biofisica i - diposit.ub.edudiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/36631/4/03.ags_cap_3.pdf · lii...
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ffi''t'T::t'']r
lii ESTUÐIO DE LA FTINCTON RENAL A PART]R DE SECUE}TCTAS
DINA!4ICAS DE IMAGENES GA¡O{AGRAFICAS
lñ- Tesj_s para aspj-rar aI grado
de doctor presentada por;! AIi¡GEL GONZALEZ SISTAL
I.I
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)i
i
¡ili.
Laboratori de Biofisica i Bioenginyeria
Departament de Ciències FÍsiológíques
Humanes i de Ia NutricióFacultat de Medicina
Uníversitat de Barcelona
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(,, ¡-_tf.
Batrcelona,1990
25
3. OBTENCÌON DE UN ALGORITMO PARÀ EFECTUAR LA DECO}ÍVOLUCION
QUE INCL1IYA I'N FTLTRÀDO OPTTMIZADO MEDIA}{TE SIMULACION
NI'MERICA DE ESTI,'DIOS CON 13'I-HIPPÌ'RAN Y 99-TC-M.AG3
26
3.1. Intro'ducción
Uno de los objetivos principales que se plantea en
cuaÌguier campo tanto en invest5.gación como en la clínica,consiste en rograr Ia estandarización de estudios para asípoder obtener conclusiones generales, pod,er determinarparåmeÈros y patrones de normaridad y, consecuentemente,
determinar con precisión ra patología valorand,o ra
desviación de estos índices.
En los estudios renográfi.cos, una función que
posÍbilita esta estandarización es la función de retenciónrenal (FRR), güê permite elimínar eI factor de Ia entrad.a aIsístema y evitar ]a contribución en er renogra¡na de Iaactividad sanguínea y de los tejidos extrarrenales. La
función de retención renal representa ra fracción deI
trazador que es retenida en el riñón, a través der tiempo,
como respuesta a una entrada instantánea en forma d.e bolo
radiactivo si er trazador se hubiese introducidodirectamente en la arteria renar. En un estudio rear rainyección se reaLiza en una vena periférica, por lo que IaFRR se ha de obtener mediante Ia deconvolución de ra curva
actividad/tiempo del área renal con Ia curva correspondiente
a una área vascular representatíva de la actÍvidadsangruínea.
Para poder efectuar ra deconvoruciónr ês necesario que
¿/
el sistema cumpla
invarÍancia temporal.
Ias cond,iciones linealidad e
Si Ia respuesta del sistema a una suma de entradas es
Ia suma d,e ras respuestas índividuares de sarida, êr sistema
es linear. La linearidad en sentido estricto no existe, pero
ar ser ros volúmenes inyectados peçrueños en comparación con
el volumen de d.istribución, puede considerarse que se cumple
la condición de linealidad (Diffey et aI., j.976).
Un sistema es estacionario (invaríancia temporal)
cuando sus características no varían con er tiempo. Argunas
situaciones fisiológicas como movimientos peristárticos de
Ia pelvís renal, reflujos, cambios en Ia reabsorción o fil-tración, pueden afterar ra función de respuesÈa impur-
sional der sistema. En ra mayoría de ros casos estas arte-raciones no son Ímportantes y por tanto este ruido fisio-1ó9ico puede ser despreciado (Gullquist y F1eming, j.9BZ).
El proceso de deconvorución equivare a ra resorución
de un sístema de ecuaciones mal condicionad,o y por tanto muy
sensibre a inexactitudes en los datos. Esto hace necesario
efectuar un filtrado ya que en nuestro caso ros datos
presentan una baja relación señal/ruido, sobre todo para elHíppuran. Es rógico suponer que un fíltrado escaso
conducirå a una FRR de poca calidad y un filtrado excesivo
puede modificar su morfología, por este motivo, parece
28
razonabre obtener un método sencillo d.e cálcuIo d.e la FRR,
que incruya una optÍmización en el grado de suavizad,o.
La hipótesis gue se pretend.ía comprobar era laexistencia de un suavizado óptimo que mantuviese rascaracterísticas más importantes de la FRR. para erro, sê
estudió Ia dependeneia der grado de firtrad,o respecto a rascaracterísticas de forma de la FRR y a ra reraciónseñal/ruido de Ìas señales de entrada y sa1id.a.
Para controrar los diversos parámetros de la FRR que
podían tener importancia en este problema, se utilizaroncurvas sintéticas generadas por ordenador que simulaban lascurvas actividad/tiempo obtenidas en los estud.ios con
pacientes.
EI análisis se rearizó en pararero para dos
situaciones dj.stintas, que simulaban ros estudiosrenográficos con 13ar-Hippuran y ee-Tc-l{ÀGs, ros dos
trazadores más utilizados en er análisis del funcionalismorenal.
29
3.2. Material y métodos
Er estudio de las condiciones óptimas de firtrado se
rearizó con estudios simurados, obteniéndose la curva de
salida s(t), guê simuraba el renograma, mediante raconvolución de una curva de entrada e(t) r Ç[uê simulaba una
curva típica de acraramiento prasmático, con una FRR teórj.cah(r).
AI añadir ruido estadístico a las curvas e(t) y s(t),se obtuvo Ia símulación d.e un estudio real, E(t) y S(t),sobre e1 que se aplicaron tros métodos de deconvorución y
filtrad.o para obtener una estimación h*(t) de Ia FRR teóricah(t). Esto permitÍó, para cada h(t) teórica, determinar Iadependencia de h*(t) respecto aI grado de suavizado, asícomo valorar su similitud con Ia FRR teórica, h(t) (Figura
3.1) .
Àilición de rlido
s(t)
I
t(t)
e(t )
IE(t)
Figiura 3. L.obtención de Ia
Deconvolución
II
Ih'(t)
Esguema delFRR.
Filtrado
proceso seguido para Ia
30
Para valorar lacalculada) se ca1culó
ambas FRR (teórica yco ¡ned,ío (RMS):
similÍtudel error c
entre
uadráti
- ]"'=RMS=[
siend.o h*, el valor
ha eI valor
n eI número
nE (h*, - hr_)2
: -a
n (n-1)
de Ia FRR
de la FRR
de puntos
calculada en
teórica en elde Ia FRR (n =
eI punto j.-ésimo
punto i-ésimo
64).
La representación gráfica de las curvas e(t), s(t),E(t), S(t) y h*(t) se normaliza a 100 a 1o largo de todo eItrabaj o.
3.2.I. Generación de las curvas
Curva d,e entrada
De acuerd.o con eI modelo tricompartimental de Iacinética del aclaramiento plasmático (Sapirstein et âI.,1955, Matthevrs, 1957, B1aufox, t972), Ia curva de
aclaramiento sangruíneo viene dada por Ia expresión
e(t) = Ar exp (-lrrt) + Az exp (-p=t)
que nos permite generar dÍrecta¡nente Ia curva de entrada de1
sistema. (Figura 3.2)
31
¡ot (rt ¡r)
Figura 3.2. Curva de entrada generada a partir de losparámetros de Blaufox.
Función de retención renal
El tiempo de tránsito a través d.e una nef rona,
depende, fundamentalrnente, de la longitud del túbulo ( Ialongitud, de cada una de las nefronas varía enÈre 20 y 44
mm) (Grünfeld, L985), Ia presión de filtración delglomérulo, los gradientes de concentración túburo-intersticio y eI estado funcionar de ras céluras tubufares.
ta variabilidad de cada uno de estos factores alconsÍderar eI conjunto total de nefronas existentes en un
riñón, aproximadamente 10' (Smith, 1951), produce una
dispersión en los tiempos de tránsito que se asume es de
tipo gaussiano (Gullquist y Fleming, 1987).
e(t)
Para generar Ia FRR se utilizó una gaussiana (figura
32
3.3) de valor medio el tiempo de trånsito medÍo intrarrenal(TTI) y de dispersión o=O.3xÏlI, esto es, con un coeficientede variación del 30%.
g(t) = Ao exp - (I/2( (t-rtrl/o)z)
¡oo
?g
30
at
oå I
Ejemplo de(TTI=1.50s y
Figura 3.3.generar Ia FRR
¡o t3 eDt (.tñt
gaussiana utilizada parao=45s).
La
en
cantid,ad. d,e trazador, q(t) ,
un tiempo t, vÍene dada por
que es eliminada por eI
la expresiónr1non
menos
q(t) = I: e(t) dt
La
Ia
FRR, h(t), será Ia
cantÍdad eliminada
cantidad total
en eI tiempo t,
del trazador q(-)
çr( t)
e( t)
h(r) = J"r,r)dr I: r(r)dr = I: s(r)dr
33
Esta expresión indica que
en el tiempo t es la cantidad de
desde t â æ. En Ia f i.gura 3.4
obtenid.a mediante integración de
la cantidad h(t) retenida
trazador que se eliminarå
se presenta Ia función h(t)9(t) de Ia figrra 3.3.
h(r)too
ot0 ¡ot C¡la) 'D
Figura 3.4. FRR obtenida mediante integración de g(t).(TT1=150s, o=45s).
Para obÈener unas curvas simuradas ro más parecidas
posible a las curvas reales, sê consideraron además ros
efectos producidos por Ia actividad extrarrenar que se
reflejan en eI inicÍo de Ia FRR (Lawson, 1986). La forma de
Ia FRR utilizada se muestra en Ia figura 3.5.
t3
b(t)
34
loo
,s
30
23
oó
Figura 3.5. FRR queactividad extrarrenal(TTI=150s, o=45s).
¡ot Crrat
incluye Ia contribución de Iaen eI inicio de Ia función.
Curva de salida
Asumiendo las hipótesisestacionariedad del sistema, Ia
expresarse como Ia convolucj.ón de
respuesta impulsional del sistema, êD
(Bendat y Piersol. 1980, Kenny et aI.
de linealidad y
salida s(t), puede
Ia entrada e(t) y laeste caso Ia FRR, h(t)
, 1975).
s(t) e(r) h(t-r) dr
como en condiciones experimentares las funcÍones
utilízadas e(t) y s(t) son conocidas en instantes de tiempo
separados 6t, se puede considerar la forma discreta de raexpresión anterior (valentinuzzi y Montardo vorachec, 1975)
=,["
35
kSr. = E gJ h¡¡-3+1 6t
J-rk=l ,2r...rn
En Ia fÍgura 3.6 se muestra
sistema, guê simula e1 renograma.
la curva de salid.a de1
¡00
'G
so
2s
D D 5 ¡D rSt (¡rln)
Figura 3.6. Curva de .salida del sistema.
Ruído estadístico
Para simular eI ruido estadístico propio de Ia
desintegración nuclear, debe generarse una secuencia de
números pseudoaleatorios, sÍguiendo cada uno de ellos una
distribución de Poisson, de medj.a el valor del punto de Ia
curva teórica y de desviacÍón estandar igual a su raíz
cuad.rada.
En Ia pråctica, para dismÍnuir eI tiempo de cálculo,
se utíIizó una distribución gaussiana por no introducir
8(t)
36
errores apreciables respecto a Ia d,istríbución de poisson
para los niveres de cuentas utilizaðos. De esta forma, apartir de e(t) y s(t) se obtuvieron las curvas con ruidoE(t) y S(t) respectivamente. (Fígura 3.7)
¡ot (;l n)
toè (;ln)
Figura 3.7. Curvas de entrada y salida del sistema conruido estadístico.
Ruído fisiológico
El ruido fisiológico puede ser interpretado como
cambios periódicos en el tiempo de tránsito a través delriñón, debído a movimientos peristálticos en los conductos
urinarios, o cambios en el tono simpático que afectan rapresión de filtracj.ón.
Debido a que el ruido fÍsíorógico no es una importante
fuente de error (Gullquist y Fleming, 1987) no se incluye.
E (tt s (t,
37
con
que
Valores numéri.cos
EI número de puntos para todas las pruebas fue de 64
un Íntervalo de digitalización de 20 segrundos (ôt = 20s)
es el tiempo utilizado en los estud.ios reales.
Este varor del intervalo de digitarización representa
un comprorniso entre Ia relación señal/ruido y la resolucióntemporal, síendo e} mínimo tiempo que permite obtener una
relación señal/ru5.do aceptable para las dosis utirizadas. un
intervalo de 10 segundos produce una baja relaciónseñal/ruido y un intervalo de 40 segrundos produce una
pérdida de resolución excesiva.
Los valores de tiempo de tránsito intrarrenal(TTf)utilizados en la generación de la h(t) fueron de l_40, 2OO,
260, 320, 380, 440 y 500 segund.os (piepsz et aI., j.992).
EI coeficiente de variación (CV¡ de1 tiempo de
tránsito, definido como cv = o/TTrx100, fue del 30% para
ambos trazadores. sigrma es ra d,esviación estandar de g(t).
Debido ar intervalo d.e digitalización considerado, losefectos de ra actividad extrarrenar afectan de forma
apreciable a los dos primeros puntos de Ia FRR (Szabó etâ1., 1985, Lawson, 1986). Esta activid.ad extrarrenar es lasuma correspondiente a Ia actividad vascular y ra
3B
actividad extraparenquimatosa renal. Er efecto de laactivid.ad vascurar queda refrejado en er primer punto de raFRR. La actividad extraparenquimatosa renar se rocaliza en
los prímeros puntos de la FRR, êr¡ este caso se considera eIefecto Iímitado a los dos primeros puntos d,e Ia FRR.
Así para simular los estudios con t3tl-Hippuran se
apricó al primer punto un f actor de 2.5 y ar segnrnd.o uno de
1. 5. En e} caso der ee-Tc-lrIAG¡ estos f actores fueron de 3.5
y 2.0 respectivamente. Estos factores fueron obtenidos por
promedio d.e 10 pacÍentes, teniendo en cuenta ras siguientesconsideraciones fisiológicas :
EI valor de Ia FRR en eI instante inicial (t=0) es
proporcional al aclaramiento plasmático der trazador. En eIcaso del Hippuran este valor corresponde aI FPRE (flujoplasmático renal efectivo) que es argo menor d.eI 90% delFPR (flujo plasmático renal) y representa Ia captación por
parte der parénquima renar. Ar valor de este primer punto
debe añadÍrsele er varor de la actividad, vascurar que
corresponde al 100% deI FPR. Por tanto, para tener en cuenta
er efecto de Ia actividad extrarrenar que aparece en rafigura 3.5, se aplicó un factor de 2.5 ar valor der primer
¡xrnto de Ia FRR (figura 3.4). para considerar el efecto de
la actividad extraparenquimatosa renar se murtipricó e1
segundo punto de Ia FRR por 1.5 (Blaufox, l97?l.
39
En eI caso de1 I'llAGr eI primer punto corresponde aI 60%
der valor del Hippuran (,lafrÍ et ar., 1988) y representa racaptación por parte det parenquima renal. El varor de laactividad vascurar es deI 100% der FpRr por 1o que er varores unas 3 veces mayor (factor 3.5). EI segundo punto se
rnultipricó por un factor de 2.0 para considerar ra presencia
de Ia actividad extraparenquimatosa rena1.
Los valores de ros parámetros uti-tizados en lageneracÍón de Ia curva d.e entrada e(t) = Ar exp (-pr.t) + A=
exp (-l¡=t) fueron para eI 131I-Hippuran: Aa = 65, A2 = 35,
ll:-=2.16x10-= s-t y Ez = 4.0xL0-a s-a (B1aufox, !972\. En eIcaso de1 es-Tc-!1AG=,, Aa = 62, À2 = 38, Itr = 3.33x10-3 s-r y
þz = 5.0xL0-o s-t. Estos valores corresponden ar promed,io de
ros obtenidos en 25 pacientes después de haber efectuado ranormalización del valor iniciar de ra curva de entrad.a a
100.
La curva generada se multipricó por diversos factoresde cuentas, reracionados con ra dosis administrada, para
simular diferentes valores de Ia relación señal/ruido. Estos
factores fueron tares que ra curva de sarid,a presentaba un
valor de cuentas,/s en eI máximo de: 25, 50, 75 y j.00
cuentas/s para L3lI-Hippuran (factores !, Z, 3, 4) y 400,
800, 1200 y 1600 cuentas/s para se-Tc-l,tAGg (factores L6, 32,
48, 64) .
40
Por 1o tanto, para cada trazadorr sê generaron 2g
pares de curvas de entrada y salida correspond,ientes a ros 7
tiempos de tránsito renar y a ros 4 factores de cuentas
considerados. Fuesto que ra FRR pued,e tener varores muy
distintos dependiendo de ra realización concreta de ruido,para obtener valores estadísticamente significativos, s€
consideraron 20 realizaeiones d.e ruido para cada uno de los28 pares de curvas.
3.2.2, Métodos de deconvolución y fíItrado
Métodos de deconvolución
Respecto al método de deconvorución, Diffey utilizaeI algoritmo matricial (Diffey et aI., ]-976) descrito por
valentinuzzi (Varentinuzzi y Montard.o vorachec, 1975 ) ;
Freming y Godd,ard. utilizan ra transformada de Laprace(Fleming y Goddard, 1974) ¡ Alderson y colaboradores utilizanIa transformada de Fourier (Alderson et êr., 1979); szabó y
van Huffer emplean métodos de mínimos cuadrados con
ligaduras (Szabó et aL., 1985, Van Huffel et aI., 19g7).
Trabajos comparativos de estos métodos en estudiosrenográficos (Knesaurek y Spaventi, 1994), (pavía et aI.,1983) muestran guê, erigiendo correctamente er suavizado,
no existen diferencias remarcables entre 1os métodos
4T
obteniéndose resurtados similares. En pruebas previas
realizadas, se observó çtue Ia morfología de FRR es
prácticamente ra misma utilizando el argoritmo matric5.ar,
los mêtodos de transformada y los métodos de mínimos
cuadrados con ligaduras.
EI método utilizado ha sido eI algoritmo matricial,que es un argoritmo iterativo. La ventaja que presenta este
método frente a los de mínimos cuadrados es la rapidez de
cálcuIo y los pocos requerimientos de memoria de ordenador
que necesita, pud.iéndose imprementar en Ios ordenadores
utilizados corrientemente en Med,icina Nucrear. Asimismo, e}
hecho de que no se precise conocer la función de salida en
tod.o er donrinio temporar, tar como es necesario en ros
métodos de transformad.a, ro hacen particularmente útit en
los estudios renales, yê que éstos se realizan en un
intervalo temporal relativamente corto (20 minutos).
Para entender mejor eldíscreta utilizado, conviene
proceso de convolución.
método de deconvolución
explicar sucintamente eI
Asumiendo
estaei-onariedad
para calcular
entrada y laimpulsional.
Ias hipótesis de linealidad y
de1 sistema, Ia convolución es el proceso
Ia respuesta de un sistema conocidas larespuesta de1 sistema a una entrada
42
En Ia figura 3.8, se muestra un ejempl"o que permite
expricar de forma gráfica Ia respuesta del riñón a una
entrada decreciente de1 trazador ê¡"r conocida Ia respuesta
impursionar, h¡.. sÍ se considera ra entrad.a como una
sucesión de entradas impursionares ê:- r êz ¡ ês r separad.as
entre sí un intervalo de t5.empo ôt, La respuesta globa]_ delriñón, s¡., puede obtenerse a partir de ra suma de respuestas
individuales. Después d.e una entradar êr, Ia respuestâ srsería ê"hr_ ôt. La respuesta ¡ szr â ê2, sería êrh, 6t más Iaparte remanente de ra entrada anterior, esto es, êrh= ôt.como e= se produce ôt segundos después de êrr ra respuesta
52 sucede 6t segrundos después de s1.
Figura 3.8. Esguema del proceso de convolución.
43
La respuesta der sistema a ra entrada compJ-eta pued,e
ser calculad.a mediante la suma de ras respuestas
individuales.
s1 = êrhr ôt
s2 = êrhz ôt + ê=hr- 6ts3 = ê¡_h¡ ôt + ê=h= 6t + êgh, 6tsa = êrho 6t + êzh. ôt + êrh= ôt + ê.hr_ 6tss = êr_h, 6t + ê=ho 6t + ê¡h, 6t + €¡hz 6t + êsh" 6t
o, en general
ksx = E ê1 h*-J*, ôt. k = LrZr3r...,lf
ì=1)-
La deconvolución discreta consiste en obtener ros
valores h* de Ia FRR, con k = 1 6t, 2 ôt,... rn ôt; siendo e*
Y S¡. COnOCidOS.
Para eIIo, êr sistema de ecuacíones equivarentes a raecuaci,ón de convolución
ks¡ß = E ê1 h*_J*. ôt þ = Lr2r...rn
--+=1
se resuelve de forma recurrente para las curvas êx y sx.
44
ta expresión general de la solución viene dada por
kh* = sx/(e. ôt) (l/er) ¡ er h*-r*,'
: _.))-o
Puesto que en lateóricas ê¡. y s,.r sino
se puede calcular una
hk.
práctica, Do se conocen Las funciones
realizaciones con ruido E* y S,., sólo
estima h** de Ia función teóri.a Ae
kh** = s*/(8, 6t) (l/Er) E Er h*_r*r-
)=2
l¡étodos de filtrado
EI proceso de deconvolución va asociado a IaresolucÍón de un sistema de ecuaciones ma1 condicionado, por
1o que es muy sensible a inexaetitud.es en ros datos de
entrada. Por esta razón es necesario efectuar un filtrad.odel ruido.
En cuanto aI filtrado se han utirizado filtrosIineales (savitsky y Golay, L964), fíltros no lineales deltipo rrdata bounding" (Diffey y corfield, 1976), e irnposición
de derivadas segundas pequeñas (Lawson y Hanson, !974),
45
(Szabó et aI., 1985). Algunos autores han efectuad,o estudj.os
comparativos de varios de estos métodos (Fleming y Kenny,
L977 ) (Xuruc et aI., 1983). Las conclusi.ones que presentan
indican una clara dependencia ðeI resultado de Iadeconvolución respecto aI suavizado.
En nuestro caso para mejorar Ia relación señaI/ruido
se aplicaron dos filtros lineales (filtro d.e tres puntos y
f iltro de Butterworth) y uno no lineaI (data bound.ing).
Filtro lineal de tres puntos
se utilizó un filtro de
directa con pesos t, 2, 1 (3,1 y
aplicado un determinado número de
de fÍltrado. Este tipo de filtroMedicina Nuclear.
3 puntos por convolución
1r3 en los extremos),
veces segnin Ia necesidad
es el más utilizado en
La expresión es
Y¡. = L/4 (l*x*-r- + 2*x* + 1*x**1)
siendo y, Ia señal filtrada y xr la señal origínal.
Este filtro se aplicó sobre Ia h-(t), después de
efectuar Ia deconvolución a partir del tercer punto, para
46
eriminar er efecto producido por Ia actividad extrarrenar.Una vez efectuado eI suavizado, se asignó aL primer ysegundo puntos de Ia FRR calculada eI valor promedio de1
tercer y cuarto puntos. Àplicar el filtro sobre Ia h*(t) es
equivalente a filtrar Ia curva de salida. Se apIícó variasveces con e} fin de determinar eI número ópt5-mo para eI que
Ia FRR obtenida presentaba el mínÍmo error.
Filtro lineal de Butterworth
Aplicar un fíltro de tres puntos varias veces produce
un efecto semejante a Ia utilización de un filtro más fuerteuna sola vez. En eI campo de1 procesad,o de seña1es es
frecuente emplear un filtro de Butterworth (González y
Wintz, 1977 ) (Papoulis, 1980) (Todd-Pokropek y Di paola,
1982\ , cuya expresión es
w(f) = L / l(L + (f/fc¡** zn)f"'
siendo la frecuencia
Ia frecuencia de corte ( g dB)
el orðen del filtro
ffcn
El problema que se
frecuencia de corte
suavizados óptimo en el
planteó fue determinar cuáI era
óptima (equivalenÈe aI número
filtro de tres puntos) para n=3.
1a
de
47
La implementación de este filtro, utilizad,o como paso
bajar sê rearizó en er espacio temporal, utilizando eIalgoritmo propuesto por Pynsent y Hanka (Fj¡nsent y Hanka,
1982).
EI filtro se aplicó sobre Ia h'(t) después de efectuarra deconvolución, a partir del tercer punto para soslayar elefeeto producido por la activid,ad extrarrenal que afecta a
ros dos primeros puntos. una vez efectuado er suavizado, se
asignó aI primer y segundo puntos de Ia FRR carcurada eIvalor del promedio de los puntos tercero y cuarto.
En la subrutina utilizada, el filtro necesita un
Èiempo de estabilización, por ro que ros primeros puntos
están maI calculados, ya que se asigna a éstos eI valor 0.
Para evitar este probrema, güê en nuestro caso es importanteya que los primeros puntos contÍenen ínformación de interés,se dobló Ia señaI h*(t) de manera simétrica a partir delprimer punto (Figura 3.9). EI fíltro actúa entonces sobre
esta función simétrica a partir der primer punto. A1 rlegara Ia mitad de ra meseta, çrue es donde empieza ra información
de nuestro interés (FRR), €1 filtro ya está estabilizado y
proporci.ona resultados correctos. Este filtroautorregresivo se pasa 2 veces para eliminar er desfase
(Pynsent y Hanka, t982r, por Io tanto la atenuación fue de
6 dB en lugar de 3 dB.
4B
b( r)loo
?a
go
t3
Figura 3.9. FRR si¡nétrica utilizada aI aplicar elfiltro de Butterworth.
Filtro no lineal ttData Boundingn
Se utilizó un sistema iterativo d,e eliminación de
ruido, basad.o en Ia disminución de Ia diferencia entre un
punto y eI valor med,io de los puntos colindantes.
Este proceso, g1rê es una modificación del filtro tipof'Data Bound.ing" (Diffey y Corfield, t976r, se lleva a cabo
calculando para cada punto dicha diferencia (d), así como su
incertidr¡mbre debida al carácter aleatorio d.e los datos:
Ar_r- * Ar*,
IIIIIa
si ldlA.-t- * Ar*r-
49
Esto is, si la diferencia es mayor que una
ponderación (L/w) de dicha Íncertidr¡¡nbrer sê asigna aI punto
en cuestión eI citado varor med.io, êD caso contrario, no se
modifica. Er proceso se repite hasta que no se produce
ningún cambio en ra curva o se alcanza un número máximo
prefijado de iteraciones.
La incertidumbre (Diffey y Corfield,, 1926), fue
valorada como Ia raiz cuadrada del número de cuentas en cad.a
punto, ya que ras curvas provienen de la desintegración
radiactÍva.
En este caso, êf filtro no se apricó al resurtado de
Ia deconvolución. 81 motivo es que este firtro está diseñado
para filtrar el ruido estadístico propio de ladesintegración radiactíva gue sigue una distribución de
Poisson. Por esta causa, debía aplicarse sobre l-as curvas
d.e entrada y salida. En pruebas prev5.as se puso de
manifiesto que er suavizad.o de Ia curva d,e entrada no
producía diferencias apreciabres en Ia FRR carculada. por
esta razón, êl filtro se aplicó sóro sobre la curva de
salida.
3.2.3. Modelización de Ia función de retención carculada
Para comprobar çrue er método de cálculo descri.to
50
mantíene los valores del TfI a través de todo
deconvolución, así como 1os parámetros de forma
se realizó una modelizacíón de Ia FRR mediante
e1
de
1a
proceso de
}a h(t),función
h(r) = (À-D) /(t+(E/c)**B) + D
donde A es eI valor de h(t) para t=0. Este parámetro tieneun interés fisiológico, ya que es pro¡rorcional al grado de
filtración glomerular o aI aclaramiento plasmático. Et
parámetro B está relacionado con Ia pendíente. Expresa ladispersión d,e los tiempos de tránsito a través de 1os
túbulos. EI parámetro C es eI TTI (tiempo de tránsito medio
obtenido por deconvolución). D es eI valor d,e
estabilización. En este modelo, D tiene que ser 0 y ha sido
utilizado para comprobar que 1os métodos aplicados no
introducen actividad residual, Ia cual podría ser
interpretada como una retención de trazador.
EI ajuste de esta función h(t) a las funciones h*(t)calculadas, se realizó mi.nimizando Ia suma de resíduos
mediante eI método "simplext'.
51
3 .3. Resultad,os
3.3.1. obtención der suavizado óptimo para el fÍltro de tres¡runtos. cåIcu1o de las funciones de retención renares
con el objetivo de demostrar ra existencia de un
suavizado óptimor sê filtraron las FRR obtenidas de las zo
rearizaciones de ruido de las 56 curvas (7 varores de tiempo
de tránsito y 4 factores de cuentas para cada trazador) con
funciones de suavizad.o progresivamente crecientes.
Este filtro lineal se aplicó entre 0 y 50 veces (0, !,2,3, 4,5, 10r 15, 20,25, 30r 35, 40, 45,50) para lascurvas correspondientes a 13r1-Hippuran y entre 0 y 30 (0,
t, z, 3, 4, 5, 6, g, t2, 15, 19, 2t, 24, 27, 30) para las det"*Tc-MAG=.
La evaluación de la bondad de ros resultados, se
realizó calcurando el error RMS entre ra FRR calculada h*(t)y Ia teórj-ca h(t). Este error permite valorar globalmente elajuste a 1o largo de toda Ia FRR (54 puntos)r ya que calculaIa diferencia entre las dos funciones punto a punto.
En Ia figuras 3.10 y 3.11 se presentan ros resurtados
haLrados para los diferentes tiempos de tránsito(comprendidos entre 140 y 500 segundos) para er factor de
cuentas 2 en el caso del a3ar-Hippuran y eI factor 32 para
52
er se-Tc-rIAG¡. Puede observarse 1a existencia de un mínimo
en eI error, siendo eI valor de este mínimo menor (Ia mitad
aproximadamente ) para eI ee-Tc-l{AG¡ que para eI L3i-I-
Hippuran. se ha representado er valor medio de ras zo
realizaciones, así como los límites correspondientes a una
desviación estándar. En todas las gråficas se ha desplazad.o
er origen de ordenadas y se han normarizaðo ros varores de1
error RMS de forma que los límites de Ia escala sean 0 y 1.
Los varores absolutos correspondientes a estos rí¡nites (en
s-l) están indicados en Ia parte superior de las gráficas.
A partir del conjunto total de resultados se
selecciona para cada tiempo de tránsito y ni,ver de cuentas,
er mínimo factor de suavizado que presente un erroraceptable. Er criterio para esta erección fue er de elegireI menor suavizado cuyo error promedio fuese menor que e1
error mínimo más dos desvíaciones estandar. Er motivo de
esta erección fue Ia existencia de un gran intervaloalrededor del mínimo en el que el error aumenta poco frentea Ia variación introducida por ras fructuaciones
estadísticas. Los resultados de esta selección se muestran
en Ia Tab1a 3.I.
53
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Figura 3. 10. Evolución del enor entre la FRRcalculada y Ia FRR teórica. Se ha representado elvalor medio y una desviación estándar. Trazador: 13af-Hippuran. Factor de cuentas: 2. (A) TTI = 1.40s, (B)TTI = 200s, (C) TTI = 260s, (D) TTI = 320s, (E) Ttt =380s, (F) TTI = 440s y (c) TTI = 500s.
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Figrura 3.11. Evolución del error entre Ia FRRcalcuJ.ada y la ERR teórica. Se ha representado eIvalor medio y una desviación estándar. Trazador:"-Tc-l,lAG=. Factor de cuentas: 32. (A) TTI = 1.40s, (B)TTI = 200s, (C) TTI = 260s, (D) TTI = 320s, (E) Ttl =380s, (F) TTf = 440s y (c) TTI = 500s.
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55
Hippuran + flIPrr=.(s)
FC
1 L 3 4 m
140200260320380440500
35
10i0151520
24
1010101515
23
1010101515
44
1010101515
2.34.0
10.010. 011.315.018. 3
l'14G3 + FTP
TT.(s)
FC
16 32 48 64 m
1402002603203804405C0
1235c
78
1234566
L¿34566.5
Tabla 3.I. valores de suavizado óptimo para eI fiLtrode tres puntos, en función del factor de cuentas (FC)y del tiempo de tránsito teórico (TT.).
Puede observarse quer ên general, ra variación de este
suavizado es más dependiente der tiempo de tránsito que delfactor de cuentas. En consecuencia, s€ realizó er promed,io
respecto al factor de cuentas, eriminåndose ra dependencia
der factor de suavÍzado respecto ar mismo. La dependencia
del suavizado respecto ar tiempo de tránsito varía de manera
creciente, así para tiempos de tránsito largos se requiereun mayor suavizado.
56
La función que proporcíona el factor de suavizado (fs)óptimo en función del tiempo de tránsitor sê obtuvo
ajustand.o un polinonrio de segundo grado en eI caso d.el
Hj.ppuran y una función linea1 para eI I'!AG3 . a los valorespromedios comentados. Las funeiones halladas para ambos
trazadores fueron:
13aI-Hippuran fs = 0.0219 lgÎ/20 + 4.06)2ee'"lc-MÀGg fs = 1/3 (TT/20 4)
TT representa eI tiempo de tránsitof actor 20 deI denominador correspond.e
digitalización utÍIizado.
en
a1
segund.os y elíntervalo de
Puesto que eI tiempo de tránsito es desconocido, debe
realizarse una estima para conseguir determinar e1 número
óptimo de suavizados. Esta estima se realizó como er tiempo
en el Ínstante de máxima actividad de Ia curva de salída.
En las f iguras 3.t2, 3.13, 3.14, 3.15, 3.16, 3.1.7 y
3.18, sê presentan las curvas de entrada, de salida y las
FRR teórica, calculada y ajustada (para cada una de las
funciones h*(t) obtenidas se realizó er ajuste del modero
propuesto), halladas para los distintos tiempos de tránsitoutilizando como factor d.e suavÍzad.o el calcurado a partir de
las funciones anteriores para ambos trazadores. EI factor de
cuentas corresponde a 2 en eI caso del Hippuran y a 32 en eI
57
caso de1 I'llAG., y Ia realización de ruid,o es Ia número 1. Con
eI fin d.e lograr una mejor representaciónr êD tod,as Las
fÍguras en . que se muestran las FRR, aparecerán las h*(t)
como h(t) en todo eI trabajo.
58
too
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h (r)
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too
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h (t,
¡ot (nln) 2tr
ots 20l5
Figura 3.12. (A) Curva de entrada, (B) curva desalida, (C) F'RR teórica (en linea discontinua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a a3'I-Hippuran. (E) Curva de entrada, (r') curva de salida,(G) FRR teórica (en lfnea discontinua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a se-Tc-!!ÀG.. EItiempo de tránsito es de 140 segundos.
h (t,
59
loo
too
loo
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h (r)
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Figura 3.13. (A) Curva de entrada, (B) curva desalida, (C) FRR teórica (en IÍnea discontinua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a 13aI-Hippuran. (E) Curva de entrada. (F) curva de salida,(G) FRR teórica (en lÍnea discontinua) y calculada, y(H) FRR ajustada corresponilientes a "-Tc-UAG". Eltiempo de tránsito es de 200 segundos.
60
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Figura 3.14. (A) Curva de entrada, (B) curva desalida, (C) FRR teórica (en lÍnea discontinua) ycal-culada, y (D) FRR ajustada correspondientes a '"iI:Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) curva de salida,(c) r'RR teórica (en J.Ínea discontinua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "^Tc-l,lAG=. Eltienpo de tránsito es de 260 segrundos.
6I
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Figura 3.15. (A) Curva de entrada, (B) curva desalida, (C) FRR teórica (en línea discontinua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a a31I-Hippuran. (E) curva de entrada, (F) curva de salida,(G) FRR teórica (en línea discontinua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-I,{AG=. EItiempo de tránsito es cle 320 segn¡ndos.
62
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Figura 3.16. (A) O¡rva de entrada, (B) cu¡:ea desalida, (C) FRR teórica (en lfnea discontinua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a 13aI-Hippuran. (E) curra de entrada, (F) curva de salida,(c) FRR teórica (en lfnea discontinua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-!,!AGr. EItiempo ðe tránsito es ile 380 segundos.
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Figura 3. 1.7. (A) Cr.¡rva de entrada, (B) curva desalÍda, (C) FRR teórica (en lfnea discontinua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a 131I-Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) curva de salida,(G) FRR te6rica (en lfnea discontinua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-I,{AG". Eltiempo cle tránsito es ile 440 segrundos.
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64
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oro
Figura 3.18. (A) O.¡rva de entrada, (B) curva desal-ida, (C) FRR teórica (en lfnea discontinua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a a31I:Hippuran. (E) Cuwa de entrada, (F) curva de salida,(c) FRR teórica (en línea discontinua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "^Tc-I,{AG". Eltiempo cle tránsito es de 500 segundos.
65
3.3.2. Obtención del filt.rado óptimo para eI filtro de
Butterworth. Cálculo de las funci-ones de retenci.ón
renales
Con el mismo objetivo de hallar un filtrado óptimo, sê
filtraron las FRR obtenidas de las 20 realizaciones de ruido
de las 56 curvas (7 valores del tiempo de tránsito y 4
factores de cuentas para cada trazador) con frecuencias de
corte comprendidas entre 0.78xL0-= tlz y 11.7x10-= Hz,
variando cada vez en 0.78x10-t Hz. Como todas las curvas
correspondientes a 13r-I-Hippuran y a ee-Tc-MAG3 son de 64
puntos y el intervalo de digitalización es de 20 segundos,
estos valores equivalen a tomar como frecuencia de corte eIprimer armónico (0.78x10-3 Hz\ o el quinceavo (11.7x10-3
Hz). Por simplicid,ad nos referiremos a las frecuencias de
corte como 1, 2 ...,15, sobreentendiend,o que estos valores
corresponden a 0.78x10-= Hz, 1.56x10-3 Hz, ..., 11.7x10-3H2.
En este caso, utilizar una frecuencia de corte elevada
implica filtrar poco.
La evaluación de Ia bondad
realizó calculand,o eI error RMS entre
y la teórica h(t).
los resultados, se
FRR calculada h*(t)de
1a
En las figuras 3.19 y 3.20 se presentan los
resultados hallados para los diferentes tiempos de tránsitopara el factor de cuentas 2 (Hippuran) y 32 (MAG') para
66
ambos trazadores. se observa en todas ras curvas raexístencia de un mínimo en er error, cuyo varor es
sensiblemente menor en el caso der ee-Tc-l'IAGs. se ha
representado er valor medj,o de las 20 reaLj.zaciones, asícomo los límites correspondientes a una desviación estandar.
En abscisas aparece la frecuencia de corte expresada como
fraeción de Ia banda de Nyquist. se ha utirizado esta
representación en abscisas pata que sea eomparable con eIfiltro de tres puntos, ên er que aI desprazarse sobre er ejedesd,e er origen hacia ra dereeha aumenta er suavizado.
67
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Figura 3.19. Evolución del error entre la FRRcaleulada y la teórica. Se ha representado eI valormedio y una desviación estándar. Trazador: t"'I-Hippuran. Factor de cuentas: 2. (A) T TI = 140s, (B)TTI = 200s, (C) TTI = 260s. (D) TTI = 320s, (E) TTI =380s, (F) TTI = 440s y (c) TTI = 500s.
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Figura 3.20. Evolución clel error entre la FRRcalculada y la teórica. Se ha representado eI valormedio y una desviación estándar. Trazador: es-Tc-UAG3.Factor de cuentas: 32. (A) TTI = 140s, (B) TTI = 2OOs,(C) lTI = 260s, (D) TTI = 320s, (E) TTI = 380s, (f)lTI = 440s y (c) TTI = 500s.
Rll]S Crtñr a. Sr-5 ¡ar t. ?¡-l)
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69
En Ia Tabla 3.IIr sê observa gllêr aI igrual que ocurríacon eI firtro de tres puntos, Ia variación de este filtradoes menos dependíente del factor de cuentas que der tiempo d,e
tránsito. En consecuencia se realizó er promed,io der factorde cuentas, eliminándose Ia dependencía del factor de
filtrado respecto a éste.
Hippuran + FB
TT= Fc(s)
m4321
140 t2 14 15 15 14200 7 7 I I 7.526456776.33204556538045655440 4 5 6 4 4.850035444
MÀG3 + FB
rre FC(s)
m64483216
140 15 15 15 15 15200 10 10 11 L2 11260 I 10 10 10 1032078888380666164405555550055565
Tabla 3.II. Valores de frecuencia de corte óptima paraeI fÍItro de Butterworth, en función del factor decuentas (FC) y del tiempo de tránsito teórico (TT=).
70
IaÀsí se obtuvo para 13r1-H5-ppuran y para tt-Tc-MAG=
frecuencia de corte (fc) óptima según Las funciones:
a31I-Hippuran fc = 139.5 exp (-0.3907(TT/20)) + 4.4se*Tc-UIÀG= fc= 25.5 exp(-0.1154(TT/20))+3.4
TT representa eI tiempo de tránsitofactor 20 deI denomÍnador corresponde
digitalización utilizad,o.
e1
de
en
aI
segundos y
intervalo
La estima de1 tiempo de tránsito se realizó como elt5.empo aI máximo de la curva de salida,
En las f iguras 3.21, 3.22, 3.23 , 3.24, 3.25 , 3.26 y
3.27 r se presentan las curvas d.e entrad,a, de salida y las
FRR teórica, calculad.a y a justad,a, halladas para Ios
distintos tiempos de tránsito al aplicar Ia frecuencia de
corte obtenid.a según la función anteriormente descrÍta para
a¡nbos trazadores. EI factor de cuentas es 2 para eI Hippuran
y 32 para eI llLi\G3, siendo Ia realización de ruido Ia número
1.
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Figura 3.21. (A) Curva de entrada, (B) Curva desalida, (C) FRR teórica (en lfnea discontínua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a lslI:Hippuran. (E) Curva de entrada, (F') Curva de salida,(G) FRR teórica (en lÍnea discontÍnua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-lr[AG=. E1tiempo de tránsito es ile 140 segundos.
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Figura 3.22. (A) Curva de entrada, (B) Cr¡rva desalida, (C) FRR teórica (en línea discontÍnua) ycalcul,ada, y (D) FRR ajustada correspondientes a 13rf-Hippuran. (E) C\,¡rva de entrada, (F) Curva de salida,(G) F'RR teórica (en IÍnea discontÍnua) y calculada, y(H) fRR ajustada correspondientes a ee'Tc-t*lAG". EItiempo de tránsito es dle 200 segundos.
73
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Figura 3.23. (A) Curva de entrada, (B) Curva desalì.da, (C) FRR teórica (en lfnea discontínua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a 13rI-Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) Curva de salida,(G) FRR teórica (en lÍnea discontfnua) y calculada, y(H) FRR ajustada corresponôientes a "-Tc-M.AG.. EItiempo de tránsito es de 260 segundos.
74
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Figura 3.24. (A) Cr¡rva de entrada, (B) Curva desalida, (C) FRR teórica (en línea discontÍnua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a :s'I-Hippuran. (E) Curva de entraôa, (F) Curva de salida,(c) l'RR teórica (en lfnea discontÍnua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-U.AGr. Eltiempo de tránsito es de 320 segrundos.
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Figrura 3.25. (A) Cr¡rr¡a de entrada, (B) Cr¡rva desalida, (C) FRR teórica (en lfnea discontÍnua) ycalcul.ada, y (D) FRR ajustada corlespondientes a 13aI-Hippuran. (E) ûrrva ile entrada, (F) Curr¡a de salida,(G) FRR teórica (en llnea discontfnua) y calculada, y(H) F'RR ajustada correspondientes a t'-Tc-I,{AG.. EItiempo de tránsito es de 380 segundos.
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Figura 3.26. (A) Curva de entrada, (B) Curva desalida, (C) FRR teórica (en Iínea discontínua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a 131I-Hippuran. (E) Curva de entrada, (l') Curva de salida,(c) FRR teórica (en J.Ínea discontfnua) y calculada, y(H) r'RR ajustada correspondientes a "^Tc-MAG=. EItiempo de tránsito es cle 440 segrundos.
77
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Figura 3.27. (A) Curva de entrada, (B) Curva desalida, (C) FRR teórica (en lÍnea discontÍnua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a a=ll:Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) Curva de salida,(c) fRR teórica (en llnea discontÍnua) y calculada, y(H) fRR ajustada correspondientes a "-Tc-UAG". EItiempo de tránsito es de 500 segundos.
h (r)
7B
3.3.3. Obtención del suavizado óptinro para eI filtro data
bounding. Cálculo de las funeiones de retención
renales
Se siguió el mismo proceso, pero filtrando en este
caso el renograma, con el filtro no lÍneal modifícado. Se
utlizaron 15 factores de suavizado, vr, entre 1 y 32 para
eI l=tI-Hippuran ( 0. 25, 0.35, 0. 50, 0.70, 1. 00, 1. 41 , Z.OO ,
2.82, 4.00, 5.65, 7.99, Ll.31, 15.99, 22.62, 31.99), y entre
1 y i.6 para eI ee*Te-MAG= ( 0.25, 0.34, 0.45, 0.61 , O.g2 ,
L.10 , l.49 , 2.00 , 2.69 , 3.62, 4.99, 6.56, 9.93, 11. gg,
16.00). E1 factor de suavizado es en realidad L/w, por loque una w grande implica un suavizado elevado. Se evaluó Iabondad. de Ios resurtados de1 mismo modo que en los apartados
3.3.1. y 3.3.2.
En las figuras 3.28 y 3.29 se presentan los resultados
harrados para los tiempos de tránsito considerados para eIf actor d.e cuentas 2 (Hippuran) y 32 (wIAO, ) para ambos
trazadores. En el eje de abscisas aparece el logaritmo der
factor de suavizado.
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Figrura 3.28. Evolución del error entre Ia FRRcalculada y Ia FRR teórica. Se ha representado eIvalor medio y una desviación estándar. Trazador: aslI-Hippuran. Factor de cuentas: Z. (A) TTI = 1.40s, (B)TTI = 200s, (C) TTI = 26Os, (D) TTI 320s, (E) Trt =380s, (F) a4Os y (c) TTI = 500s.
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Figrura 3.29. Evolución ilet error entre Ia FRRcalculada y Ia FRR teórica. Se ha representado eIval-or medio y una desviación estándar. Trazador:"-Tc-UAG=. Factor de cuentas: (A) TII = 140s, (B) TTI= 200s, (C) TTI = 260s, (D) TTI = 320s, (E) TTI =380s, (F) TTT = 440s y (G) TTI = 500s.
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81
En Ia tabla 3.III, sê observa Ia existencia de un
mínimo d.el error, cuyo valor es menor para eI ee-Tc-lrlAGg.
Igual que para los fíItros linea1es, la vari.ación de este
suavizado es más dependiente d,el tiempo de trånsito que delfactor de cuentas. se elÍminó ra dependencia del factor de
suavizado del número de cuentas.
Hippuran + DBN
I Àc.(s)
4 m
1.4 L.4 1.42.8 2.8 2.82.8 4.0 4.04.0 5.7 5.74.0 4.0 4. 0
11.3 11.3 1 1.38.0 8.0 8.0
140200260320380440500
1.02.04.05.75.7
11.38.0
1.32.63.75.34.4
11.38.0
MAG3
32
r r+.(s)
64 m
+
FC
DBN
4816
0.61.11.52.03.64.94.9
140200260320380440500
0.30.81.52.02.73.63.6
0.51.11.62.23.24.74.9
0.51.1r..52.02.73.64.9
0.81.52.02.73.66.66.6
Tabla 3.III. Valores de factorpara eI filtro data bounding, encuentas (F.C) y de los tiempos(TT=).
de suavizado óptimofunción del factor dede tránsito teóricos
82
La función que proporciona eI factor de suavizado (fs)óptimo en funcíón del tiempo de tránsito, sê obtuvo
ajustando un polinomio de segunöo graðo.
Las funciones halladas fueron:
'='I-Hi¡rpuran fs = 0.0099 lTI/20 + 6.2612ee*Tc-tvtÀGs fs = 0.00713 lm/20 + 2.!9¡z
TT es eI tiempo de tránsÍto en segundos y eI factor ZO
del denominador es er intervalo de digitalízación utilÍzado.
Al ser eI tiempo de tránsito desconocído, se realizauna estima de éste como er tiempo ar máximo de la curva de
saIída.
En las fíguras 3.30, 3.31, 3.32, 3.33, 3.34, 3.35 y
3.36 se presentan las curvas de entrad,a, de salid,a y las FRR
teórica, carculada y ajustada halladas para ros distintostiempos de tránsito para a¡nbos trazadores, utiLizando como
factor de suavizado er calcurado a partir de ras funciones
anteriores. EI factor de cuentas considerado fue 2 para
Hippuran y 32 para MAc3. La realización de ruido fue lanúmero 1.
83
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Figura 3.30. (A) Ct¡rva de entrada, (B) O¡rva desalida, (C) FRR teórica (en Ifnea discontínua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a a31I-Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) Curva de salida,(c) FRR teórica (en llnea discontÍnua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-¡{ÀG.. EltÍempo de tránsito es de 140 seg:undos.
h (r)
84
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50
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Figura 3.31. (À) Curva de entrada, (B) Cr¡rva desalida, (C) FRR teórica (en llnea discontínua) ycalculada, y (D) l'RR ajustada correspondientes a 131I-Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) Curva de salida,(c) FRR teórica (en lfnea discontfnua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "*Tc-UAG". EItiempo de tránsito es cle 200 segundos.
h (r)
85
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h ct)
¡ot (;ln)
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too
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ts
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¡s 2D t5 20
Figura 3.32. (A) O¡rva de entracla, (B) Curva desalida, (C) F'RR teórica (en línea discontÍnua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a r3'I:Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) Curva de salida,(G) l'RR teórica (en lÍnea discontÍnua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-t{AG=. EItiempo de tránsito es de 260 segrundos.
h (t)
86
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25
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Figura 3.33. (A) Cun¡a cle entrada, (B) Cr:rva desalida, (C) FRR teórica (en línea discontínua) ycaÌculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a r3aI-Hippuran. (E) Curva de entrada, (f) Curva de salida,(c) FRR teórica (en línea discontínua) y calculada, y(H) F.RR ajustada correspondientes a "-Tc-ì{ÀGr. EItiempo de tránsito es cle 320 segundos.
h (t)
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75
¡5
Figura 3.34. (A) O¡rva de entrada, (B) Curva desalida, (C) FRR teórica (en Iínea discontfnua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a a31I-Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) Curva de salida,(G) FRR teórica (en Iínea discontÍnua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a 'e-Tc-l{ÀG=. Eftienpo ile tránsito es ile 380 segundos.
88
tDoE (t)
¡ot (¡rln) ts 2t)
IDt (mln)
E (t)
IDt (nln)
h (t)
¡ot (lltn) t5 ztr
s cr)
tot ftrln)
h (È)
lot (¡ntn) ¡s 20
S ct)
tot (nln) ?o
h (t)
¡oÈ ûntn)
20
too
too
¡oo
7S
loo
o20ts
o
¡oD
7S
50
¿s
o
¡oo
7S
5D
23
D
15?ol5
73
ts
Figura 3.35. (A) O:rva de entrada, (B) ô¡rva desalida, (C) FRR teórica (en lfnea discontÍnua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a 131I-Hippuran. (E) Curva de entrada, (F) Curva de salida,(c) FRR teórica (en línea discontínua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-U.AG=. EItiempo de tránsito es de 440 segundos.
h (t)
89
loo
73
5Í]
e5
o
roo
7S
50
z5
o
E (è) s (tt¡oo
7S
50
z5
o
loo
75
50
25
o
o
h (è)
o
s (r)
o
h (t)
o
h (t)
tot (¡¡t n)
t5 toÈ ftrln)
¡où (nln)
tot (ntn)
IDè (nln)
t5 zo
20ls
o
h (t)
tot (ntn)
loÈ (nln)
¡ot (¡¡ln)
l5 20
¡oo
73
5t¡
25
o
¡oo
75
50
25
o
too
7S
so
25
o
¡oo
75
50
23
o
t5
¿ot5?o¡5
Figura 3.36. (A) Curva de entrada, (B) Curva desalida, (C) FP.R teórica (en lfnea discontfnua) ycalculada, y (D) FRR ajustada correspondientes a 131I-Hippuran. (E) Curva de entrada, (f) Curva de salida,(G) FRR teórica (en lfnea discontÍnua) y calculada, y(H) FRR ajustada correspondientes a "-Tc-UAG.. Eltiempo de tránsito es de 500 seg'undos.
D
F
H
90
3.3.4. Conprobación de la bondad del método
una vez obtenidas ras funcíones fs = f(TT) para eIfiltro de tres puntos y para el firtro data bounding, asícomo determínada Ia frecuencia de corte fc = f (lI) para eIfiltro de Butterworth, tras realizar la deconvorución y eIajuste (apartad,os d y f ) de 1as figuras 3.!2 a 3.19, 3.ZL a
3-27 y 3.30 a 3.36, quedaba por determinar la bond.ad de1
método. Este objetivo consistió en comprobar Ia j.nvariancia
de los parâmetros que se utilizaron para modelar Ia FRR. Los
parámetros representativos de }a forma de ra función de
retención renal son, en eI modelo propuesto: A, B y C. Elparámetro A corresponde al valor de h(t) pârê t = O, B está
reracionado con ra pendiente, c es el varor med.io d,eI
tiempo de tránsito intrarrenal y D es er valor de
estabifización (en este modelo tiene que ser 0). Los vaLores
teóricos aparecen en l-a tabla 3.IV.
PÀIU\METROS DE LA FRR
'la'¡ À B C
140. 0.79x10-2 6.31 141.200. 0.54x10-? 6.02 igi.260. 0.41x10-z 5.95 ãSi.320. 0.33x10-z 5.gg ifg.380. 0.27x10-z 5. 81 ¡ig.440. 0.23x10-2 5.?3 {39.500. 0.20x10-z 5.62 ióó:
Tabla 3.IV. Valores teórieosFRR (TTr y C están e>çresados
de los parámetros de laen seg,undos ) .
91
Los valores de los parámetros A y C obtenidos en eIconjunto total de curvas, fueron comparados con losrespectivos valores teóricos mediante regresión Iineal.
Las tablas 3.V, 3.VI y 3.VII, muestran para los dos
trazadores los coeficientes de Ia recta de regresión (y = ax
+ b) y e1 coeficiente de correlación r para los pará,metros A
y C. Para eI parámetro B se dan los valores medios y
desviaciones estandar. Las tabras muestran ros varores
hallad.os para las distintas situacíones descritas, respecto
aI trazador y al métod,o de filtrad.o. Para cada una de éstas,podemos observar er resultad.o para cada factor de cuentas
individualmente, así como para er conjunto total de erlas.E] valor de Ia ordenada en e] orJ.gen de Ia recta de
regresión correspondiente aI parámetro C, está expresado en
segundos y el del parámetro A en s-t.
Se han representad.o los resultados obtenidos en Ia
comparación der parámetro A calcurado respecto aI teórico.Los valores representados corresponden a todos los factores
de cuentas, así como a todas las realj.zaciones efectuadas
para ambos trazadores (figura 3.37). Los valores delparámetro A están expresados en s-t. La Figrura 3.38 muestra
eI mismo típo de información para eI paråmetro C. Los
valores del parámetro C están expresados en segrundos.
Las tablas 3.VIII y 3.IX, muestran los valores de los
92
parámetros A y e, teóricos y promedio de los calculad.os,
para ambos trazadores. Los valores calculados corresponden a
todos los factores de cuentas y a tod.as ras realizaciones de
ruid.o. se presentan los errores relativos medios entre losvalores calculados y los teórícos, así como Ia dispersiónque existe en estos valores der error. EI error relativo se
obtuvo efectuando Ia díferencia, para cada valor delparåmetro, entre eI valor calculado y eI teórico y
dividiendo por er varor teórico. Er coeficiente d.e
variación, correspond.e al cociente entre ra desviación
estandar y er valor medío carculad,o. Los varores der
parámetro A están expresad,os en s-1 y los valores delparárnetro C en segundos.
93
Hippuran + FTP
1
2
4
Todos
1. 00
1. C0
1.00
1.00
1.00
0.11 0.99
0.53 0.99
1.05 1.00
t.29 1 . 00
0.75 0.99
0.97 8.7x10-5
0.96 1.1x10-'
0.96 1.2x10-o
0.97 1.2x10-o
0.96 1.1x10-o
6.0 1. 9
5.7 1. 3
5.6 1. 0
5.6 0. 9
5.7 1. 4
0.95
0.9?
0. 98
0.98
0.97
Todos 1.00
0. 05 1.00
0.34 1.00
0.49 1.00
0.78 1.00
0.42 L.00
0.98 5.4x10-s
0.98 5.3x10-s
0.98 5.2x10-5
0.98 4.6x10-5
0.98 5.Lxl.0-s
5.8 0.7
5.7 0. 5
5.7 0.4
5.7 0.4
5.8 0.5
0.99
1. 00
1.00
1.00
L.00
16
32
48
64
1.00
1. C0
1.00
1.00
Tab1a 3.V. Comparación entre los valores teóricos (4.,C.) y los calcuLados de los parámetros (4, C) de lafunción de retención renal del modelo propuesto. Losresultados de Ia regresión lineal al utilizar eIfiltro de tres puntos (FfP), se presentan para losdiferentes factores de cuentas (FC) de los dostrazadores sj:nulados ( tttI-Hippuran y tt-Tc-!,lAG.).Para eI parámetro B se dan los valores medios ydesviaciones estandar.
94
Hippuran + FB
1
2
3
1
Todos
0.98
0. 99
0.99
0. 99
0.99
4.56 0. gg
2.7 4 1.00
2.22 1.00
2.t5 1. 00
2.92 1 .00
0.97 1.lxl0-a0. 97 1.lx10-4
0.97 1.lx10-a
0.97 1.2x10-a
0.97 1.1x10-a
0. 97
0. 99
0. 99
0.99
0.99
6.2 I.76. 0 t.25.9 1.0
5.9 0.8
6. 0 t.2
Todos L.00
0.7L 1.00
0.89 1.00
0.82 1.00
0.94 1.00
0.84 1.00
0. 99 5. 0x10-s
0.98 5.3x10-5
0.98 5.3x10-s
0.98 4.9x10-5
0.98 5.1xl0-s
L.00
1. 00
1.00
1.00
1.00
6.0 0.6
5.9 0.5
5.9 0.4
5.9 0.4
5.9 0.5
16
1''l¿L
48
64
1.00
1.00
1. 00
1.00
Tabla 3.VI. Comparación entre los vafores teóricos(4., C.) y los calculados de los parámetros (A, C) dela función de retención renal del modelo propuesto.Los resultados ile la regresión lineal al utilizar eLfiltro de Butterworth (FB), se presentan para 1osdiferentes factores de cuentas (fC) de los dostrazadores si:nulados ( t='I-Hippuran y tt-Tc-l,lAc=
¡ .Para eI parámetro B se dan los valores medios y lasdesviaciones estandar.
95
Hippuran + DBN
1 0.98
2 0.97
3 0.97
4 0.96
Todos 0.97
-6.46
-1.81
L.97
4.48
-0. 45
0.99
0. 99
0.99
0.99
0.99
1.11 -1.4x10-o
1.03 7.9x10-5
0.96 2.6x10-o
0.94 3.2x10-a
1.01 1.3x10-o
5.5 1.8
5.1 0.9
4.9 0. I4. I 0.7
5.1 1.2
0. 99
0.99
0.99
0. 99
0.99
1 . 15 -8 . 8x1,0- s
L.04 1.3x10-a
0.95 3.2x10-o
0.94 1.6x10-o
L.02 1.3x10-"
4.7 0.6
4. 8 0.6
4.9 0.6
4.8 0.6
4.8 0.6
0.99
0.99
0. 99
0. 99
0.98
1.6 0.96 -3.48 0.99
32 0.96 5.70 0.99
48 0.98 7.97 0.99
64 1.04 2.38 0.99
Todos 0.99 3.14 0.99
Tabla 3.VII. Comparación entre los vaLores teóricos(4., C.) y los calculados de los parámetros (4, C) deIa función de retención renal del nodelo propuesto.Los resultados de Ia regresión lineal al utilizar eIfiltro data bounding (DBN), sê presentan para losdiferentes factores de cuentas (FC) de los dostrazadores sj:rmlados (t='I-Hippuran y t'-Tc-MAG.).Para el parámetro B se dan los valores medios y lasdesviaciones estandar.
96
r2
I
6
3
o
 colculodo (x l.O c-3)
A
369A Ècorlcok l.O e-3)
A colcutodo (x l. O c-3)
c
 colculodo (x 1.0 c-3)
B
369^
tcortco(x t.D c-3)
A colculodo (x l.O c-3)
D
0369A teortco(x 1.0 e-3)
A eolculodo (x 1.0 e-3)
F
0369A tcorlco(x t.O e-3)
t2
I
6
3
ot2t?
t2
I
6
3
0
t2
9
6
3
00 369
A tcorleo(x l.O e-3)t?t?
t?
I
6
3
0
t2
I
6
3
0036912A teortco(r 1.0 c-3)
r2
A colculodo (x 1.0 e-3)
Figura 3,37. Comparación ilel pará¡netro À calculadorespecto aI teórico. Los valores representadoscorresponden a todos los factores de cuentas y a todasIas realizaciones de ruido efectuadas. (A) FTp/HIpp,(B) FTP/MAG3' (C) FB/Hrpp, (D) FB/UAG3' (E) DBN/Hrpp y(F) DBN/I'|AG3.
97
600
¿150
300
150
0
600
¿û50
300
¡50
o
C colculodo
A
l5O 300 ¿r5OC teortco
600
C colc¡,llodo
c
0 150 300 450C tcortco
600
C coler,¡lodo
0 150 3OO ¡¡5uC teorlco
600
C colculodo
B
150 300 ¿50C teorlco
600
l5O 300 ¡t50C tcorlco
600
C colculodo
D
0 l5O 300 ¿f50C tcortce
600
C eolculodo
F
600
¿l5O
300
t50
oro
600
450
300
r50
0
600
¡l5O
300
t50
o
600
¿t50
300
r50
0r0
Figura 3.38. Comparación del parámetro C calculadorespecto aI teórico. Los valores representadosconesponden a todos los factores de cuentas y a todasIas realizaciones de ruido efectuadas. (A) FTp/HIpp,(B) FTp/!,tAG3' (C) FB/Htpp, (D) FBIM.AG3' (E) DBN/Hrpp,(F) DBN/I{AG=.
98
Hippuran IìIAG3
AÈxl0-3
Aoxl0-3
C¡
tcvt
Aox10-3
âvrt cv
tFTP
7.95.44.13.32.72.32.O
8.085.374.2L3.262.702.372 .02
2131031
è==2
L715
87175
cv=9
7.83 1 55.35 1 44.08 1 23.26 1 22.1L 0 22.33 1 22.O4 2 2
ê==1 CV=3
FB
7.95.44.13.32.72.32.0
7.765. 374.r43.232.722.362.O7
2012
9766443
cv=6
7.825.384. 083.242.702.322.05
13030222021222
ê==1 eV=2
123
ê==2
DBN
7.95.44.13.32.72.32.0
8.055.694.343.432.862.462.10
2564675
a=E
97554
8. 055.834.443.492.852.432.10
2I86555
9655655
cv=6
44
cv=5 ê==6
Tabla 3.VIII. Valores del paránetro À, teórícos ypromedio de los calculados, para a¡ibos trazadores. Losvalores caLculados corresponden a todos Los factorescle cuentas y a todas las real-izaciones de n¡idoefectuadas. (4.) valor teórico, (A=) valor calculado,(e-) error relativo en t y (cv) coeficiente devariación en È.
99
Hippuran MAG3
c= co A
t cvt c- Áv=
t cvt
FTP
140200260320380440500
138.9197.6248.6310.5373.0424.0488.0
11432423
1011
66554
cv=7
141.6199.7258.3318.6380.3438.6500.8
I010000
ê-=0
4221211
ev=2
FB
140200260320380440500
L44.4199. 6256.3317.5379.9436.0498.5
011010
o=1
6554432
cv=4
L42.0199.3258. s318.7379.9438. 4499.9
I010000
ê==0
3221210
cv=2
DBN
140200260320380440500
143.8192. 3247 .6305.1367.5425.t493.2
3455331
ê==3
7555433
cv=5
153 .7197.3250.5310.6376.6437.3503.6
101431
85445
11
ê==3
44
cv=5
Tabla 3.IX. Valores clel parámetro C, teóricos ypromedio de los calculados, para ambos trazadores. Losvalores calculados corresponden a todos los factoresde cuentas y a todas las realizaciones cle n¡iiloefectuadas. (C*.) valor teórico, (C-) valor calculado,(e-) error reLativo en t y (cv) coeficiente devariación en t.
r00
3.4. Discusión
3.4.1. Existencia de un valor mínÍmo en el error
La existencia de un minimo de error se repite en todas
las pruebas realizadas. Er comportamiento de las curvas es
distinto respecto a los métodos de filtrado, pero es sj.mirarpara ambos trazadores.
En el caso del filtro de tres puntos, la evolución delerror alrededor de1 mínimo es suave para tiempos de tránsitointrarrenal superiores a 200 segund,os (figfuras 3.10 y 3.11).Esto hace que Ia elección der suavizado óptimo no sea
excesivamente crítica. Los valores del error RMS son menores
en eI caso del ee*Tc-MAG3.
Para el fil-tro de Butterworth, Ia evorución der erroralrededor del mínÍmo no es tan suave (figuras 3.19 y 3.ZO),
con 1o que Ia erección del suavizado óptimo es más críticaque en eI caso anterior. Presenta valores más pequeños de1
error pero con mayor dispersión alrededor der mínimo que en
eI caso del filtro de tres puntos. Los valores del error Rl{S
son menores para eI tt-Tc-ÌllAG".
Para el filtro data bounding, al aumentar er suavizad,o
el error disminuye hasta alcanzar un mínimo, a partir de1
cual aumenta rápidamente (figuras 3.28 y 3.29) EI valor
10r
mínimo del error es ligeramente menor para lltiAGs gue para
Hippuran para el tiempo de tránsito de 140 segundos. Este
hecho, güê no se observa para los filtros lineales, ês
inesperado puesto que la relación señal/ruido es mucho
mayor. Esto parece ind,icar Ia posible existencia de un errorsistemático.
En Ia figura 3.39, aparece Ia dependencía de1 errorRMS en función del tiempo de trånsito para cada método de
filtrado y para los d.os trazadores (factor de cuentas 2 para
Hippuran y f actor de cuentas 32 para BG= ) . El valor del
error muestra valores sensiblemente más altos para et filtrono lineal- data bounding para a¡nbos trazadores. para eIfiltro de tres puntos y eI fíltro de Butterworth, Ios
valores son similares.
Comparando los valores de1 error mínimo para los dos
trazadores, se observa que los correspondientes a Hippuran
presentan valores mayores (aproximadamente eI doble) que
para eI llLAGr. En eI caso de} lllÀGs, para tiempos de tránsitoinferiores a los 200 segrundos, esta relación es menor. EI
factor d.e cuentas representaðo, ê1 igfual que para eI resto
de figuras, ês un factor intermedi.o lZ en eI caso del
Hippuran y 32 para eI l{AGs) por ser un factor estandar de
actividad aôminístrada. Esta evolución del error RMS se
mantíene al considerar todos los factores de euentas para
ambos trazadores, conf irmand.o çfue los métodos li.neales
L02
obtienen funciones calculadas con valores mínimos de1 error
RlllS mucho menores que los teóricos.
t. og
o.7g
o. so
tr. e5
Errcr rlnlnÊ (rl. D¡-l)g. to
g. ¡r
g. ?5
o. t¡
Eæe¡ l¡lr.rlile (¡1. O¡-3)
II\\
It
\\
ìr\¡¡-
::---_:__ì_:-0. os tr. oo
èlrnpc C. èralr.!¿ê (rtn) tl.npe d. gFsrl.ltc (¡ln)
Figura 3.39. Evolución del error RMS en función deltiempo de tránsito intrarrenal para cada método defiltrado. (A) "'I-Hippuran. Factor de cuentas 2, (B)='-Tc-MAG=. Factor de cuentas 32.( _._ DBN, _ _ FTP,
- FB).
3.4.2. Valoración de la precisión de Ios parâmetros
derivados de Ia función de retenci.ón renal
Comprobada Ia existencÍa de un suavizad,o que
proporciona un valor mínimo en eI error, êD este apartado se
analiza Ia precisión en eI cálcuIo de los cuatro parámetros
derivados de Ia función ajustada a Ia FRR obtenida. Como se
indicó en eI apartado 3.2.3, la función de euatro parámetros
es
h( t)=(A-D) / lt+lE/ c) **B) +D
r03
donde A corresponde al valor d,e Ia FRR para t=0, C es eltiempo de trånsito intrarrenal, B se relacÍona con Iadispersión de tiempos de tránsito y D es eI valor de
estabilÍzación relacionado con una posÍbIe retención de
trazador en el riñón.
Parámetro À
En las tablas 3.V, 3.VI y 3.VII, sê muestran losvalores del coeficiente de correración (r), cuyos valoresglobares correspondientes a todos los factores de cuentas,
presentan una alta correlación. En todos los casos el valorde r está próximo a L.00, con valores que oscilan entre 0.97
y 1 . 00 , siendo me j ores para M.AG3 . Los valores de Iapendiente están situados alred.edor de 1.00, yend,o desde O. 96
para Hippuran utilizando eI filtro de tres puntos hasta
1.02 para MÀG3 empreando er filtro no lineal. La ordenada en
e1 origen en todos 1os casos está por debajo de 10-", siendo
este varor un orden de magnitud inferior ar menor valor de
la altura para t=0 que es de 10-3.
Esto parecería indicar gue ros tres métodos determínan
correctamente este paråmetro. sin embargo, lln análisis más
detallado de ros resultados,considerando los dístÍntosfactores de cuentas, muestra un comportamiento d.istinto para
er método no ríneal gue para ros métodos rineares. Estos
104
mantienen unos valores d,e ra pendiente d.e Ia recta de
regresión prácticamente iguares a ros valores globares. por
er contrario para er filtro no linear ra pendÍente es mayor
que el promedio para los dos primeros factores de cuentas en
ambos trazadores, mientras que para los factores 3 y 4, êIvalor de Ia pendiente es inferior. Esto índica una
sobrevaloración de este parárnetro para Ios factores de
cuentas más bajos.
En las figuras 3.30 a 3.35, correspondientes a losfactores 2 para eI Hippuran y 32 para eI !4AGs, sê observa
que el firtro no linear produce una sobrevaroración de ros
primeros puntos de la FRR. Este hecho se repite de forma
sistemática en todas las realizaciones y para todos losvalores de tiempo de tránsito y factor de cuentas. La
sobrevaloración es mayor en el caso del I'fAGa que para eIHippuran, Io cual es anómaIo ya que eran de esperar mejores
resultados pues Ia relación señaI/ruido es mayor. Esta
contradicción nos permítió expricar la razón de ésta
sobrevaroración. En er método no lineal se filtra la curva
de saIid,a, Ia cuar engroba Ia información correspondiente a
la actividad extrarrenal. Esta componente extrarrenal queda
reflejada en los dos primeros puntos de la FRR, que estánpor encima de la meseta (en eI Hippuran 2.5 y 1.5 y en eIMAG3 3.5 y 2.0). Como filtrar Ia salida es equivalente a
filtrar Ia FRR, Ia presencia de estos dos primeros puntos
arrastra ros puntos siguientes de Ia meseta haeia varores
r05
más altos que los que correspondería. EI ajuste de Ia
función de 4 parámetros propuesta como modelo proporciona,
en este caso, valores de A sobrevalorad.os. Esto se observa
sobre eI conjunto de realizaciones en Ia figura 3.37.
Este efecto no es tan acusad.o para Hippuran, ya que aI
ser los primeros puntos (correspondientes a la actividad
extrarrenal) de menor altura, êI efecto de arrastre no es
tan importante. Así, Ia menor relación señaI/ruido para este
trazador hará que sean posíbles también valores inferíores a
los teóricos, como se muestra en la Figrura 3.37.
EI hecho d.e que Ia mayoría de los valores de1
parámetro estén por encima de Ia recta identidad, demuestra
que el efecto es debíd,o aI método de suavizado y no aI ruidopresente. Esto confirma Ia existencia de un error
sistemático tal como se ha apuntad,o aI comentar los
resultados. En un trabajo anterior en que se utilizaba como
trazador ee*Tc-DTPA (Puchal et ê1., 1988), se mostró este
efecto de arrastre de manera más acusada debido a Ia mayor
altura del primer punto de Ia FRR (7.5).
Para los fíltros linea1es, no se observa
sobrevaloración del parårnetro. La razón es que al aplicarse
directamente sobre Ìa función h*(t) calculada, permite
separar Ia componente renal de Ia actividad, extrarrenal.
Así, eI suavizado a partir del tercer punto elimina Ia
r06
infruencia de Ia activid.ad extrarrenar, ro que permite
obtener valores del parámetro correctos.
tos valores de Ia tabla 3.VIII, confirman eI mejor
comportamiento de los métodos lineales en Ia determinación
del parâmetro. Para eI filtro de tres puntos, ê1 errorrelativo (e=) promedio, Çtuê valora la precisión de losparámetros calcurados en relación al teórico, fue der 2z
para eI Hippuran. EI coeficiente de variacÍón (CV), que
refleja Ia dispersión de ros varores calculados fue der 9%.
Para el MAG3, estos valores fueron e= 1% y CV 3%. Los
valores obtenidos con eI filtro de Butterworth, fueron para
eI Hippuran e- der 2% con un cV der 6eo y para el llÀGg e= der
1% con cv del 2eo. Para er filt,ro no lineal, en el caso d.e1
Hippuran, ê= fue del 5% con un CV del 5%, y para eI lvlAGs, ê=
fue del 63 con un.CV del 6%.
En resumen, Ia estima del paråmetro A es mejor para
los métodos rineares de filtrado que para er no rinear, yâ
que er error relativo es menor y proporciona información no
sesgad.a.
De los filtros lineales utilizados para 131I-
Hippuranr sê obtiene una mejor determÍnación der parámetro A
mediante er de Butterworth¡ E = 0.99 y pendiente a = 0.97,en tanto que er filtro de tres puntos presenta una r = o.9z
y ra pendiente a = 0.96. Para el ee-Tc-t{AG¡, en er caso del
107
filtro de Butterworth, eI coeficiente r es 1.00 y Iapend.iente a = 0.98. Para eI filtro de tres puntos, r es
igual a 1.00 y Ia pendiente a = 0.98. Los valores de taordenada en eI origen están en todos los casos por debajo de
10-4.
En Ia tabla 3.VIII, sê muestra que el error relativo(e=) es eI mísmo para los dos métodos de filtrado lineal.Sin embargo, los valores del coeficiente d.e variacÍón (cv¡
son menores aI utilizar eI filtro de Butterworth. Para eIHippuran, esta diferencÍa es más acusada en los valores delparámetro A correspondientes a tiempos de tránsito renal
más cortos (L40 y 200 segundos), en los que aparece una
mayor dispersión. Para eI filtro de tres puntos, ê1
coeficiente de variación fue de1 ITeo para valores de À
correspond.ientes aI tiempo de tránsito de 140 segrundos, y
de1 15% Ios correspondientes a tiempo de tránsito de 200
segundos. Para eI filtro de Butterworth, ê1 coeficiente de
variación fue del 9% en eI primer caso y del 7% en elsegundo. EI hecho de que Ia dispersión tenga un valor 2
veces mayor para eI filtro de tres puntos que para eI filtrode Butterworth queda reflejado en Ia figura 3.37. El hecho
de que aunente Ia dispersión para los tiempos de tránsi.tocortos, ês debido a gue para tiempos de tránsito cortos
disminuye eI filtrado, con 1o que eI ruido remanente
aumenta, por Io que Ia estÍma no es tan buena.
l0B
Ambos métodos lineales, filtro de tres puntos (FTp) y
firtro de Butterworth (FB) se compararon también mediante
regresión Iineal. si el trazador es Hippuran, la comparación
de Ios valores obtenidos der parámetro A muestra un
coeficiente de correlación r = 0.98, siendo los coeficientesde la recta de regresión a = 0.99 y b = L.2 10-s. para eIWIÀG3, ê1 coef i.ciente de correlación r es igual a 1.00, con
un parámetro a = 1.00 y b = 0.00. Estos valores corresponden
a todos los factores de cuentas para a¡nbos trazadores.
Los resultados obtenidos en la comparación de1
parámetro A para ambos trazadores, se muestran en ra figura3.40. En ella se observa si eI trazador es Hippuran, que
para tÍempos de tránsito cortos existen más diferencÍas aldeterminar el parámetro. Esto es Iógico ya que at efectuarse
menos suavizado queda más ruido resíduaI. AI utirizar M.AG3,
aparecen agrupaciones de valores que corresponden a losvalores deI parámetro para los diferentes tiempos de
tránsÍto considerad.os.
Así pues, para el parámetro A, el algoritmo de
deconvorución que incruye un filtro de Butterworthoptimizado presenta una mejor correlación y una
determinacíón der parámetro con menor dispersión con
relación al filtro de tres puntos.
tz
r09
FTPk l.O c-3)
a¡ t a
l! aI
tl¡I
!
;rtt
0¡D 3
A69t2
FBk 1.0 ¡-3) 6FE(x l.D
Figura 3 .40 . Corn¡nración del parámetro A obteni-domediante Ia aplicación del FTp y ilel FB para los dostrazadores: (A) "'I-Hippuran y (B) 'e*Tc-I'!.AG3.
Parámetro B
Er parámetro B refreja ra dispersión de ladistribución de tiempos de tránsito. Las tabras 3.v, 3.vr y3.vrr, muestran ra variabilidad harrada en el cárculo de
este parámetro. Así, para eI filtro de tres puntos ravariabilidad es der 254 para er Hippuran y der 9% para elMÀG3, para er filtro de Butterworth es de zo? para eIHíppuran y 8B para el lttÀG,, y para el f iltro d,ata bound.ing
La variabilidad es de 248 para el Hippuran y 13t para erMAG3. Estos resultados estarían de acuerdo con ros halladospor Gullquist (GuJ.lquist et ê1., 1983), (cullquist y
Fleming, 1987) en eI sentido d,e que el espectro d.e tiempos
ðe tránsito no trruede determinarse con precisión.
Ic-3)
A FTPk l.O r-3)
r10
Respecto al valor medior sê observan mejores
resultad,os aI aplicar los filtros lineales que con eI filtrono lineal. El valor teórico es 5.9. Para eI filtro de trespuntos, ê1 valor hallado para el Hippuran fue de 5.7 y para
eI MÀG3 fue 5.8. Dichos valores son próximos al teórico.Utilizando el filtro d,e Butterworth, eI valor hallad,o para
eI Hippuran fue 6.0 y para eI ll[AGg 5.9. Para eI f iltro data
bounding eI valor hallado para eI Hippuran fue 5.1 y para
eI lvlÀGs 4.8. Estos valores, para el fíItro no IineaI, son
debídos a Ia deformación de Ia FRR obteniôa.
En resumen, ê1 fÍItro de
determina mejor eI parámetro B,
valor medio próximo aI teórico y
alreded.or de este valor.
Butterworth es eI que
1o que se refleja en un
una dispersión pequeña
Parámetro C
Las tablas 3.V, 3.VI y 3.VII, muestran los valores del
coefj.ciente de correlación (r) para eI parámetro C. Los
valores globales, guê incluyen todos Los factores de
cuentasr no presentan diferencias significativas en cuanto
aI coeficiente de correlación que es muy alto en los tresmétodos. En todos los casos eI valor de r está comprendido
entre 0.99 y 1.00. Los valores de la pendíente están
próximos a 1.00, osciland,o desde 0.97 hasta 1.04 a¡nbos para
rIl
eI fÍltro no lineal. Para los filtros rineales, los varores
de Ia ordenada en el origen son menores gue 1.00 para eIMAG3 y menores que 5.00 para el HÍpppuran. para eI filtro no
lineal los valores osci.Ian desde -6.46 hasta 7.9'7.
Para los filtrospendiente de la recta
ordenada en eI or5-gen,
tiempo de tránsito no
dispersÍón en eI caso de
Hippuran, de acuerdo con
lineales, los valores de Ia
de regresión, así como los de Ia
indican que Ia determinación de1
es sesgada. Se observa una menor
utilizar ee*Tc-l'lAGs que para 131r-
una mayor relación señal/ruid.o.
Para eI filtro data bounding, sê observa que no
disminuye }a dispersión en eI caso de utilizar MAG3 en
relación a 1a gue presenta eI Hippuran (figura 3.38),
contrarÍamente a 1o que ocurre en el caso de apriear ros
filtros lineares, donde er comportamiento es el que d,ebería
esperarse de acuerdo con una mayor relación seña1/ruido.
Esto pued,e explicarse si se analiza detenidamente ra tabla3.rrr, êD la que aparece una mayor dependencÍa der factor de
suavízado respecto a} factor de cuentas para eI lilAG.. En latabla 3.VII, este efecto queda reflejado en eI valor de Iapendiente de 0.96 para eI factor 16 y un valor de L.04 para
er factor 64. Por esta razón, ê1 suavizado óptimo resurtainsuficiente o excesivo segrún que La relación señar/ruidosea baja o alta (factores 15 y 64). En la figura 3.41, sê
presentan los resultados correspondientes al minimo y máximo
TL2
factor de cuentas. se observa que ros valores para eL factorL6 están subestimados en reración a ros teóricos y que losobtenidos para er factor 64 aparecen sobreestimados. se
observa que la desviación respecto a ra identidad es más
acusada para los tiempos de tránsito mås elevados.
C eolculodo
300 ¡50C tconlco
3OD ¡150E tcorlco
Figura 3.41. Comparación de los valores de los tiemposde tránsito calculados con los teóricos aI utilizar eIfiltro data bounding para '"-Tc-MAG=. (A) relaciónseñal/ruido baja: factor 1.6, (B) relación señal/ruidoalta: factor 64.
Los valores de 1a tabra 3.rx, confirman que ros
métodos lineales determinan mejor e1 parámetro c. para elfiltro de tres puntos, ê1 error relatÍvo (e=) promed5.o fue
del 3å para eI Hippuran, con un coeficiente de variación(cv) de1 7%. Para er lvlAGs, ê1 valor der error rerativo fue
del 0? con un coeficiente de variaci.ón del 2eo. para eIfiltro de Butterworth, er error relativo para el Hippuran
fue del 1t y cv del 49t. Para er MÀG¡, €x fue der 0% y cV del2%. Para er fíltro no líneaI, con ambos trazadores se
C coleulado
113
obtuvieron er mismo valor de error rerativo (3å) y la misma
dispersión (Cv¡ deI 58.
En resumen, la estima del paråmetro C es mejor para
los métodos rineales de filtrado que para el no rineal. En
ambos, ê1 error relativo es menor y no existe sesgo.
En las tablas 3.V y 3.VIr sê muestra que eIcoeficiente d.e correracj.ón r y ra pendiente para losmétodos lineales y para ambos trazadores es igrual a 1.00 en
casi todos ros casos. Er valor d,e ra ordenada en eI orÍgen
es menor que 1".00 para eI l'llÀGs.
En Ia tabla 3.rx, sê muestra que er error relativo es
del Oeo para el ÌllÀGs utilizando los métodos lineales y el cv
es d.er 2z en para ambos. Para el Hippuran, eI varor d.eI
error es der 3% para eI filtro de tres puntos y 1eo para eIfiltro de Butterworth. se observa que para ros valores oeltiempo de tránsito d.e 140 segundos y de 200 segundos, êlfiltro de tres puntos presenta una dispersión superior aIL0%, ro que no ocurre ar aplicar er firtro de Butterworth.
Los resurtados de ra comparación der parárnetro c, para
ambos trazadores, se muestran en Ia figura 3.42. En erraaparecen, ên eI caso del hippuran, Ios valores d,e losdÍferentes tiempos de trânsito distribuidos a ro rargo de rarecta de identidad. Para el ÌtlAG¡, Ios valores d.e ros grupos
rr4
de los tiempos de tránsito están claramente diferenciados.
En consecuencia la aplicación de1 algoritmo para efectuar Iadeconvolución permite determinar mejor Los tiempos de
tránsito en eL caso de utili.zar ltIAGs, yê que para los
valores de cuentas normales el tiempo de tránsito no tienegran dispersión.
600C FlP
t
600
a50 a50
300
150
300
r50
orD rs0 !¡oo 450
CFB300 450 600CFB
¡50
Figura 3.42. Courparación del parámetro C obtenido porambos métoclos de filtrado lineal (FTP) y (FB) paraambos trazadores: (A) '='I-Hippuran y (B) eemTc-llAc3.
Parámetro D
Respecto aI parámetro D, Los val.ores hallados en todos
Ios casos son adecuados, Do siendo nunea superiores aI 3%
del valor de A. En este caso eI valor de D tendría que ser
cero.
r15
Así pues, Ia valoración global de Ios tres métodos de
filtrado muestra que los dos métodos Lineales determinan losdiferentes parámetros con precisión y son equivalentes en
cuanto a los valores de1 coeficiente de correlaci.ón. Sin
embargo, ê1 filtro de Butterworth presenta valores del errorRMS, d.el error relativo y de d,ispersión menores que elf iltro d,e tres puntos.
En consecuencia, ê1 algoritmo para efectuar ladeconvolución incluyendo un filtrado optimizado que en
conjunto presenta mejores resultados es eI algoritmo
matricial y un filtro de Butterworth optÍmizado en función
de1 tiempo de trånsito.