A novel wavelet-based filtering strategy to remove powerline interference from electrocardiograms with atrial fibrillation

This is an author-created, un-copyedited versíon of an article published in Physiological Measurement. IOP Publishing Ltd is not responsíble for any errors or omissíons in this versíon of the manuscript or any versíon derived from it. The Versíon of Record is available online at http://doi.org/10.1088/1361-6579/aae8b1[EN] Objective: The electrocardiogram (ECG) is currently the most widely used recording to diagnose cardiac disorders, including the most common supraventricular arrhythmia, such as atrial fibrillation (AF). However, different types of electrical disturbances, in which power-line interference (PLI) is a major problem, can mask and distort the original ECG morphology. This is a significant issue in the context of AF, because accurate characterization of fibrillatory waves (f-waves) is unavoidably required to improve current knowledge about its mechanisms. This work introduces a new algorithm able to reduce high levels of PLI and preserve, simultaneously, the original ECG morphology. Approach: The method is based on stationary wavelet transform shrinking and makes use of a new thresholding function designed to work successfully in a wide variety of scenarios. In fact, it has been validated in a general context with 48 ECG recordings obtained from pathological and non-pathological conditions, as well as in the particular context of AF, where 380 synthesized and 20 long-term real ECG recordings were analyzed. Main results: In both situations, the algorithm has reported a notably better performance than common methods designed for the same purpose. Moreover, its effectiveness has proven to be optimal for dealing with ECG recordings affected by AF, sincef-waves remained almost intact after removing very high levels of noise. Significance: The proposed algorithm may facilitate a reliable characterization of thef-waves, preventing them from not being masked by the PLI nor distorted by an unsuitable filtering applied to ECG recordings with AF.Research supported by grants DPI2017-83952-C3 MINECO/AEI/FEDER, UE and SBPLY/17/180501/000411 from Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha.García, M.; Martínez, M.; Ródenas, J.; Rieta, JJ.; Alcaraz, R. (2018). A novel wavelet-based filtering strategy to remove powerline interference from electrocardiograms with atrial fibrillation. Physiological Measurement. 39(11):1-15. https://doi.org/10.1088/1361-6579/aae8b1S115391

Discrete choice modeling using Kernel Logistic Regression

The Kernel Logistic Regression is a popular technique in machine learning. In this work this technique is applied to the field of discrete choice modeling. This approach is equivalent to specifying non-parametric utilities in random utility models. A Monte Carlo simulation experiment has been carried out to compare this approach with Multinomial Logit models, comparing the goodness of fit and the capability of obtaining the specified utilities.La regresión logística del kernel es una técnica popular en el aprendizaje automático. En este trabajo se aplica esta técnica al campo de los modelos de elección discreta. Este enfoque es equivalente a especificar utilidades no paramétricas en modelos de utilidad aleatorios. Se ha llevado a cabo un experimento de simulación de Monte Carlo para comparar este enfoque con modelos Logit Multinomial, comparando la bondad de ajuste y la capacidad de obtener las utilidades especificadas

Development of a gas chromatography - mass spectrometry method for the determination of carbon disulfide in the atmosphere

[EN] Carbon disulfide (CS2), a relevant reduced sulfur compound in air, is well-known for its malodor and its significant effect on global atmospheric chemistry. Therefore, a reliable method for determining CS2 in atmospheric samples has been developed based on solid-phase sampling and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Two types of solid-phase sampling supports (Orbo-32 and SKC) and the elution with organic solvents - hexane and toluene - were evaluated for low-volume outdoor sampling. Recovery studies and the standard addition method were carried out to demonstrate the proper determination of CS2 in the absence of the influence of interferences such as ozone, hydrogen sulfide or water - important atmospheric pollutants. The proposed methodology was validated by performing experiments in a high-volume smog chamber and by comparison with two reference optical methods, Fourier Transform Infrared (FTIR) and Differential Optical Absorption Spectroscopy (DOAS) installed in these facilities. Satisfactory analytical parameters were reported: fast analysis, a correct repeatability of 6±1% and reproducibility of 14±3%, and low detection limits of 0.3-0.9pgm-3. Finally, the method was successfully applied to industrial samples near a pulp factory area, where a high correlation between industrial emissions and reported carbon disulfide concentrations were observed. © 2011 Elsevier B.V.The research leading to these results received funding from the Centro de Investigacion del Medio Ambiente (CIMA), Consejeria de Medio Ambiente, Gobierno de Cantabria. The Instituto Universitario CEAM-UMH is partly supported by Generalitat Valenciana, Fundacion Bancaja, and the projects GRACCIE (Consolider-Ingenio 2010) and FEEDBACKS (Prometeo - Generalitat Valenciana). We also acknowledged the European Community's Seventh Framework Program under the grant agreement no. 228335 (Eurochamp2), the Spanish Ministry of Science and Innovation, through INNPLANTA project: PCT-440000-2010-003 and the EUPHORE staff for their support in the chamber experiments. The authors also thank J.T.B. for his contribution.Borrás García, EM.; Ródenas, M.; Dieguez, J.; Pérez-García, M.; Lomba, R.; Lavin, J.; Tortajada-Genaro, LA. (2012). Development of a gas chromatography - mass spectrometry method for the determination of carbon disulfide in the atmosphere. Microchemical Journal. 101:37-42. https://doi.org/10.1016/j.microc.2011.10.002S374210

Evaluación del resultado de la desinstitucionalización de pacientes mentales crónicos: un estudio de cohorte.

Mediante un estudio longitudinal de una cohorte de pacientes mentales crónicos, utilizando como instrumentos las Escalas de Retraimiento Social (SW), Conducta Social Alterada (SE), Ocupación, Contacto con el Exterior y Actitud del Personal de J.K. Wing y G.W. Brown (1970) y Escala B de Kunze (1981), se evalúa el resultado de la desinstitucionalización de los pacientes que en 1984, estaban ingresados en el Hospital Psiquiátrico de Bétera (Valencia). Aplicando test estadísticos no paramétricos, para datos apareados y análisis de covarianza, se observa que para el conjunto de la cohorte hay una evolución favorable en la Conducta Social Alterada y el Contacto con el Exterior y desfavorable en el Retraimiento Social, Ocupación y Actitud del Personal que atiende en los alojamientos actuales. Considerando los distintos tipos de alojamientos de destino actuales se aprecia que los pacientes que residen en Asilos y Residencias tienen menos Ocupación y en el domicilio familiar mayor Retraimiento y mayor Conducta Social Alterada a la vez que las personas que los atienden tienen una actitud más desfavorable hacia ellos. En los que residen en Pisos o Pensiones hay una favorable evolución de la Conducta Social Alterada. El Riesgo Relativo de mortalidad, por el efecto de la desinstitucionalización, no se observa que sea diferente del que se aprecia en los pacientes que continuaron ingresados en el Hospital

Evaluación del resultado de la desinstitucionalización de pacientes mentales crónicos: un estudio de cohorte.

Mediante un estudio longitudinal de una cohorte de pacientes mentales crónicos, utilizando como instrumentos las Escalas de Retraimiento Social (SW), Conducta Social Alterada (SE), Ocupación, Contacto con el Exterior y Actitud del Personal de J.K. Wing y G.W. Brown (1970) y Escala B de Kunze (1981), se evalúa el resultado de la desinstitucionalización de los pacientes que en 1984, estaban ingresados en el Hospital Psiquiátrico de Bétera (Valencia). Aplicando test estadísticos no paramétricos, para datos apareados y análisis de covarianza, se observa que para el conjunto de la cohorte hay una evolución favorable en la Conducta Social Alterada y el Contacto con el Exterior y desfavorable en el Retraimiento Social, Ocupación y Actitud del Personal que atiende en los alojamientos actuales. Considerando los distintos tipos de alojamientos de destino actuales se aprecia que los pacientes que residen en Asilos y Residencias tienen menos Ocupación y en el domicilio familiar mayor Retraimiento y mayor Conducta Social Alterada a la vez que las personas que los atienden tienen una actitud más desfavorable hacia ellos. En los que residen en Pisos o Pensiones hay una favorable evolución de la Conducta Social Alterada. El Riesgo Relativo de mortalidad, por el efecto de la desinstitucionalización, no se observa que sea diferente del que se aprecia en los pacientes que continuaron ingresados en el Hospital

Predicción a Largo Plazo del Resultado de la Ablación Quirúrgica en Fibrilación Auricular Mediante el Uso de una Única Derivación del Electrocardiograma Preoperatorio

[ES] La ablación quirúrgica (AQ), realizada concomitantemente en pacientes que requieren cirugía a corazón abierto, es el procedimiento más eficaz para controlar la fibrilación auricular (FA). Considerando los importantes efectos secundarios de esta técnica, junto a los beneficios de anticipar una decisión sobre el tratamiento antiarrítmico, la predicción preoperatoria de su resultado a largo plazo supone un interesante reto clínico. Este trabajo introduce un novedoso algoritmo de predicción del resultado de la AQ, transcurrido un año de seguimiento, basado en el análisis de la derivación V1 del electrocardiograma (ECG) preoperatorio. El método extrae de éste las ondas fibrilatorias, segmenta la señal resultante en tramos de 1 s y calcula la desviación estándar de la energía wavelet relativa para la séptima escala (EWR7_DE) contenida en cada uno de ellos. Este índice consiguió una capacidad discriminatoria del 75% entre los pacientes que mantuvieron un ritmo sinusal y aquellos que recayeron a FA durante el seguimiento, superando así en casi un 20% la habilidad de otros parámetros clásicos y convirtiéndose en un prometedor predictor de recurrencia de la FA tras la AQ.Trabajo financiado por los proyectos DPI2017-83952-C3 MINECO/AEI/FEDER, UE, SBPLY/17/180501/000411 de la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha y AICO/2019/036 de la Generalitat Valenciana.Martínez Iniesta, M.; Escribano Cano, P.; García Teruel, M.; Ródenas García, J.; Hornero Sos, F.; Rieta, JJ.; Alcaraz Martínez, R. (2020). Predicción a Largo Plazo del Resultado de la Ablación Quirúrgica en Fibrilación Auricular Mediante el Uso de una Única Derivación del Electrocardiograma Preoperatorio. Sociedad Española de Ingeniería Biomédica. 327-330. http://hdl.handle.net/10251/178271S32733

Predicción del Éxito de la Ablación por Catéter en Fibrilación Auricular Persistente Mediante Características Tiempo-Frecuencia de las Ondas Fibrilatorias

[ES] A pesar de su limitada tasa de éxito a largo plazo, la ablación por catéter (AC) es el tratamiento de primera línea de la fibrilación auricular (FA) persistente. La predicción preoperatoria del resultado de este procedimiento permitiría optimizar la selección de pacientes, entre otras ventajas clínicas y económicas. Con este fin, la frecuencia dominante (FD) y la amplitud de las ondas fibrilatorias (ondas f) normalizada (AOFn) reflejadas en el registro electrocardiográfico (ECG) ya han proporcionado resultados prometedores, pero insuficientes desde un punto de vista clínico. Este trabajo explora la capacidad de un conjunto de características frecuenciales y de amplitud de las ondas f para mejorar la predicción del resultado de la AC. Asi pues, además de los dos índices anteriormente indicados, se han analizado: la entropía espectral (EE), la medida de la planicidad espectral (MPE) y la suma ponderada de la amplitud espectral (SPAE). Los resultados obtenidos para 204 intervalos de ECG, extraídos de 51 pacientes con FA persistente, muestran para todos los índices diferencias estadísticamente significativas entre los pacientes que mantuvieron ritmo sinusal (RS) y los que recayeron a FA tras un seguimiento de 9 meses, pero una capacidad discriminante limitada, entre un 55 y un 62 %. Este resultado se mejoro en un 15-23 % cuando se combinaron mediante un análisis lineal discriminante AOFn, EE y SPAE, obteniendo un valor del 77,2 %. En consecuencia, esta combinación de características de frecuencia y amplitud parece proporcionar nueva información sobre el remodelado del sustrato auricular, la cual podría ser útil para mejorar la predicción del resultado de la AC.Trabajo financiado por los proyectos DPI2017-83952-C3 MINECO/AEI/FEDER, EU, SBPLY/17/180501000411 de la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha y AICO/2019/036 de la Generalitat Valenciana. Ademas, Pilar Escribano Cano tiene una beca de investigacion de posgrado y un posterior contrato predoctoral 2020-PREDUCLM15540, ambos por la Universidad de Castilla-La Mancha.Escribano Cano, P.; Ródenas García, J.; Arias Palomares, M.; Langley, P.; Rieta, JJ.; Alcaraz Martínez, R. (2020). Predicción del Éxito de la Ablación por Catéter en Fibrilación Auricular Persistente Mediante Características Tiempo-Frecuencia de las Ondas Fibrilatorias. Sociedad Española de Ingeniería Biomédica. 476-479. http://hdl.handle.net/10251/178209S47647

Association of candidate gene polymorphisms with chronic kidney disease : Results of a case-control analysis in the NEFRONA cohort

Chronic kidney disease (CKD) is a major risk factor for end-stage renal disease, cardiovascular disease and premature death. Despite classical clinical risk factors for CKD and some genetic risk factors have been identified, the residual risk observed in prediction models is still high. Therefore, new risk factors need to be identified in order to better predict the risk of CKD in the population. Here, we analyzed the genetic association of 79 SNPs of proteins associated with mineral metabolism disturbances with CKD in a cohort that includes 2,445 CKD cases and 559 controls. Genotyping was performed with matrix assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry. We used logistic regression models considering different genetic inheritance models to assess the association of the SNPs with the prevalence of CKD, adjusting for known risk factors. Eight SNPs (rs1126616, rs35068180, rs2238135, rs1800247, rs385564, rs4236, rs2248359, and rs1564858) were associated with CKD even after adjusting by sex, age and race. A model containing five of these SNPs (rs1126616, rs35068180, rs1800247, rs4236, and rs2248359), diabetes and hypertension showed better performance than models considering only clinical risk factors, significantly increasing the area under the curve of the model without polymorphisms. Furthermore, one of the SNPs (the rs2248359) showed an interaction with hypertension, being the risk genotype affecting only hypertensive patients. We conclude that 5 SNPs related to proteins implicated in mineral metabolism disturbances (Osteopontin, osteocalcin, matrix gla protein, matrix metalloprotease 3 and 24 hydroxylase) are associated to an increased risk of suffering CKD

Association of a single nucleotide polymorphism combination pattern of the Klotho gene with non-cardiovascular death in patients with chronic kidney disease

Chronic kidney disease (CKD) is associated with an elevated risk of all-cause mortality, with cardiovascular death being extensively investigated. However, non-cardiovascular mortality represents the biggest percentage, showing an evident increase in recent years. Klotho is a gene highly expressed in the kidney, with a clear influence on lifespan. Low levels of Klotho have been linked to CKD progression and adverse outcomes. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) of the Klotho gene have been associated with several diseases, but studies investigating the association of Klotho SNPs with noncardiovascular death in CKD populations are lacking. The main aim of this study was to assess whether 11 Klotho SNPs were associated with non-cardiovascular death in a subpopulation of the National Observatory of Atherosclerosis in Nephrology (NEFRONA) study (n ¼ 2185 CKD patients). After 48 months of follow-up, 62 cardiovascular deaths and 108 non-cardiovascular deaths were recorded. We identified a high non-cardiovascular death risk combination of SNPs corresponding to individuals carrying the most frequent allele (G) at rs562020, the rare allele (C) at rs2283368 and homozygotes for the rare allele (G) at rs2320762 (rs562020 GG/AG þ rs2283368 CC/CT þ rs2320762 GG). Among the patients with the three SNPs genotyped (n ¼ 1016), 75 (7.4%) showed this combination. Furthermore, 95 (9.3%) patients showed a low-risk combination carrying all the opposite genotypes (rs562020 AA þ rs2283368 TT þ rs2320762 GT/TT). All the other combinations [n ¼ 846 (83.3%)] were considered as normal risk. Using competing risk regression analysis, we confirmed that the proposed combinations are independently associated with a higher fhazard ratio [HR] 3.28 [confidence interval (CI) 1.51-7.12]g and lower [HR 6 × 10- (95% CI 3.3 × 10--1.1 × 10-)] risk of suffering a non-cardiovascular death in the CKD population of the NEFRONA cohort compared with patients with the normal-risk combination. Determination of three SNPs of the Klotho gene could help in the prediction of non-cardiovascular death in CKD