Valutazione del grado di accoppiamento fra due serie temporali basata sul calcolo dell'entropia condizionale: applicazione alla relazione fra la durata della ripolarizzazione ventricolare e il periodo cardiaco nell'uomo
Progetto Solitamente le interazioni fra due segnali vengono studiate attraverso la valutazione della funzione di coerenza quadratica (si veda e.g. Faes et al, Trans Biomed Eng, 2004): essa indica il grado di correlazione fra due oscillazioni alla stessa frequenza presenti sui due segnali. La funzione di coerenza ha tre importanti svantaggi quando utilizzata per quantificare il grado di accoppiamento fra due segnali: i) siccome e¿ uno strumento lineare puo¿ non essere affidabile in presenza di interazioni non lineari (se veda e.g. Porta et al, Biol Cybern, 2004); ii) siccome e¿ una funzione della frequenza deve essere valutata ad una frequenza assegnata, imponendo cosi¿ la selezione a priori di una frequenza o di una banda di interesse; iii) non e¿ utile per valutare la direzione temporale delle interazioni cioe¿ non e¿ utile per capire se un segnale influenza l¿altro o viceversa (si veda e.g. Faes et al, Biol Cybern, 2004 e Nollo et al, Am J Physiol, 2005).
La durata della ripolarizzazione ventricolare misurata sul segnale elettrocardiografico (ECG) come l¿intervallo di tempo tra l¿inizio dell¿onda Q e la fine dell¿onda T (intervallo QT) dipende dalla durata del ciclo cardiaco misurato sull¿ECG come la distanza temporale fra due onde R successive (intervallo RR) ma anche da fattori indipendenti dall¿intervallo RR. La complessa relazione fra gli intervalli QT e RR, che viene comunemente indicata come relazione QT-RR, e¿ responsabile della forte correlazione fra le misure QT e RR. Quando si considera la relazione QT-RR l¿ipotesi di linearità e¿ estremamente limitante. Infatti, tutte le formule che vengono comunemente utilizzate in clinica per correggere l¿intervallo QT per l¿intervallo RR sono non lineari. Inoltre nella relazione QT-RR la causalita¿ e¿ assegnata: infatti e¿ l¿intervallo QT che dipende da un certo numero di intervalli RR precedenti e non viceversa. Quindi e` importante usare questa informazione quando si vuole misurare il grado di accoppiamento fra queste due variabili.
L¿obiettivo della ricerca e¿ quello di estrarre in modo automatico gli intervalli QT e RR dal segnale ECG e di applicare metodi di analisi non lineare basati sul calcolo dell¿entropia della serie battito-battito delle misure QT condizionata alle misure precedenti della durata dell¿intervallo RR. In altre parole, l¿obiettivo e¿ quello di calcolare l¿ammontare di nuova informazione portato dalla serie QT rispetto alla serie RR (alcune applicazioni di questa tecnica sono riportate in Porta et al, Proc IEEE, 2006) nell¿uomo sano e in soggetti in cui la relazione QT-RR e¿ persa (e.g. in pazienti dopo infarto miocardico) o in soggetti affetti da sindrome da QT lungo. Si puo¿ ipotizzare che la valutazione del grado di accoppiamento fra gli intervalli QT e RR possa permettere di fare prognosi piu¿ accurate e di testare l¿efficacia di classi di farmaci come betabloccanti e/o antiaritmici.