Classification of oximetry signals using Bayesian neural networks to assist in the detection of obstructive sleep apnoea syndrome

In the present study, multilayer perceptron (MLP) neural networks were applied to help in the diagnosis of obstructive sleep apnoea syndrome (OSAS). Oxygen saturation (SaO2) recordings from nocturnal pulse oximetry were used for this purpose. We performed time and spectral analysis of these signals to extract 14 features related to OSAS. The performance of two different MLP classifiers was compared: maximum likelihood (ML) and Bayesian (BY) MLP networks. A total of 187 subjects suspected of suffering from OSAS took part in the study. Their SaO2 signals were divided into a training set with 74 recordings and a test set with 113 recordings. BY-MLP networks achieved the best performance on the test set with 85.58% accuracy (87.76% sensitivity and 82.39% specificity). These results were substantially better than those provided by ML-MLP networks, which were affected by overfitting and achieved an accuracy of 76.81% (86.42% sensitivity and 62.83% specificity). Our results suggest that the Bayesian framework is preferred to implement our MLP classifiers. The proposed BY-MLP networks could be used for early OSAS detection. They could contribute to overcome the difficulties of nocturnal polysomnography (PSG) and thus reduce the demand for these studies

Early diagnosis of sleep related breathing disorders

Obstructive sleep apnea (OSA) being the most frequent sleep related breathing disorder results in non-restorative sleep, an increased cardiovascular morbidity and mortality as well as an elevated number of accidents. In Germany at least two million people have to be expected. If obstructive sleep apnea is diagnosed early enough then sleep may regain its restorative function, daytime performance may be improved and accident risk as well as cardiovascular risk may be normalised. This review critically evaluates anamnestic parameters, questionnaires, clinical findings and unattended recordings during sleep regarding their diagnostic accurracy in recognising OSA

Variabilidad de la frecuencia de pulso mediante análisis no lineal en pacientes con síndrome de apnea del sueño y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)

El análisis no lineal mediante entropía muestral ha aportado un mayor conocimiento sobre las diferencias en los registros nocturnos de PRV entre los pacientes de EPOC sin y con SAHS (síndrome overlap). Las medidas espectrales en las bandas de frecuencia tradicionales LF y HF no permiten capturar estos cambios en la dinámica nocturna del PRV asociados a los eventos de apnea durante el sueño en pacientes con EPOC. Por el contrario, los pacientes con EPOC y SAHS simultáneamente muestran un incremento significativo de SampEn que los pacientes con solo EPOC o SAHS de forma aislada. Estos hallazgos sugieren que existe un efecto acumulativo de la EPOC y el SAHS hacia una mayor disfunción cardiovascular durante el sueño. De acuerdo con los resultados obtenidos, podemos concluir que SampEn es capaz de cuantificar apropiadamente los cambios en la dinámica nocturna de la señal de PRV en pacientes con síndrome overlap, lo que podría resultar útil para evaluar una potencial afectación cardiovascular en los pacientes con EPOC y presencia de SAHS concomitante.Departamento de Medicina, Dermatología y ToxicologíaDoctorado en Investigación en Ciencias de la Salu

Métodos avanzados de procesado de la señal de presión intracraneal durante los estudios de infusión en pacientes con hidrocefalia

El análisis espectral y la dinámica no lineal han permitido mejorar la capacidad diagnóstica de varias señales biomédicas. Durante los últimos años han surgido nuevas propuestas de análisis de la señal de presión intracraneal (PIC) basadas en la dinámica no lineal con unos resultados preliminares prometedores. Más concretamente, la regularidad y la complejidad del trazado de esta señal fisiológica disminuyen durante los periodos de hipertensión intracraneal en pacientes que han sufrido un traumatismo craneoencefálico (TCE) grave. El test de infusión es una prueba complementaria para el estudio de pacientes con hidrocefalia. Permite calcular la resistencia a la reabsorción de líquido cefalorraquídeo (ROUT), un parámetro que aumenta en las formas arreabsortivas de hidrocefalia. Al margen de su utilidad clínica, los estudios de infusión ponen a prueba los mecanismos de compensación del sistema craneoespinal infundiendo volumen. Este escenario permite investigar el comportamiento de la PIC en su tránsito desde un estado basal fisiológico hasta que se saturan los mecanismos de compensación y aparece hipertensión intracraneal. En esta memoria se pretende cuantificar y caracterizar el comportamiento de la señal PIC en el amplio rango de presiones que recorren los estudios de infusión, con métodos avanzados de procesado de señales derivados de la dinámica no lineal y el análisis espectral.Departamento de Medicína, Dermatología y Toxicologí