Modelo matemático para a reprodução de sinais de ECG de quadros clínicos reais

• Published in: Revista Brasileira de Ensino de Física 2024, Vol.46
• Main Authors: Reis, Patrício D.C. dos, Cruziniani, Fátima E., Bentivoglio, Lucas E., Evaristo, Ronaldo M., Iarosz, Kelly C., Sousa, Gustavo A. de, Godoy, Moacir F. de, Batista, Antonio M.
• Format: Article
• Language: Portuguese
• Subjects: Doenças Cardiovasculares; Eletrocardiograma; Equações Diferenciais; Métodos Numéricos
• ISSN: 1806-1117; 1806-1117; 1806-9126
• DOI: 10.1590/1806-9126-rbef-20230367

As doenças cardiovasculares lideram a causa de mortalidade no mundo. O eletrocardiograma é uma das formas de obter o diagnóstico relacionado a doenças cardíacas. O exame consiste no registro da atividade elétrica do músculo cardíaco por meio de eletrodos posicionados nos braços, pernas e tórax do indivíduo. Neste trabalho estudamos o modelo de McSharry, que é capaz de reproduzir os sinais característicos do eletrocardiograma usando três equações diferenciais acopladas. Adicionando ao modelo um ruído e um termo senoidal, verificamos que essas modificações permitem alterar a característica do sinal de eletrocardiograma. Mostramos que é possível gerar sinais semelhantes àqueles que caracterizam anomalias no sistema cardiovascular. Utilizamos exames reais reportados pela Sociedade de Cardiologia do Estado do Rio de Janeiro para comparar com os resultados das simulações. Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality in the world. The electrocardiogram exam is one of the ways to obtain a diagnosis related to cardiac diseases. The exam consists of recording the electric activity of the heart using electrodes positioned on the arms, legs, and thorax. In this work, we study the McSharry model that is able to mimic the characteristic signals of the electrocardiogram by three differential equations. Considering a noise and a sinusoidal term in the model, we verify that these modifications allow a change to the signal characteristic. We show that is possible to generate electrocardiogram signals similar to those that characterize cardiovascular diseases. We use real exams reported by Sociedade de Cardiologia do Estado do Rio de Janeiro to compare with our simulations.