex, a data segment of 291 ms is extracted, starting 350 ms before the R-wave. This segment is processed by a derivative comb filter which was selected by spectral analysis of normal P-waves. Whenever a P-wave is present, the output signal gives two fiducial points 40 to 60 ms apart of each other, corresponding to the P-wave maximum and minimum derivatives. By comparing the intervals between these points and the next R-wave with the obtained values for the last beat, the occurrence of uniform P-waves with ventricular response is determined. The algorithm was tested using data from MIT-BIH Arrhythmia Database corresponding to 8 hours of ECG from 16 patients, showing 93.20% sensitivity and 99.98% positive predictivity.

Keywords

Pattem recognition, Quantitative Electrocardiography, P-wave detection
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