Análisis dimensional conforme a la dinámica y complejidad de las señales biológicas
- Autores: Javier de Pedro Carracedo
- Directores de la Tesis: Ana González Marcos (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Ángel Fernández Sanjuán (presid.), José Javier Serrano Olmedo (secret.), Jordi Aguiló Llobet (voc.), Carmen Suárez Fernández (voc.), María Pilar Mareca López (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Biomédica por la Universidad Politécnica de Madrid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
- Resumen
La caracterización del comportamiento dinámico de las señales biológicas ha desempeñado, desde hace varias décadas, un papel esencial en el diagnóstico temprano de patologías tanto físicas como emocionales. Este trabajo delinea una metodología que, sobre la base de una sucesión temporal escalar adquirida experimental- mente, algo muy habitual en el ámbito clínico, propicia la reconstrucción del espacio de estados que describen la respuesta funcional de un proceso fisiológico. Esta metodología descansa sobre una fundamentación matemática bastante consolidada, la teoría de los sistemas dinámicos no lineales. Una vez reconstruido el espacio en el que se desenvuelve la dinámica del proceso físico, se está en condiciones de poder caracterizar su complejidad espacial o estructural, desde un punto de vista geométrico, y temporal, a medida que aquella evoluciona con el tiempo. Entre las medidas de la complejidad sobresalen parámetros como la entropía, la dimensión fractal y los exponentes de Lyapunov, que, en sus múltiples variantes deductivas, facilitan la evaluación del grado de regularidad que experimentan los patrones repetitivos presentes en la sucesión temporal y la estimación de la riqueza estructural que describe su dinámica.
En el contexto de esta investigación se acomete el estudio de una señal biológica en particular, la señal PPG, del inglés photoplethysmographic, atendiendo a la metodología planteada y de acuerdo con las herramientas de análisis no lineal más oportunas. La caracterización de su respuesta funcional, en contraste con otras señales de referencia básicas cuyo comportamiento es conocido a priori, permite identificar su complejidad dinámica y, por tanto, estimar cómo se desarrolla el índice de acopla- miento entre los subsistemas que conforman la funcionalidad del proceso fisiológico subyacente. Con este marco analítico resultaría factible establecer un protocolo de actuación con el que comparar señales PPG de sujetos sometidos a una situación de estrés, respecto a sus contrapartes en estado basal, de manera que pueda descifrarse en qué se traduce el estrés desde una perspectiva operativa, a tenor de la respuesta funcional del proceso fisiológico que la desencadena, y cómo el organismo restablece las condiciones óptimas de funcionamiento o, en un escenario más adverso, cómo exterioriza dinámicamente una posible degradación irreversible del sistema.
