Generalización diagnóstica fractal de la morfología cardiaca ventricular izquierda: anormalidades moderadas y severas a partir del ventriculograma / Fractal Diagnostic Generalization of Left Ventricular Cardiac Morphology: Moderate and Severe Anormalities from Ventriculography

Introducción: La irregularidad cardiaca es adecuadamente descrita mediante geometría fractal, la cual fue base para el desarrollo de un diagnóstico del ventriculograma izquierdo. Métodos: Se simularon la totalidad de permutaciones posibles de grados de similitud de las dimensiones fractales del ventrículo en sístole, diástole y totalidad, definidas entre los valores mínimos y máximos de los grados de similitud para anormalidad moderada y severa previamente establecidos. Resultados: Se estableció el número total de prototipos ventriculares entre anormalidad moderada y severa. El número total de prototipos de estructura ventricular posibles fue de 1614: 794 ventrículos con anonnalidad moderada y 820 con anonnalidad severa. Medidas previas de ventrículos con diagnóstico de anonnalidad moderada y severa se encontraron incluidas dentro de la generalización. Conclusiones: Se desarrolló una metodología geométrica objetiva y de ayuda diagnóstica a nivel clínico, que determinó todas las posibles estructuras ventriculares izquierdas con anonnalidad moderada y severa, independientemente de clasificaciones clínicas.

Introduction: The cardiac irregularity is adequately described by means of fractal geometry, which was the basis for the development of a diagnosis of left ventriculography. Methods: All possible pennutations of similarity degrees from fractal dimensions were done for the ventricle in systole. diastole and the totality. Pennutations were defined between the previously established mínimum and máximum valúes of similarity degrees for modérate and severe anonnality. Results: It was established the total number of possible ventricular prototypes between modérate and severe anonnality. The total number of possible ventricular structure prototypes is 1614: 794 of ventricles with modérate anonnality and 820 of ventricles with severe anonnality. Practical measures made previously were found within the generalization. Conclusions: It was developed an objective geometric methodology. which is of diagnostic aid in the clinical practice. It detennined all possible left ventricular structures with modérate and severe anonnality independent of clinical classifications.

Theoretical geometric generalization of left ventriculogram during cardiac dynamic of clinical application / Generalización geométrica teórica del ventriculograma izquierdo durante la dinámica cardíaca de aplicación clínica

Abstract: Fractal geometry has proven to be adequate for mathematical description of irregular objects such as the human body. Based on this geometry, an objective and reproducible representation of a left ventricle was previously developed. The aim of this research was to develop a simulation based on this methodology that allows establishing all possible left ventricular dynamics from normality to severe disease. All possible combinations for each state were determined from maximum and minimum values of similarity degrees previously found for normal ventricular structures with mild, moderate and severe disease. The whole spectrum of ventricular dynamics between normality and disease during cardiac dynamic was quantified. There were found out 2,165 possible prototypes of ventricular structure: 551 of healthy states, 794 of mild and moderate disease, and 820 of severe disease. It was found that the similarity degrees of ventricle measures observed in previous studies were included within the identified prototypes. Thus, a generalization that establishes all possible ventricular fractal prototypes that may be found in clinical practice was developed, which is able to differentiate a normal state from several degrees of disease.

Resumen: La geometría fractal ha probado ser adecuada para la descripción de objetos irregulares tales como el cuerpo humano. Con base en esta geometría, se desarrolló previamente una representación objetiva y reproducible de un ventrículo izquierdo. El objetivo de esta investigación fue desarrollar una simulación basada en esta metodología que permita establecer todas las dinámicas posibles del ventrículo izquierdo desde la normalidad hasta la enfermedad severa. Todas las combinaciones posibles para cada estado se determinaron a partir de los valores máximos y mínimos de los grados de similitud previamente encontrados para las estructuras ventriculares normales con enfermedad leve, moderada y grave. Se cuantificó todo el espectro de la dinámica ventricular entre la normalidad y la enfermedad durante la dinámica cardíaca. Se encontraron 2,165 posibles prototipos de estructura ventricular: 551 de estados sanos, 794 de enfermedad leve y moderada y 820 de enfermedad severa. Se encontró que los grados de similitud de las medidas de ventrículo observadas en estudios previos se incluyeron dentro de los prototipos identificados. De esta manera, se desarrolló una generalización que establece todos los posibles prototipos de ventrículo fractal que se pueden encontrar en la práctica clínica, que es capaz de diferenciar un estado normal de varios grados de enfermedad.

Sistemas dinámicos aplicados a la dinámica cardiaca en 18 horas mediante una ley matemática exponencial / Dynamical systems applied to cardiac dynamics in 18 hours by an exponential mathematical law

Objetivo: confirmar la capacidad diagnostica de una ley exponencial de ayuda diagnostica, desarrollada para 21 horas con base en la teoría de sistemas dinámicos junto con la geometría fractal, en evaluaciones realizadas en 18 horas, mediante un estudio de concordancia diagnóstica con respecto al Gold estándar. Materiales y métodos:se realizó un estudio de 60 dinámicas cardiacas evaluadas en Holter y registros electrocardiográficos continuos, de los cuales 15 provienen de sujetos normales y 45 de pacientes con diferentes tipos de patologías cardiacas. Se desarrollaron simulaciones teóricas de la secuencia de las frecuencias cardiacas durante 18 horas, y se construyeron atractores. Se calculó la dimensión fractal de cada atractor y su ocupación espacial en el espacio generalizado de Box-Counting. Se determinó el diagnóstico matemático a partir de la ley y se calculó sensibilidad, especificidad y coeficiente Kappa. Resultados: se encontraron valores para normalidad entre 219 y 373 en la rejilla Kp y entre 49 y 70 para enfermedad aguda, evidenciando que el método permite diferenciar normalidad de enfermedad aguda mediante la ocupación espacial de los atractores valorados desde la ley matemática en 18 horas. Se encontraron valores de sensibilidad y especificidad del 100% y un coeficiente Kappa de 1 al comparar el diagnóstico físico-matemático con el Gold estándar. Conclusión: la ley exponencial de los sistemas dinámicos cardiacos aplicada en 18 horas es útil como herramientade ayuda diagnóstica, permitiendo cuantificar casos normales, en evolución hacia la enfermedad y en estados agudos...(AU)

Objective: to confirm the diagnostic capacity of an exponential diagnostic aid law, developed for 21 hours, based on the theory of dynamic systems along with the fractal geometry, in evaluations carried out in 18 hours, through a diagnostic concordance study with respect to the gold standard. Materials and methods: a study of 60 cardiac dynamics evaluated in Holter and continuous electrocardiographic recordings was performed, of which 15 come from normal subjects and 45 from patients with different types of heart diseases. Theoretical simulations of the sequence of heart rates were developed for 18 hours, and were built attractors. The fractal dimension of each attractor and its spatial occupation in the generalized Box-Counting space was calculated.Mathematical diagnosis is determined from the law and sensitivity, specificity and Kappa coefficient was calculated. Results: values normally found between 219 and 373 in the Kp grid and between 49 and 70 for acute disease, showing that the method can differentiate normal acute disease by spatial occupation of attractors assessed from the mathematical law in 18 hours. Sensitivity and specificity of 100% and a Kappa coefficient of 1 were found by comparing the physical-mathematical diagnosis with the Gold standard. Conclusion: the exponential mathematical law of cardiac dynamic systems applied in 18 hours is useful as a diagnostic aid tool, allowing quantifying normal cases, evolving towards disease and acute conditions...(AU)

Generalización geométrica fractal de ventriculografías izquierdas normales y con disfunción leve / Fractal geometric generalization of normal left ventriculographies and with mild dysfunction

Introducción: la estructura cardiaca es por naturaleza, irregular, su adecuada caracterización se hace mediante la aplicación de la geometría fractal. Desde esta geometría se desarrolló un diagnóstico objetivo del ventriculograma izquierdo. Objetivo: desarrollar una generalización teórica de la dinámica ventricular izquierda en los estados de normalidad y enfermedad leve, a partir del diagnóstico matemático objetivo y reproducible desarrollado previamente. Se calcularon todas las posibles estructuras ventriculares durante la dinámica cardiaca a partir de los grados de similitud para casos que evolucionan entre normales y leves en busca de los prototipos matemáticos ventriculares de normalidad y enfermedad leve. Resultados: se estableció que la totalidad de posibles prototipos de la estructura ventricular para normalidad y enfermedad leve son 1345; 551 corresponden a normalidad y 794 a enfermedad leve. Al comparar los grados de similitud de ventrículos previamente medidos, con los prototipos obtenidos, se encontró que sus medidas estaban incluidas en la generalización. Conclusión: se desarrolló una nueva metodología de aplicación clínica reproducible y de ayuda diagnóstica objetiva, independiente de clasificaciones clínicas, con base en la generalización geométrica de la dinámica ventricular. (Acta Med Colomb 2014; 39: 131-136).

Introduction: Cardiac structure is irregular by nature; its proper characterization is done by application of fractal geometry. From this geometry an objective diagnosis of left ventriculogram was developed. Objective: to develop a theoretical generalization of left ventricular dynamics in states of normality and mild disease, from the objective and reproducible previously developed mathematical diagnosis. All possible ventricular structures were calculated during cardiac dynamics from the degrees of similarity for cases that evolve between normal and mild in search of mathematical prototypes of normality and mild disease. Results: It was established that all of the possible prototypes for normal ventricular structure and mild disease are 1345; 551 correspond to normality and 794 to mild disease. Comparing the degree of similarity of previously measured ventricles, with the obtained prototypes, it was found that its measures were included in the generalization. Conclusion: a new methodology for clinical application reproducible and of objective diagnostic aid independently of clinical classifications, based on the geometric generalization of ventricular dynamics, was developed. (Acta Med Colomb 2014; 39: 131-136).

Factores de riesgo en infección y colonización por escherichia coli y klebsiella pneumoniae productoras de betalactamasas de espectro extendido / Risk factors in extended-spectrum betalactamase producing escherichia coli and klebsiella pneumoniae infection and colonizatión

Las betalactamasas de espectro extendido (BLEE) son enzimas producidas por bacterias Gram negativas, que tienen la capacidad de destruir el anillo betalactámico de las cefalosporinas de tercera generación, permitiendo a la bacteria continuar con el entrecruzamiento del peptidoglicano y con la formación de pared celular sin alteraciones. Descritas en los años ochenta su diseminación y aumento en la incidencia en todos los continentes ha llevado al incremento de la morbilidad y mortalidad de los pacientes, prolongación de los días de estancia hospitalaria, mayor demanda de uso de carbapenémicos e incremento de los costos de la atención en salud. Predecir el patrón de resistencia del microorganismo que infecta a un paciente con base en el análisis de los factores de riesgo asociados permite la óptima elección de la antibioticoterapia empírica, racionalizando el uso de los antibióticos de amplio espectro disponibles y mejorando la sobrevida de los pacientes. Para esta revisión se realizó una búsqueda de los estudios de casos y controles en los cuales se investigaron los factores de riesgo asociados con infección o colonización por bacterias productoras de BLEE a saber: exposición previa a antibióticos, estancia en UCI, uso de catéter vesical, catéter central o ventilación mecánica...

Extended-spectrum betalactamases (ESBLs) are enzymes produced by gram- negative bacteria which are capable of destroying the betalactamic ring of third-generation cephalosporins enabling the bacteria to continue the peptidoglican crosslinking process resulting in unaltered integrity of the bacterial cell wall. ESBLs were first detected in the 1980s. Its incidence increased and dissemination in all continents has lead to greater morbidity and mortality rates, prolonged hospitalization, greater usage of carbapenems and rising health care costs. Prediction of resistance patterns of infecting microorganisms based on the analysis of the risk factors associated facilitate optimal selection of empirical antibiotic treatment, rationalized use of available broad spectrum antibiotics and improvement of patient survival. This review searched for case studies and follow up trials which investigated the risk factors associated with ESBL producing bacterial infection or colonization, that is, previous exposure to antibiotics, hospitalization at the ICU, urinary catheterization, central venous catheterization and mechanical ventilation...

Diagnóstico fractal del ventriculograma cardiaco izquierdo: geometría fractal del ventriculograma durante la dinámica cardiaca / Fractal diagnosis of left heart ventriculograms: fractal geometry of ventriculogram during cardiac dynamics

Antecedentes y objetivos: la geometría fractal permite describir y caracterizar los objetos irregulares, lo que resulta adecuado para medir estructuras del cuerpo humano. El propósito de este trabajo es caracterizar el ventrículo izquierdo durante la dinámica cardiaca con dimensiones fractales para desarrollar un diagnóstico matemático objetivo y reproducible de la ventriculografía izquierda. Método: este es un estudio de concordancia diagnóstica donde se calcularon las dimensiones fractales del ventrículo en sístole, en diástole y en un total de 36 ventriculogramas evaluados como normales, y anormales en leves, moderados y severos de acuerdo con la fracción de eyección según el diagnóstico clínico convencional; posteriormente se determinaron los grados de similitud de las dimensiones fractales entre los tres objetos componentes. Resultados: los grados de similitud estuvieron entre 1 y 9.000, y al organizar estos valores en conjuntos, se encontró una progresión a partir de los normales hasta los anormales severos. Se establecieron los grados de similitud característicos que permiten diferenciar normalidad de enfermedad y evolución entre éstas, evidenciando que la clasificación de la clínica convencional presenta dificultades al evaluar de forma precisa y objetiva la evolución de un ventriculograma hacia la normalidad o la enfermedad. Conclusiones: se desarrolló una nueva metodología diagnóstica objetiva y reproducible de aplicación clínica basada en evaluaciones geométricas independiente de la clasificación clínica.

Background and Objectives: fractal geometry allows to describe and characterize irregular objects, which is appropriate for measuring human body structures. The purpose of this study is to characterize the left ventricle during cardiac dynamics by means of fractal dimensions to develop an objective, mathematical and reproducible diagnosis of left ventriculography. Method: this is a diagnostic concordance study in which we calculated the fractal dimensions of the ventricle in systole, in diastole and in a total of 36 ventriculograms evaluated as normal, mild, moderate and severe according to the ejection fraction in accordance with the conventional clinical diagnosis ; subsequently, the degree of similarity of the fractal dimensions between the three components were determined. Results: the degrees of similarity were between 1 and 9,000, and when arranging these values into sets, there was a progression from normal to severe. We established the characteristic degrees of similarity that allow to distinguish normality from disease and the evolution between them, showing that the conventional clinical classification presents difficulties to assess accurately and objectively the evolution of a ventriculogram towards normality or disease. Conclusions: we developed a new objective and reproducible diagnostic methodology of clinical application based on geometric assessments that is independent from the clinical classification.