Trabajo de grado - Maestría
Caracterización del flujo en la arteria oftálmica ante cambios de presión, con base en el análisis automático de señales de ultrasonido de onda pulsada
Registro en:
Universidad Tecnológica de Pereira
Repositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereira
Autor
Nieto Arias, Manuel Antonio
Institución
Resumen
La presión intracraneal (PIC) es una variable fisiológica relacionada a la dinámica circulatoria cerebral que cuando se encuentra de un rango de valores normales esta relacionada con un flujo continuo de sangre para el transporte de nutrientes y la oxigenación de tejidos. En el caso de que la PIC supera un rango normal da lugar a una hipertensión intracraneal (HIC), lo cual puede estar asociado a desbalances en el volumen interno o a alguna afección de las vías circulatorias, impidiendo un adecuado suministro de oxígeno a los tejidos cerebrales. Debido a que los métodos actuales para la medición cuantitativa de la PIC son invasivos, los especialistas deben estimar un estado del paciente a partir de otros signos. Por esto surge la necesidad de obtener una metodología de medición de la PIC que sea continuo y no invasivo, que permita evitar todos los posibles traumatismos de los métodos invasivos de medición. Por esto se busca caracterizar el comportamiento de la arteira oftálmica ante variaciones de presión externa, a través de la detección automática de los indices Doppler sobre la curva de velocidad de flujo sanguíneo y de esta forma permitir la implementación de nuevas metodologías para la medición de la PIC de manera no invasiva. Intracranial pressure (ICP) is a physiological variable related to cerebral circulatory dynamics that when it is a range of normal values, is related to a continuous flow of blood for the nutrients transportation and tissue oxygenation. In case that the ICP exceeds a normal range, it gives an intracranial hypertension (ICH), which may be associated with imbalances in the internal volume or some condition of the circulatory pathways, preventing an adequate supply of oxygen to the brain tissues. . Due to current methods for quantitative ICP measurement are invasive, specialists must estimate a patient's status from other signs. For this reason, it is necessary to adopt a methodology for measuring ICP that be continuous and non-invasive, which allows avoiding all the possible traumas of invasive measurement methods. In consequence, it is required to characterize the behavior of the ophthalmic artery under external pressure variations, through the automatic detection of the Doppler indices on the blood flow velocity curve and in this way allow the implementation of new methodologies for the measurement of the ICP non-invasively. Maestría Magíster en Instrumentación Física 1 Preliminares 1
1.1 Planteamiento del problema y justificaci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Obejtivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.1 Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.2 Objetivos espec´ıficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Marco te´orico 4
2.1 Presi´on Intracraneal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Arteria Oft´almica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 Ultrasonido Doppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.4 Procesamiento de im´agenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.5 ´Indices Doppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.5.1 ´Indice de pulsatilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.6 Aprendizaje de M´aquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.6.1 Tipos de Aprendizaje de M´aquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3 Estado del arte 13
3.1 T´ecnicas de extracci´on de la curva de velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 C´alculo de los ´ındices Doppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3 Estimaci´on no invasiva de la PIC a trav´es de la correlaci´on de diferentes se˜nales
cerebrales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4 Metodolog´ıa 15
4.1 Extracci´on de la curva de velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.2 Detecci´on de los ´ındices doppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3 Identificaci´on de anomal´ıas a partir de los ´ındices Doppler . . . . . . . . . . 22
x ´Indice general
5 Resultados 25
6 Conclusiones y Recomendaciones 30
Bibliograf´ıa 32