ABSTRACT
Abstract: This work proposes a method to characterize the respiratory pattern of patients with chronic heart failure (CHF) to determine non-periodic breathing (nPB), periodic breathing (PB) and Cheyne-Stokes respiration (CSR) through non-linear, symbolic analysis of biological signals. A total of 43 patients were examined for their cardiorespiratory profiles, their ECG and respiratory pattern signals were processed, analyzed and studied for parameters that could be of potential use in clinical decision making, specifically in patient classification. Patients in the study were characterized through their cardiorespiratory signals, applying joint symbolic dynamics (JSD) analysis to cardiac beat and respiratory interval durations. The most statistically significant parameters across all groups were identified through a Kruskal-Wallis two tailed test (α = 0.05) and a linear discriminant analysis (LDA) classification method based on such parameters was developed. The best result achieved with this classification method uses 10 features to discriminate patients with a 97.67% Accuracy (Acc). The best features to discriminate among groups are related to cardiorespiratory interaction rather than just respiration patterns alone. Results further support the idea that abnormal breathing patterns derive from physiological abnormalities in chronic heart failure.
Resumen: El trabajo propone un método para identificar el patrón respiratorio de pacientes con insuficiencia cardiaca crónica (CHF) con la finalidad de determinar respiración no periódica (NPB), respiración periódica (PB) y respiración de Cheyne-Stokes (CSR) a través de análisis simbólico no lineal de señales biológicas. Se examinaron los perfiles cardiorrespiratorios de 43 pacientes; sus señales de ECG y patrón respiratorio fueron procesados, analizados y estudiados en busca de parámetros que pudieran ser de utilidad, específicamente en la clasificación de pacientes. Estos pacientes se caracterizaron por medio de sus señales cardiorrespiratorias, aplicando un análisis de dinámica simbólica de conjuntos al ritmo cardíaco y a la duración de los intervalos respiratorios. Los parámetros de mayor significancia estadística entre todos los grupos se identificaron a través de una prueba Kruskal-Wallis de dos colas ( α = 0,05) y mediante un método de clasificación por análisis discriminante lineal (LDA). El mejor resultado conseguido con este método utiliza 10 características para discriminar a los pacientes con una precisión de 97,67% (Acc). Las características para discriminar entre grupos estuvieron relacionados con la interacción cardiorrespiratoria más que con solo los patrones de respiración, respaldando así la idea de que los patrones de respiración anormales derivan de anomalías fisiológicas presentes en la insuficiencia cardíaca crónica.
ABSTRACT
El Proceso de Atención de Enfermería (PAE) que se presenta tiene como objetivo: Identificarlas necesidades alteradas, corregir, mantener y rehabilitar al paciente por medio de la aplicación de conocimientos y procedimientos, con la finalidad de que este recobre en el menor tiempo posible su salud, en este caso una lactante con neumonía. Hoy en día, la neumonía es la causa principal de muerte de niños menores de 5 años en todo el mundo, su principal afectación son los alvéolos pulmonares, lo que compromete el patrón respiratorio. Esta enfermedad si no es tratada oportunamente puede tener complicaciones como: fallo respiratorio agudo, absceso pulmonar, insuficiencia cardiaca congestiva. Es entonces cuando el personal de Enfermería juega un papel importante en la ejecución de intervenciones, que ayuden a mantener la permeabilidad y la estabilidad de la vía aérea. Se identificaron las necesidades prioritarias con base en los 11 patrones funcionales de Marjory Gordon; se diseñó un plan de cuidados individualizado encaminado al mantenimiento del patrón respiratorio, para este se utilizaron las taxonomías: NANDA, NIC y NOC. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios, se logró disminución de la dificultad respiratoria, mejoría en la permeabilidad de la vía aérea, mantenimiento de la frecuencia cardiaca y prolongación de periodos de sueño; sin embargo debido a que la paciente presentaba una desnutrición severa con evolución de 6 meses, no pudo modificarse ese patrón y aunado a la gravedad del padecimiento falleció.
The Nursing Attention Process (NAP) aims to identify altered needs, and correct, maintain and rehabilitate the patient through the use of knowledge and procedures, so that he/she can be healthy as soon as possible. In this study, the patient was an infant suffering from pneumonia. Currently, pneumonia is the world's principal cause of death in children younger than 5 years old. Indeed, consequences of not treating this illness on time include acute respiratory arrest, lung abscesses, and congestive cardiac insufficiency. Here, is when the nursing staff has a crucial role at maintaining the permeability and stability of the respiratory airways of these patients. Priority needs were identified through the 11 functional pattern of Marjory Gordon. An individualized care plan was designed and aimed to the maintenance of the child's respiratory patterns. NANDA, NIC and NOC taxonomies were used. Satisfactory results included a decrease in the respiratory difficulty, an improvement in the airway permeability, the maintenance of the cardiac rate, and the improvement of sleep time. However, due to a 6 month previous malnutrition, and the complications of this illness, unfortunately this patient died.
Subject(s)
Humans , InfantABSTRACT
La estimación del momento óptimo de retirar la ventilación asistida de un paciente en cuidado intensivo sigue siendo fundamental en la práctica clínica. En este trabajo se estudia el patrón respiratorio a partir de la señal de flujo respiratorio de pacientes en proceso de extubación teniendo en cuenta las siguientes etapas: caracterización de la señal a partir de la identificación de los ciclos respiratorios, análisis del patrón respiratorio a partir del modelado matemático de las series, y clasificación del mismo con el objetivo de identificar patrones de pacientes con posible éxito en el proceso. Se analizaron 153 pacientes clasificados en los grupos éxito, fracaso y reintubados, de acuerdo con el resultado de la prueba de extubación de tubo en T. Se seleccionaron las series temporales de tiempo de espiración, tiempo de inspiración, duración del ciclo respiratorio e índice de respiración superficial dado que presentaron diferencias significativas en los parámetros de valor medio, orden del modelo, primer coeficiente y error final de predicción. Con ellas se obtuvo una exactitud de clasificación del 86% (sensibilidad 0,86 - especificidad 0,84) utilizando un clasificador tipo discrimante lineal. Se analizaron otros clasificadores como regresión logística y máquinas de soporte vectorial.
Estimating the optimal time to remove the ventilatory support from a patient in intensive care remains essential in clinical practice. In this work we study the breathing pattern from the respiratory flow signal in the process of weaning considering the following stages: characterization of the signal from the identification of respiratory cycles, respiratory pattern analysis from mathematical modeling of the resulting series, and classification in order to identify patterns of patients with possible success in the process. We analyzed 153 patients classified into three groups: success, failure and reintubated, according to results of T-tube test. The time series for breathing duration, inspiratory time, expiratory time, and shallow breathing index that resulted in significant differences in the mean, model order, first coefficient and final error of prediction were selected. With them we obtained a classification accuracy of 86% (sensitivity 0.84 - specificity 0.86) using a linear classifier discriminate type. Other classifications were analyzed, such as logistic regression and support vector machines.
ABSTRACT
La ventilación pulmonar en humanos tiene una variabilidad respiración a respiración no lineal, compleja y caótica. El objetivo del trabajo fue: caracterizar la variabilidad del patrón respiratorio en perros (n: 8) anestesiados respirando bajo carga elástica umbral (CEU) inspiratoria (7 a 50 cm H2O). Con el flujo, presión traqueal y esofágica, se analizaron: tiempo inspiratorio (Ti), ritmo [tiempo espiratorio (Te); tiempo total (Ttot), y Ti/Ttot] e impulso central (Vt/Ti), variables relacionadas [volumen corriente (Vt) y ventilación pulmonar (Ve)]. Se determinaron: variabilidad grosera (varianzas), oscilaciones de baja frecuencia (análisis espectral) y memoria a corto plazo (análisis de autocorrelación). La CEU produjo disminución de la varianza de medias en Te, Ttot, Vt y Vt/Ti (p < 0.05). La media de las varianzas del Ti/Ttot aumentó (p < 0.005) y disminuyó para el Vt y el Vt/Ti (p < 0.05). En general, el porcentaje de oscilaciones de baja frecuencia (OB%) disminuyó (p < 0.02). Durante CEU alta, las variables de ritmo no cambiaron el porcentaje de registros con autocorrelación (AU%), pero el Vt y variables relacionadas disminuyeron los AU% (p < 0.005). Hubo correlación positiva (r: 0.955, p< 0.001) entre OB% y AU% en Vt y variables relacionadas, pero las variables de ritmo no mostraron correlación. En conclusión: La CEU indujo un patrón respiratorio más monótono. La memoria a corto plazo disminuyó en la fase inspiratoria y aumentó en la espiratoria. Estos cambios ocurrieron bajo anestesia, sugiriendo que ciertas estructuras suprapontinas pueden no ser imprescindibles para la generación de estos cambios.
In humans, lung ventilation exhibits breath-to-breath variability and dynamics that are nonlinear, complex and chaotic. Our objective was to characterize the breathing pattern variational activity in anesthetized dogs (n: 8) breathing through threshold inspiratory elastic load (7 to 50 cm H2O). Starting from flow signal and tracheal and esophageal pressures, we analyzed inspiratory time (Ti), timing (expiratory time, Te; total time, Ttot; and Ti/Ttot) and central drive (Vt/Ti) and variables related to it (tidal volume, Vt and pulmonary ventilation, Ve). We measured gross variability (variances), low frequency oscillations (spectral analysis), and short term memory (autocorrelation analysis). Loading decreased variance of the mean values of Te, Ttot, Vt and Vt/Ti (p < 0.05); the mean of variances for Ti/Ttot increased (p < 0.005) while it decreased for Vt and Vt/Ti (p < 0.05). In general, percent of data recordings with low frequency oscillations (OB%) decreased (p < 0.02). During heavy load, timing parameters percent of data recordings with autocorrelations (AU%) did not change, but Vt and its related parameters decreased their AU% (p < 0.005). There was a positive correlation (r: 0.955, p < 0.001) between the existence of low frequency oscillations and autocorrelations for Vt and its related parameters, while timing variables did not show such a correlation. In conclusion, threshold elastic load induced a monotonous respiratory pattern. The short term memory decreased during inspiratory stage while increased during expiratory stage. These changes occurred during anesthesia suggesting that certain suprapontine structures may not be obligatory to induce them.