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<h4>Sobre las arritmias y la problemática actual: </h4>
<p>La práctica deportiva de alto rendimiento se ha asociado en los últimos años con cardiomiopatías,
arritmias ventriculares y enfermedades coronarias, subrayando la importancia de una vigilancia
constante
tanto durante el ejercicio como en la fase de recuperación [1]. Factores como la deshidratación,
alteraciones electrolíticas, estrés fisiológico y fatiga muscular incrementan la susceptibilidad
de los
atletas a problemas cardíacos, elevando el riesgo de muerte súbita cardíaca (MSC),
particularmente en
aquellos con afecciones subyacentes no diagnosticadas, como la cardiomiopatía hipertrófica [2].
A esto
se le suma que la incidencia de MSC es más alta durante o inmediatamente después del ejercicio,
lo que
refuerza la necesidad de soluciones tecnológicas para monitorear en tiempo real la actividad
cardíaca,
alertando a los deportistas y entrenadores sobre posibles anormalidades que pongan en peligro la
vida
[3]. Dentro de las opciones existentes para llevar a cabo un monitoreo constante, el uso de
electrocardiogramas (ECG) resulta esencial, ya que permite medir la actividad eléctrica del
corazón y
detectar arritmias y anomalías en la conducción [4].
El proyecto ha sido impulsado por varios incidentes notables en el ámbito deportivo que han
subrayado la
necesidad urgente de mejorar las herramientas de monitoreo cardíaco para los atletas. Uno de los
casos
más recientes y reconocidos es el del futbolista Sergio Agüero, quien en 2021 sufrió una
arritmia
durante un partido, lo que lo obligó a retirarse del fútbol profesional. Este caso no solo
demostró las
posibles consecuencias de una arritmia no diagnosticada a tiempo, sino que también reveló la
necesidad
de un monitoreo más riguroso durante la actividad deportiva. Otro ejemplo es el del jugador de
fútbol
uruguayo Juan Izquierdo, quien falleció a causa de un paro cardiorrespiratorio relacionado con
una
arritmia mientras entrenaba [5]. Las circunstancias y problemática del monitoreo cardíaco se
extienden a
otras disciplinas del deporte, ejemplo de esto es el caso del triatleta sudafricano Richard
Murray,
quien fue diagnosticado con fibrilación auricular en 2021, lo que limitó su rendimiento en esta
disciplina. Desde entonces, ha tenido que adaptar su entrenamiento y estilo de vida para
gestionar la
afección [6].
</p>
<figure style="position: relative; align-items: center; margin: 0 auto;">
<img class="img-fluid" src="https://i.ibb.co/FqC88ZV/Imagen-inv.png" alt="Descripción de la imagen"
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</figure>
<h4>Datos estadísticos sobre las arritmias, un problema común en atletas de alto rendimiento: </h4>
<p>En cuanto a los datos estadísticos, la arritmia cardiaca tiene una prevalencia global del 1.5% al
5%,
siendo la fibrilación auricular (FA) su forma más común [7]. En Colombia, se estima que entre el
año
2013 y 2017, 87 de cada 100,000 habitantes padecían de FA, donde este valor incrementaba a 150
en
regiones centrales del país [8]. En lo que respecta a los deportistas, se estima que 1 de cada
59,452
deportistas sufre un paro cardiaco asociado a una arritmia cardiaca, lo que representa 1.7 casos
por
cada 100,000 atletas [9]. Las estadísticas epidemiológicas también han revelado el alcance del
problema.
Investigaciones recientes han mostrado que el 12.9% de los corredores de maratón experimentaron
arritmias ventriculares durante la carrera [10]. Dichos escenarios muestran el riesgo a la salud
y la
vida al que pueden llegar a estar expuestos los atletas, además de generar dudas sobre la
capacidad
actual de los dispositivos de monitoreo para detectar arritmias de manera oportuna durante el
ejercicio
intenso.
</p>
<h4>Principales causas que contribuyen al desarrollo de la fisiopatología: </h4>
<ol>
<li>Suplementos deportivos</li>
<p>El uso de suplementos deportivos, especialmente esteroides anaeróbicos, está asociado con un
mayor
riesgo de FA en atletas jóvenes. Estos productos pueden alterar los mecanismos cardíacos
normales,
predisponiendo al desarrollo de arritmias [11] </p>
<li>Ectopia auricular</li>
<p>La FA en deportistas también puede ser provocada por descargas ectópicas focales en las venas
pulmonares. Estas descargas son el resultado de un aumento en la actividad simpática debido
al
ejercicio intenso, lo que puede alterar el ritmo cardíaco normal [11]</p>
<li>Inflamación y fibrosis</li>
<p>El ejercicio excesivo y el entrenamiento intenso pueden causar inflamación sistémica crónica,
manifestada en niveles elevados de proteína C-reactiva. Este proceso inflamatorio, junto con
el
desarrollo de fibrosis en el tejido cardíaco, crea un ambiente propicio para la aparición de
FA, ya
que altera la estructura y función normal del corazón [11]</p>
<li>Desequilibrio electrolítico</li>
<p>El entrenamiento de alta intensidad puede generar cambios significativos en la dinámica de
fluidos
del cuerpo, lo que conduce a desequilibrios electrolíticos. Estos desequilibrios, como la
deshidratación extrema, pueden alterar la función cardíaca y favorecer el desarrollo de FA
en los
atletas [11].</p>
</ol>
<h4> CardioHub como wereable, su relevancia para el monitoreo de arritmias en atletas: </h4>
<p>El uso de un dispositivo wearable como CardioHub para monitorear en tiempo real la actividad
eléctrica
del corazón, es crucial para prevenir complicaciones graves en los deportistas. dispositivos
permiten la
detección temprana de arritmias y proporcionan información precisa sobre el estado cardíaco
durante el
ejercicio intenso y la recuperación, ayudando a prevenir la muerte súbita cardíaca (MSC). Al
proporcionar alertas en tiempo real sobre irregularidades cardíacas, estos wearables permiten a
los
entrenadores y médicos tomar decisiones rápidas y evitar que las condiciones no diagnosticadas
progresen
hacia situaciones críticas [12]. Además, el monitoreo continuo ayuda a ajustar las rutinas de
entrenamiento de los atletas para optimizar su salud y rendimiento sin comprometer su bienestar
cardíaco
[13].
</p>
<p
style="font-size: 20px; text-align: center; font-style: italic; font-weight: 550; color: #316bd6;">
CardioHub proporciona una solución innovadora para salvaguardar la salud de los atletas mientras
se
esfuerzan por alcanzar su máximo rendimiento. La clave está en la prevención, y el monitoreo
continuo es
la herramienta que garantiza que los corazones de los deportistas sigan latiendo con seguridad y
fortaleza.</p>
<figure style="position: relative; align-items: center; margin: 0 auto;">
<img class="img-fluid" src="https://drive.google.com/thumbnail?id=1ezARWMQk74BPl_LAeOS_xsfKKdh7ba7C" alt="Descripción de la imagen"
style="width: 30%; ">
</figure>
<h4>Referencias</h4>
<ol>[1] S. Fyyaz y M. Papadakis, “Arrhythmogenesis of Sports: Myth or Reality?” Arrhythm
Electrophysiol Rev,
vol. 11, e05, abr. de 2022. DOI: 10.15420/aer.2021.68.</ol>
<ol>[2] P. Rao, D. R. Seshadri y J. J. Hsu, “Current and potential applications of wearables in
sports
cardiology,” Curr. Treat. Options Cardiovasc. Med., vol. 23, n.o 10, oct. de 2021, Accessed Sep.
10,
2024. direccion: https://doi. ´ org/10.1007/s11936-021-00942-1.</ol>
<ol>[3] R. Gajda, J. Gajda, M. Czuba, B. Knechtle y W. Drygas, “Sports heart monitors as reliable
diagnostic
tools for training control and detecting arrhythmias in professional and leisure-time endurance
athletes: An expert consensus statement,” Sports Med., oct. de 2023, Accessed Sep. 10, 2024.
direccion:
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</div>
<hr>
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<div class="col-6">
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<input type="range" id="freq" min="0" max="100" value="10" step="5">
<span id="freq-display">10 Hz</span>
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<input type="range" id="window-size" min="100" value="1" step="1">
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<h3 id="bpm-result"></h3>
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<button id="more-info-button" class="btn btn-primary">Get more information about my state</button>
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<footer id="footer" style="text-align: center;">
<p style="font-size: 18px; text-align: center; margin-top: 15px;">
Authors:
<a href="https://github.com/sergiocanar" style="font-size: 18px;">Sergio Andres Canar Lozano</a>
(202020383),
<a href="https://github.com/DavidTobonIBIO" style="font-size: 18px;">David Tobon Molina</a> (202123804),
<a href="https://github.com/msalcedog" style="font-size: 18px;">Martin Salcedo</a> (202123644),
and
<a href="https://github.com/wilmansh" style="font-size: 18px;">Wilman Sanchez</a> (202116779)
</p>
<p style="font-size: 18px;text-align: center;">
Source code:
<a href="https://github.com/sergiocanar/signals_webpage" style="font-size: 18px;">
https://github.com/sergiocanar/signals_webpage
</a>
</p>
</footer>
<script>
let ecgSignal = [];
let timeArray = [];
let rrIntervals = [];
function updateView() {
let freqVal = parseInt(document.getElementById('freq').value);
let startPointVal = parseInt(document.getElementById('start-point').value);
let windowSizeVal = parseInt(document.getElementById('window-size').value);
document.getElementById('freq-display').innerText = freqVal + " Hz";
document.getElementById('start-point-display').innerText = startPointVal;
document.getElementById('window-size-display').innerText = windowSizeVal;
updatePlots(freqVal, startPointVal, windowSizeVal);
calculateBPM();
}
function setMaxSliderValues(nData) {
document.getElementById('start-point').max = nData;
document.getElementById('window-size').max = nData;
}
function createECG(sampleRate) {
ecgSignal = [];
timeArray = [];
const nData = 2000;
setMaxSliderValues(nData);
let height = 200;
let amplitude = height / 2;
let start = 0
let timePerSample = 1 / sampleRate;
let maxAmplitude = amplitude * (0.5 + 0.5 * 0.5);
for (let i = 0; i < nData; i++) {
let y = start + maxAmplitude * Math.sin((i / nData) * sampleRate * 2 * Math.PI);
ecgSignal.push(y);
}
timeArray = Array.from({ length: ecgSignal.length }, (_, i) => parseFloat((i * timePerSample).toFixed(2)));
}
function detectPeaksInWindow(start, end) {
let peaks = [];
let window = ecgSignal.slice(start, end);
let peakValues = window.filter((val, i) =>
i > 0 && i < window.length - 1 && val > window[i - 1] && val > window[i + 1]
);
if (peakValues.length > 0) {
let meanVal = mean(peakValues);
let stdVal = std(peakValues, meanVal);
let minThreshold = meanVal + 1 * stdVal;
let maxThreshold = meanVal + 5 * stdVal;
for (let i = 1; i < window.length - 1; i++) {
if (
window[i] >= minThreshold &&
window[i] <= maxThreshold &&
window[i] > window[i - 1] &&
window[i] > window[i + 1]
) {
peaks.push(start + i);
}
}
}
return peaks;
}
function detectPeaksWithSlidingWindow(windowSize, step) {
let allPeaks = [];
for (let start = 0; start < ecgSignal.length - windowSize; start += step) {
let end = start + windowSize;
let peaks = detectPeaksInWindow(start, end);
allPeaks.push(...peaks);
}
return { allPeaks, tacoTimeArray: timeArray.slice(allPeaks[1]) };
}
function mean(arr) {
return arr.reduce((sum, value) => sum + value, 0) / arr.length;
}
function std(arr, meanVal) {
let variance = arr.reduce((sum, value) => sum + Math.pow(value - meanVal, 2), 0) / arr.length;
return Math.sqrt(variance);
}
function calculateRRIntervals(peaks, timeArray) {
rrIntervals = [];
for (let i = 1; i < peaks.length; i++) {
let rr = timeArray[peaks[i]] - timeArray[peaks[i - 1]];
if (rr > 0) {
rrIntervals.push(rr);
}
}
}
function plotTachogram(timeArray) {
Highcharts.chart('tachogram-container', {
chart: { type: 'line' },
title: { text: 'Tachogram' },
xAxis: { title: { text: 'Time (seconds)' }, categories: timeArray },
yAxis: { title: { text: 'RR-interval (seconds)' } },
series: [{ name: 'RR-interval', data: rrIntervals }]
});
}
function updatePlots(freq, startPoint, windowSize) {
createECG(freq);
let signalWindow = ecgSignal.slice(startPoint, startPoint + windowSize);
let timeWindow = timeArray.slice(startPoint, startPoint + windowSize);
Highcharts.chart('ecg-container', {
chart: { type: 'line' },
title: { text: 'ECG Signal' },
xAxis: { title: { text: 'Time (seconds)' }, categories: timeWindow },
yAxis: { title: { text: 'Amplitude' } },
series: [{ name: 'ECG Signal', data: signalWindow }]
});
let data = detectPeaksWithSlidingWindow(windowSize, 10);
calculateRRIntervals(data.allPeaks, data.tacoTimeArray);
plotTachogram(data.tacoTimeArray);
}
function calculateBPM() {
let alertView = document.getElementById('alert');
let moreInfoButton = document.getElementById('more-info-button');
if (rrIntervals.length > 0) {
const avgRRIntervals = rrIntervals.reduce((a, b) => a + b, 0) / rrIntervals.length;
const bpm = 60 / avgRRIntervals;
document.getElementById('bpm-result').innerText = bpm.toFixed(2) + " BPM";
moreInfoButton.style.display = "block";
if (bpm < 60) {
alertView.innerText = "Alert! possible bradycardia.";
alertView.style.color = "red";
moreInfoButton.onclick = function () {
alert(`Bradycardia is a condition where the heart beats slower than normal. It can be serious in some cases and may require treatment.
Mild bradycardia: 50-60 bpm.
Moderate bradycardia: 40-50 bpm.
Severe bradycardia: Less than 40 bpm.`);
};
} else if (bpm > 100) {
alertView.innerText = "Alert! possible tachycardia.";
alertView.style.color = "red";
moreInfoButton.onclick = function () {
alert(`Tachycardia is a condition where the heart beats faster than normal. It is important to monitor it as it can lead to more serious problems.
Mild tachycardia: 100-120 bpm.
Moderate tachycardia: 120-150 bpm.
Severe tachycardia: More than 150 bpm.`);
};
} else {
alertView.innerText = "Within the normal range.";
alertView.style.color = "green";
moreInfoButton.onclick = function () {
alert("Your heart rate is within normal levels. Keep it up!");
};
}
} else {
document.getElementById('bpm-result').innerText = "N/A";
alertView.innerText = "Not enough peaks to calculate BPM.";
alertView.style.color = "black";
moreInfoButton.style.display = "none";
}
}
function showPopup() {
document.getElementById('popup').style.display = 'block';
}
function closePopup() {
document.getElementById('popup').style.display = 'none';
}
window.onclick = function (event) {
const popup = document.getElementById('popup');
if (event.target === popup) {
popup.style.display = 'none';
}
};
document.addEventListener('DOMContentLoaded', updateView);
let freqSlider = document.getElementById("freq");
freqSlider.oninput = () => updateView();
let startPointSlider = document.getElementById("start-point");
startPointSlider.oninput = () => updateView();
let windowSizeSlider = document.getElementById("window-size");
windowSizeSlider.oninput = () => updateView();
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</body>
</html>