T-Wave Morphology Restitution Predicts Sudden Cardiac Death in Patients With Chronic Heart Failure

BACKGROUND: Patients with chronic heart failure are at high risk of sudden cardiac death (SCD). Increased dispersion of repolarization restitution has been associated with SCD, and we hypothesize that this should be reflected in the morphology of the T-wave and its variations with heart rate. The aim of this study is to propose an electrocardiogram (ECG)-based index characterizing T-wave morphology restitution (TMR), and to assess its association with SCD risk in a population of chronic heart failure patients. METHODS AND RESULTS: Holter ECGs from 651 ambulatory patients with chronic heart failure from the MUSIC (MUerte Súbita en Insuficiencia Cardiaca) study were available for the analysis. TMR was quantified by measuring the morphological variation of the T-wave per RR increment using time-warping metrics, and its predictive power was compared to that of clinical variables such as the left ventricular ejection fraction and other ECG-derived indices, such as T-wave alternans and heart rate variability. TMR was significantly higher in SCD victims than in the rest of patients (median 0.046 versus 0.039, P<0.001). When TMR was dichotomized at TMR=0.040, the SCD rate was significantly higher in the TMR≥0.040 group (P<0.001). Cox analysis revealed that TMR≥0.040 was strongly associated with SCD, with a hazard ratio of 3.27 (P<0.001), independently of clinical and ECG-derived variables. No association was found between TMR and pump failure death. CONCLUSIONS: This study shows that TMR is specifically associated with SCD in a population of chronic heart failure patients, and it is a better predictor than clinical and ECG-derived variables

Prediction of Cardiac Death Risk by Analysis of Ventricular Repolarization Restitution from the Electrocardiogram Signal

Las enfermedades cardiovasculares siguen siendo la mayor causa de muertes en todo el mundo, y se espera que el número de casos crezca progresivamente en los próximos años con el envejecimiento de la población. Por ello, se necesitan marcadores no invasivos con alta capacidad de predicción de muerte para reducir la incidencia de estos eventos fatales.La insuficiencia cardiaca crónica (CHF, del inglés "Chronic Heart Failure") describe la condición por la cual el corazón no es capaz de bombear suficiente sangre para alcanzar las demandas del cuerpo. Se ha demostrado que los pacientes con CHF pueden experimentar un empeoramiento progresivo de los síntomas, pudiendo llegar a producirse la muerte por fallo de bomba (PFD, del inglés "Pump Failure Death"), o sufrireventos arrítmicos malignos que lleven a la muerte súbita cardiaca (SCD, del inglés "Sudden Cardiac Death"). Uno de los factores electro-fisiológicos con mayor influencia en la generación de arritmias malignas es el aumento de la dispersión de la repolarización, o la variación espacio-temporal en los tiempos de repolarización. También se ha demostrado que la respuesta de esta dispersión a variaciones en el ritmo cardiaco, es decir, la dispersión de la restitución de la repolarización, está relacionada con mayor riesgo arrítmico y de SCD. Por otro lado, el empeoramiento de CHF se manifiesta con una reducción de la respuesta de los ventrículos a la estimulación autonómica, y con un balance simpato-vagal anormal. Con la llegada de los defibriladores cardioversores implantables (ICDs, del inglés "Implantable Cardioverter Defibrillators"), y de la terapia de resincronización cardiaca (CRT, del inglés "Cardiac Resynchronization Therapy"), los dos dispositivos más popularmente usados en la práctica clínica para prevenir SCD y PFD, respectivamente, la estratificación de riesgo se ha vuelto muy relevante. Específicamente, ser capaces de predecir el evento potencial que un paciente con CHF podría sufrir (SCD, PFD u otras causas) es de gran importancia. La señal de electrocardiograma (ECG) es un método barato y no invasivo que contiene información importante acerca de la actividad eléctrica del corazón.El objetivo principal de esta tesis es desarrollar marcadores de riesgo derivados del ECG que caractericen la restitución de la repolarización ventricular para mejorar la predicción de SCD y PFD en pacientes con CHF. Para ello, se han utilizado, por un lado, índices basados en intervalos temporales, como los intervalos QT y Tpe, ya que las dinámicas de estos intervalos están asociadas con la restitución de la repolarización, y con su dispersión, respectivamente, y, por el otro lado, índices basados en la morfología de la onda T. Para utilizar la información de la morfología, se ha desarrollado una metodología innovadora que permite la comparación de dos formas diferentes, y la cuantificación de sus diferencias.En el capítulo 2 se desarrolló un algoritmo completamente automático para estimar la pendiente y la curvatura de las dinámicas de los intervalos QT y Tpe a partir de registros ECG Holter de 24 horas de 651 pacientes con CHF. A continuación, se estudió la modulación del patrón circadiano de las estimaciones propuestas, y se evaluó su valor predictivo de SCD y PFD. Finalmente, se estudió la capacidad de clasificación del marcador analizado con mayor valor predictivo, individualmente y en combinación con otros dos marcadores de riesgo de ECG previamente propuestos, que reflejan mecanismos electro-fisiológicos y autonómicos. Los resultados demostraron que la dispersión de la restitución de la repolarización, cuantificada a partir de la pendiente de la dinámica del intervalo Tpe, tiene valor predictivo de SCD y de PFD, con pendientes altas indicativas de sustrato arrímico predisponiendo a SCD y pendientes planas indicativas de fatiga mecánica del corazón predisponiendo a PFD. Sin embargo, la pendiente de la restitución de la repolarización, cuantificada como la pendiente de la relación QT/RR, así como los parámetros de curvatura de las dos relaciones, no mostraron asociación con ningún tipo de muerte cardiaca. El patrón circadiano moduló estos parámetros, con valores significativamente mayores durante el día que durante la noche. Finalmente, los resultados de clasificación probaron que la combinación de los marcadores de riesgo derivados del ECG que reflejan información complementaria mejora la discriminación entre SCD, PFD y otros pacientes. Nuestros resultados sugieren que la pendiente de la dinámica del intervalo Tpe podría incluirse en la práctica clínica como herramienta para estratificar pacientes de acuerdo a su riesgo de sufrir SCD o PFD y, por lo tanto, aumentar el beneficio del tratamiento con ICDs o CRT.Considerando estos resultados, postulamos a continuación que la morfología de la onda T contiene información adicional, no tenida en cuenta al usar únicamente índices basados en intervalos temporales. Por lo tanto, en el capítulo 3 desarrollamos una metodología para comparar la morfología de dos ondas T, y propusimos y evaluamos la capacidad de nuevos marcadores derivados del ECG para cuantificar variaciones en la morfología de la onda T. Primero, comparamos la capacidad de eliminar la variabilidad en el dominio temporal de dos algoritmos, "Dynamic Time Warping" (DTW) y "Square-root Slope Function" (SRSF). Luego, se propusieron índices morfológicos y se evaluó su robustez ante la presencia de ruido aditivo con señales generadas sintéticamente. A continuación, se utilizó un modelo electrofisiológico cardiaco para investigarla relación entre los índices de variabilidad morfológica de onda T y los cambios morfológicos a nivel celular. Finalmente, se cuantificaron las variaciones en la morfología de la onda T producidas por una prueba de tabla basculante en registros de ECG con los marcadores propuestos y se estudió su correlación con el ritmo cardiaco y otros marcadores tradicionales. Nuestros resultados mostraron que SRSF fue capaz de separarlas variaciones en el tiempo y en la amplitud de la onda T. Además, los marcadores propuestos de variabilidad morfológica probaron ser robustos frente a ruido aditivo Laplaciano y demostraron reflejar variaciones en la dispersión de la repolarización a nivel celular en simulación y en registros de ECG reales. En conclusión, los índices propuestos que cuantifican variaciones morfológicas de la onda T han demostrado un gran potential para ser usados como predictores de riesgo arrítmico.En el capítulo 4, se exploró la restitución de la repolarización ventricular usando los índices de variabilidad morfológica presentados en el capítulo 3. Bajo la hipótesis de que la morfología de la onda T refleja la dispersión de la repolarización, hipotetizamos que la restitución de la morfología de la onda T reflejaría la dispersión de la restitución de la repolarización. Por lo tanto, calculamos la pendiente de la restituciónde la morfología de la onda T y evaluamos su valor predictivo de SCD y PFD. También estudiamos, como en el capítulo 2, la modulación del patrón circadiano y la capacidad de clasificación. Los resultados mostraron que la dispersión de la restitución de la repolarización cuantificada a través de la pendiente de la restitución de la morfología de la onda T, estaba asociada específicamente con SCD, sin ninguna relación con PFD. El patrón circadiano también moduló la restitución de la morfología de la onda T, con valores significativamente mayores durante el día que durante la noche. Finalmente, los resultados de clasificación también mejoraron al utilizar una combinación de marcadores de riesgo derivados del ECG. En conclusión, la pendiente de la restitución de la morfología de la onda T podría usarse en la práctica clínica como herramienta para definir una población de alto riesgo de SCD que podría beneficiarse de implantación con ICDs.Finalmente, aunque lo deseable es encontrar un índice individual con alto valor predictivo, los eventos de SCD y PFD son el resultado de una múltiple cadena de mecanismos. Por lo tanto, la predicción podría mejorarse todavía más si se usara un marcador que integrara varios factores de riesgo. En el capítulo 5 se propusieron modelos clínicos, basados en el ECG y otros combinando ambos tipos de variables, para predecir específicamente riesgo de SCD y de PFD. Además, se comparó su valor predictivo. Los modelos clínicos, basados en ECG y combinado demostraron mejorar la predicción de SCD y de PFD, comparado con los marcadores individuales. Para SCD, la combinación de variables clínicas y derivadas del ECG mejoró sustancialmente la predicción de riesgo, comparado con el uso de uno de los dos tipos de variables. Sinembargo, la predicción de riesgo de PFD demostró ser óptima al utilizar el modelo derivado del ECG, ya que la combinación con variables clínicas no añadió ninguna información predictiva de PFD. Nuestros resultados confirman la necesidad de utilizar un índice multi-factorial, que incluya información de mecanismos complementarios, para optimizar la estratificación de riesgo de SCD y de PFD.En conclusión, en esta tesis se han propuesto dos índices derivados del ECG, que reflejan dispersión de la restitución de la repolarización, y se ha demostrado su valor predictivo de SCD y PFD. Cada índice explota información diferente de la onda T, uno utiliza el intervalo Tpe y el otro utiliza la morfología completa de la onda T. Para la cuantificación de las diferencias en la morfología de la onda T, se ha desarrollado una metodología robusta que se basa en la re-parametrización en el tiempo.<br /

Analysing electrocardiographic traits and predicting cardiac risk in UK biobank.

The electrocardiogram (ECG) is a commonly used clinical tool that reflects cardiac excitability and disease. Many parameters are can be measured and with the improvement of methodology can now be quantified in an automated fashion, with accuracy and at scale. Furthermore, these measurements can be heritable and thus genome wide association studies inform the underpinning biological mechanisms. In this review we describe how we have used the resources in UK Biobank to undertake such work. In particular, we focus on a substudy uniquely describing the response to exercise performed at scale with accompanying genetic information

QT interval variability in body surface ECG: measurement, physiological basis, and clinical value: position statement and consensus guidance endorsed by the European Heart Rhythm Association jointly with the ESCWorking Group on Cardiac Cellular Electrophysiology

This consensus guideline discusses the electrocardiographic phenomenon of beat-to-beat QT interval variability (QTV) on surface electrocardiograms. The text covers measurement principles, physiological basis, and clinical value of QTV. Technical considerations include QT interval measurement and the relation between QTV and heart rate variability. Research frontiers of QTV include understanding of QTV physiology, systematic evaluation of the link between QTV and direct measures of neural activity, modelling of the QTV dependence on the variability of other physiological variables, distinction between QTV and general T wave shape variability, and assessing of the QTV utility for guiding therapy. Increased QTV appears to be a risk marker of arrhythmic and cardiovascular death. It remains to be established whether it can guide therapy alone or in combination with other risk factors. QT interval variability has a possible role in non-invasive assessment of tonic sympathetic activity

Techniques for ventricular repolarization instability assessment from the ECG

Instabilities in ventricular repolarization have been documented to be tightly linked to arrhythmia vulnera- bility. Translation of the information contained in the repolar- ization phase of the electrocardiogram (ECG) into valuable clinical decision-making tools remains challenging. This work aims at providing an overview of the last advances in the pro- posal and quantification of ECG-derived indices that describe repolarization properties and whose alterations are related with threatening arrhythmogenic conditions. A review of the state of the art is provided, spanning from the electrophysio- logical basis of ventricular repolarization to its characteriza- tion on the surface ECG through a set of temporal and spatial risk markers

Evaluation of QTc before and after exercise testing in a population of patients with severe obesity: possible association with obstructive sleep apnoea

openObesity is associated with QT interval prolongation. Obesity is also associated with OSA (obstructive sleep apnoea). OSA as well is associated with prolongation of the QT interval. The purpose of this study is to evaluate the QTc before and after exercise testing in a population of patients with severe obesity, and a possible association between QTc prolongation and OSA

Serum potassium concentration monitoring by ECG time warping analysis on the T wave

This doctoral thesis was developed within the joint Ph.D. program in biomedical engineering at Universitat Politècnica de Catalunya (Barcelona, Spain) and University of Zaragoza (Zaragoza, Spain) in the framework of Doctorats Industrials program co-financed by Laboratorios Rubió S.A. (Castellbisbal, Spain) and Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca, Generalitat de Catalunya (Spain). This thesis was performed in partnership with the Nephrology ward from Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa (Zaragoza, Spain) and in collaboration with Dr J. Ramírez from the William Harvey Research Institute, Queen Mary University of London (London, UK).End-stage renal disease (ESRD) patients demonstrate an increased incidence of sudden cardiac death (SCD) with declining kidney functioning as a consequence of blood potassium ([K+]) homeostasis impairment, which is restored by hemodialysis (HD) therapy. The clinically established method for the diagnosis of [K+] imbalance is blood tests, an invasive and costly procedure that limits continuous monitoring of ESRD patients. A non-invasive ambulatory index, able to quantify changes in [K+] level is an open issue. In this context, the electrocardiogram (ECG) and in particular, the T wave (TW) morphology, has been shown to be strongly correlated with [K+] imbalance. Therefore, the aim of this dissertation is to investigate and to propose TW-derived markers able to monitor changes in [K+] levels in ESRD patients undergoing HD. For that purpose, the time warping analysis, a technique that allows the comparison and quantification of differences between two different TW shapes, was investigated. The application of TW time warping based markers in monitoring [K+ ] variations (Δ [K+]) and the derivation of a heart-rate corrected marker is proposed and compared with respect to two well-established Δ [K+]-related TW-based indexes. All the markers are evaluated in a single lead approach and after having emphasised the TW energy content through spatial transformation by Principal Component Analysis (PCA). Results demonstrate that the proposed biomarkers outperform the already proposed indexes, also proving that the use of PCA transformed lead generates markers with a higher correlation with Δ [K+] than the single lead approach. The possibility to improve markers robustness in the case of low signal-to-noise ratio ECGs, by spatially transforming the signal maximising the beat-to-beat TW periodicity criteria through the so-called Periodic Component Analysis (pCA), is then explored. pCA-based markers show superior performance during and after the HD than those obtained by PCA suggesting improved stability for continuous Δ [K+] tracking. The thesis studies also the application of regressions models to quantify Δ [K+] from pCA-based time warping markers. The accuracy of the regression models is evaluated by correlation and estimation error between the actual and the corresponding model-estimated Δ [K+] values, and the smallest estimation error is found for quadratic regression models. Being the time warping derived markers sensitive to TW boundary delineation errors, which may endanger their prognostic power, the advantages of using a weighting stage is investigated for their robust computation. The performance of two weighting functions (WF)s is tested and compared with respect to the control no weighting case, in simulated scenarios and in real scenarios (i.e. for [K+] monitoring and SCD risk stratification). No improvements in [K+] monitoring are found, probably due to the considerable marked [K+]-induced TW morphological changes. On the contrary, both simulation tests and SCD risk stratification analysis show that the proposed WFs can enhance the robustness of TW time warping analysis against TW delineation errors. In conclusion, this Doctoral Thesis confirms the hypothesis that enhanced perforce in Δ [K+] tracking and quantification can be achieved by analysing the overall TW morphology by time warping analysis. The simplicity of the technology, together with its low cost and ease of acquisition, should provide a new opportunity for TW analysis to reach standard clinical practice. Moreover, the use of WFs to minimise the undesired effects of TW delineation errors on the computation of time warping markers revealed a noticeable improvement of the SCD risk stratification power of time warping derived indexes.Los pacientes con enfermedad renal en etapa terminal (ESRD) demuestran una mayor incidencia de muerte cardíaca súbita (SCD) tras el deterioro del funcionamiento renal como consecuencia del desequilibrio del potasio ([K+]) en sangre. Este último se restablece mediante la terapia de hemodiálisis (HD). El desequilibrio de [K+] se diagnostica a través del análisis de sangre, un procedimiento invasivo y costoso que limita la monitorización de los pacientes con ESRD. Se necesita un índice ambulatorio no invasivo, capaz de cuantificar los cambios en el nivel de [K+] (Δ [K+]). En este contexto, se ha demostrado que el electrocardiograma (ECG) y en particular la onda T (TW), están correlacionados con Δ [K+]. El objetivo de esta tesis es evaluar marcadores derivados de la TW capaces de monitorizar ¿[K+] en pacientes con ESRD sometidos a HD. Para ello, se aplicó el análisis time warping, una técnica que permite la comparación de dos formas diferentes de TW. En primer lugar, se evalúa la aplicación de marcadores basados en el time warping para el seguimiento de Δ [K+] así como la derivación de un marcador corregido por la frecuencia cardíaca, comparando los marcadores con respecto a dos índices basados en TW bien establecidos y relacionados con Δ [K+]. Todos los marcadores se evalúan en las derivaciones independientes y después de haber enfatizado el contenido de energía de TW a través del Análisis de Componentes Principales (PCA). Los resultados demuestran mejores prestaciones de los marcadores time warping respecto a los ya propuestos y que el uso de PCA genera marcadores con una correlación más alta con Δ [K+] respecto a las derivaciones independientes. A continuación, se explora la posibilidad de mejorar la robustez de los marcadores en el caso de ECG con una relación señal/ruido baja, maximizando la periodicidad de TW latido a latido mediante el Análisisde Componentes Periódicos (pCA). Los marcadores basados en pCA muestran un rendimiento superior durante y después de la HD que los obtenidos por PCA, lo que sugiere una estabilidad mejorada para el seguimiento continuo de Δ [K+]. Luego, se evalúan modelos de regresión para cuantificar [K+] a partir de marcadores basados en pCA. La precisión de los modelos de regresión se evalúa mediante el error de estimación entre valores reales de Δ [K+] y los correspondientes estimados por el modelo. Con el error de estimación más pequeño, el modelo cuadrático es el más adecuado para la cuantificación de [K+].Siendo el análisis time warping sensible a los errores de delineación de los límites de TW, lo que supone un riesgo para su poder pronóstico, se investigan las ventajas de usar una etapa de ponderación para el cálculo de marcadores time warping. El rendimiento de dos funciones de ponderación (WF) se prueba y se compara con respecto al caso de control sin ponderación, en escenarios simulados y en escenarios reales (para el seguimiento de [K+] y la estratificación del riesgo de SCD). No se encontraron mejoras en la monitorización de [K+] debido a los considerables cambios morfológicos de TW inducidos por Δ [K+]. Por otro lado, tanto las pruebas de simulación como el análisis de estratificación de riesgo de SCD muestran que los WF propuestos pueden mejorar la robustez del análisis time warping de TW contra los errores dedelineación de TW. En conclusión, esta tesis doctoral confirma la hipótesis de que se puede lograr un mejor seguimiento y cuantificación de Δ [K+] mediante el análisis de la morfología de TW mediante el análisis time warping. La simplicidad de la tecnología, junto con su bajo costo y facilidad de adquisición del ECG, debería brindar una nueva oportunidad para que el análisis de TW en la práctica clínica rutinaria. Además, el uso de WF para minimizar los efectos no deseados de errores de delineación de TW en el cálculo de los marcadores time warping reveló una mejora del poder de estratificación del riesgoEnginyeria biomèdic

Serum potassium concentration monitoring by ECG time warping analysis on the T wave

This doctoral thesis was developed within the joint Ph.D. program in biomedical engineering at Universitat Politècnica de Catalunya (Barcelona, Spain) and University of Zaragoza (Zaragoza, Spain) in the framework of Doctorats Industrials program co-financed by Laboratorios Rubió S.A. (Castellbisbal, Spain) and Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca, Generalitat de Catalunya (Spain). This thesis was performed in partnership with the Nephrology ward from Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa (Zaragoza, Spain) and in collaboration with Dr J. Ramírez from the William Harvey Research Institute, Queen Mary University of London (London, UK).End-stage renal disease (ESRD) patients demonstrate an increased incidence of sudden cardiac death (SCD) with declining kidney functioning as a consequence of blood potassium ([K+]) homeostasis impairment, which is restored by hemodialysis (HD) therapy. The clinically established method for the diagnosis of [K+] imbalance is blood tests, an invasive and costly procedure that limits continuous monitoring of ESRD patients. A non-invasive ambulatory index, able to quantify changes in [K+] level is an open issue. In this context, the electrocardiogram (ECG) and in particular, the T wave (TW) morphology, has been shown to be strongly correlated with [K+] imbalance. Therefore, the aim of this dissertation is to investigate and to propose TW-derived markers able to monitor changes in [K+] levels in ESRD patients undergoing HD. For that purpose, the time warping analysis, a technique that allows the comparison and quantification of differences between two different TW shapes, was investigated. The application of TW time warping based markers in monitoring [K+ ] variations (Δ [K+]) and the derivation of a heart-rate corrected marker is proposed and compared with respect to two well-established Δ [K+]-related TW-based indexes. All the markers are evaluated in a single lead approach and after having emphasised the TW energy content through spatial transformation by Principal Component Analysis (PCA). Results demonstrate that the proposed biomarkers outperform the already proposed indexes, also proving that the use of PCA transformed lead generates markers with a higher correlation with Δ [K+] than the single lead approach. The possibility to improve markers robustness in the case of low signal-to-noise ratio ECGs, by spatially transforming the signal maximising the beat-to-beat TW periodicity criteria through the so-called Periodic Component Analysis (pCA), is then explored. pCA-based markers show superior performance during and after the HD than those obtained by PCA suggesting improved stability for continuous Δ [K+] tracking. The thesis studies also the application of regressions models to quantify Δ [K+] from pCA-based time warping markers. The accuracy of the regression models is evaluated by correlation and estimation error between the actual and the corresponding model-estimated Δ [K+] values, and the smallest estimation error is found for quadratic regression models. Being the time warping derived markers sensitive to TW boundary delineation errors, which may endanger their prognostic power, the advantages of using a weighting stage is investigated for their robust computation. The performance of two weighting functions (WF)s is tested and compared with respect to the control no weighting case, in simulated scenarios and in real scenarios (i.e. for [K+] monitoring and SCD risk stratification). No improvements in [K+] monitoring are found, probably due to the considerable marked [K+]-induced TW morphological changes. On the contrary, both simulation tests and SCD risk stratification analysis show that the proposed WFs can enhance the robustness of TW time warping analysis against TW delineation errors. In conclusion, this Doctoral Thesis confirms the hypothesis that enhanced perforce in Δ [K+] tracking and quantification can be achieved by analysing the overall TW morphology by time warping analysis. The simplicity of the technology, together with its low cost and ease of acquisition, should provide a new opportunity for TW analysis to reach standard clinical practice. Moreover, the use of WFs to minimise the undesired effects of TW delineation errors on the computation of time warping markers revealed a noticeable improvement of the SCD risk stratification power of time warping derived indexes.Los pacientes con enfermedad renal en etapa terminal (ESRD) demuestran una mayor incidencia de muerte cardíaca súbita (SCD) tras el deterioro del funcionamiento renal como consecuencia del desequilibrio del potasio ([K+]) en sangre. Este último se restablece mediante la terapia de hemodiálisis (HD). El desequilibrio de [K+] se diagnostica a través del análisis de sangre, un procedimiento invasivo y costoso que limita la monitorización de los pacientes con ESRD. Se necesita un índice ambulatorio no invasivo, capaz de cuantificar los cambios en el nivel de [K+] (Δ [K+]). En este contexto, se ha demostrado que el electrocardiograma (ECG) y en particular la onda T (TW), están correlacionados con Δ [K+]. El objetivo de esta tesis es evaluar marcadores derivados de la TW capaces de monitorizar ¿[K+] en pacientes con ESRD sometidos a HD. Para ello, se aplicó el análisis time warping, una técnica que permite la comparación de dos formas diferentes de TW. En primer lugar, se evalúa la aplicación de marcadores basados en el time warping para el seguimiento de Δ [K+] así como la derivación de un marcador corregido por la frecuencia cardíaca, comparando los marcadores con respecto a dos índices basados en TW bien establecidos y relacionados con Δ [K+]. Todos los marcadores se evalúan en las derivaciones independientes y después de haber enfatizado el contenido de energía de TW a través del Análisis de Componentes Principales (PCA). Los resultados demuestran mejores prestaciones de los marcadores time warping respecto a los ya propuestos y que el uso de PCA genera marcadores con una correlación más alta con Δ [K+] respecto a las derivaciones independientes. A continuación, se explora la posibilidad de mejorar la robustez de los marcadores en el caso de ECG con una relación señal/ruido baja, maximizando la periodicidad de TW latido a latido mediante el Análisisde Componentes Periódicos (pCA). Los marcadores basados en pCA muestran un rendimiento superior durante y después de la HD que los obtenidos por PCA, lo que sugiere una estabilidad mejorada para el seguimiento continuo de Δ [K+]. Luego, se evalúan modelos de regresión para cuantificar [K+] a partir de marcadores basados en pCA. La precisión de los modelos de regresión se evalúa mediante el error de estimación entre valores reales de Δ [K+] y los correspondientes estimados por el modelo. Con el error de estimación más pequeño, el modelo cuadrático es el más adecuado para la cuantificación de [K+].Siendo el análisis time warping sensible a los errores de delineación de los límites de TW, lo que supone un riesgo para su poder pronóstico, se investigan las ventajas de usar una etapa de ponderación para el cálculo de marcadores time warping. El rendimiento de dos funciones de ponderación (WF) se prueba y se compara con respecto al caso de control sin ponderación, en escenarios simulados y en escenarios reales (para el seguimiento de [K+] y la estratificación del riesgo de SCD). No se encontraron mejoras en la monitorización de [K+] debido a los considerables cambios morfológicos de TW inducidos por Δ [K+]. Por otro lado, tanto las pruebas de simulación como el análisis de estratificación de riesgo de SCD muestran que los WF propuestos pueden mejorar la robustez del análisis time warping de TW contra los errores dedelineación de TW. En conclusión, esta tesis doctoral confirma la hipótesis de que se puede lograr un mejor seguimiento y cuantificación de Δ [K+] mediante el análisis de la morfología de TW mediante el análisis time warping. La simplicidad de la tecnología, junto con su bajo costo y facilidad de adquisición del ECG, debería brindar una nueva oportunidad para que el análisis de TW en la práctica clínica rutinaria. Además, el uso de WF para minimizar los efectos no deseados de errores de delineación de TW en el cálculo de los marcadores time warping reveló una mejora del poder de estratificación del riesgoPostprint (published version