Analisi automatica della pressione intracranica per la valutazione prognostica post-chirurgica dei pazienti con idrocefalo normoteso, 2a parte

8/9/2019 Analisi automatica della pressione intracranica per la valutazione prognostica post-chirurgica dei pazienti con idrocefalo normoteso, 2a parte

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Analisi automatica della pressione intracranica

per la valutazione prognostica post-chirurgica

dei pazienti con idrocefalo normoteso

P. Santini, C. Anile, A. Mangiola, P. De Bonis

Istituto di Neurochirurgia

Universit Cattolica del Sacro Cuore

Automazione del test

dinfusione


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In un primo periodo i tracciati di pressione

venivano stampati dallo strumento su strisce di

carta millimetrata.Selezionate le onde pi significative nei

diversi momenti dellinfusione e, calcolati i

valori dellampiezza della pulsazione e della

diastolica di ciascuna, veniva ricostruita e

tracciata la retta di regressione su un fogliodi carta millimetrata. Il valore del

coefficiente angolare corrispondeva allindice

di elastanza del paziente.

Laffidabilit veniva valutata ad occhio

guardando lo scostamento dei punti dalla retta.

UCSC - Istituto di Neurochirurgia


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Un primo passo verso la completa automazione

Nella seconda fase il segnale veniva salvato tramite

un registratore analogico multitraccia su

musicassette, e, a fine test, collegandolo ad un pctramite scheda di conversione analogico/digitale, il

tracciato veniva acquisito e riprodotto.

Attraverso due cursori si selezionavano manualmente

le onde e si salvavano i valori su file di testo.

Successivamente tramite unapplicazione (la prima

sviluppata da noi per il test) venivano importate le

onde, elaborate con una FFT e i risultati nuovamente

salvati su file di testo.

Lultima fase era quella di importare tramite una

macro i dati in un foglio elettronico lotus dove

venivano elaborati e visualizzati i risultati.



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1997: il sensibile abbassamento delrapporto tecnologia/costi ci porta ad iniziare

a ragionare su come automatizzare il testdinfusione, per poter arrivare a

rendere pi affidabile il test

avere il risultato nellistante in cuitermina la registrazione

dare la possibilit ad un unico medico,

senza nessuna esperienza nelluso diparticolari strumenti e di calcolo, di

effettuare lesame



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Punti critici da affrontare per

poter raggiungere lobbiettivo interfacciamento di monitor elettromedicali con un

normale PC

acquisizione in tempo reale di un segnale di

pressione intracranica completo (non una semplice

media)

selezione, sempre in tempo reale, di singole onde

valutazione automatica sulla bont o meno di ognispecifica onda di pressione

significativit del test

semplicit di utilizzo dellapplicazione



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Hardware

Lacquisizione del segnale di pressione

intracranica dal monitor elettromedicale adun PC labbiamo realizzata attraverso

hardware National Instruments

PCI-6024E con computer desktop

DAQ-6024E con notebook

( in fase di ultimazione la nuova versione del software

che permetter di utilizzare le nuove schede USB)

Tramite blocco connettore BNC-2120

interfacciamo il monitor al computer



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La frequenza di

campionamento, anche se

variabile, impostata

di default a 128

punti/secondo, valorepi che sufficiente a

non perdere nessuna

informazione sul segnale


Hardware


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Software

La prima applicazione, utilizzata

sostanzialmente come test, stata in ambiente

LabVIEW (5.0)

La versione attualmente in uso stata scrittain VB6 e ComponenteWorks 2.0

Lultima, in fase di ultimazione e test, inVB.NET e Measurement Studio 8.5



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Selezione di singole onde

Considerando i principi fondamentali sui

quali si basa lo studio dellidrocefalo

attraverso il test dinfusione, dove tutto

basato sulla forma dellonda pulsatile di

pressione, era indispensabile creare un

algoritmo che selezionasse ogni singola

onda sulla quale effettuare i calcoli



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Step 1

La finestra, inizialmente di 80 punti, viene fatta

scorrere fino a quando il punto di minimo assoluto al

suo interno corrisponde al punto centrale.

Principio del minimo-minimoSelezione di singole onde


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Principio del minimo-minimo



I punti prima del minimo vengono buttati, mentre ipunti di minimo assoluto e quelli alla sua destra

vengono inseriti in un buffer e rappresentano il primo

tratto dellonda

Step 2


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Da questo momento in poi la finestra viene fattascorrere di un punto la volta, copiando il punto

mediano nel buffer

Step 4


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fino a quando il punto di minimo assoluto si trova

nel punto mediano della finestra.A questo punto londa selezionata e, trovandoci

nelle condizioni dello step 2, comincia la selezione

dellonda successiva

Step 5


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E importante la grandezza della finestra



Finestra troppo piccola

Finestra troppo grande


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Selezione di singole ondeCome faccio a sapere se lampiezza della finestra

tale per cui le onde selezionate corrispondono

effettivamente alle onde reali del segnale?

Sar cos se per almeno quattro onde consecutive

vengono rispettati i seguenti parametri:

1. Correlazione tra le fasi e le ampiezze delle primedue armoniche delle onde attuale e precedente

maggiore o uguale a 0,9

2.Variazione percentuale della larghezza dellonda

inferiore o uguale a 0,43.Variazione percentuale dellaltezza dellonda

inferiore o uguale a 0,5


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Se ci non avviene, viene variata la larghezza

della finestra e ripetuto il calcolo fino a

quando verranno rispettati i parametri


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I valori che i tre parametri devono

rispettare affinch un onda possa essereconsiderata buona rispetto alla precedente

o da scartare, possono essere modificati

attraverso un apposito pannello.

Ci pu essere indispensabile per il

riconoscimento delle onde nel caso di

segnali con forme meno evidenti.

Questa situazione ad esempio si pu presentare se il segnaledi pressione viene registrato a livello dello spazio sub-

aracnoideo spinale lombare, piuttosto che dal ventricolo

cerebrale.


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Generalmente, durante la registrazione di un

test, la forma dellonda pu modificarsi siain ampiezza che in durata.

Per fare in modo che il sistema continui a

selezionare le onde, si sincronizza la

larghezza della finestra con la duratadellonda.

Ogni 10 onde buone consecutive la larghezza della

finestra viene variata e impostata all80%

della durata dellonda.


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Onde buone Onde cattive

Stabilita la correttezza della finestra e quindi

selezionata la prima onda di pressione, le

successive vengono confrontate con quella

precedente.

Se vengono rispettati i tre parametri, la nuova

onda sar considerata buona, evidenziata con

un cursore giallo e inclusa nei calcoli.

Viceversa se londa sar considerata cattiva,

viene evidenziata con un cursore celeste escartata.


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Onde buone Onde cattive / Finestra

Una volta a regime, se nelle ultime dieci onde

selezionate meno del 60% sono buone, il

sistema automaticamente riparte con lavariazione e il ricalcolo della finestra di

selezione delle onde


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Il test dinfusione

Su ogni onda viene fatta una FFT


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Il test dinfusione

Ad ogni nuova onda selezionata segue la

rivalutazione dei nuovi punti, della regressione e

viene ricalcolato il coefficiente di correlazione.

Ne consegue laggiornamento del grafico

Variabili ascisse

Diastolica (default)

Media

Variabili ordinate

Ampiezza pulsazione (default)

Ampiezza prima armonica

Integrale

Ampiezza seconda armonica


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Il test dinfusione

Test positivo se m (indice di elastanza) 0,3

Test affidabile se R2

0,8


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GRAZIE!!!

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