Tècniques per a l’estimació precisa del HRV mitjançant un sensor fotopltismografic

The student will obtain a database measuring in at least 20 volunteers 50 minutes of two channel ECG, distal pulse measured at the finger and breathing while listening to music. After measurements, the student will develop algorithms to ascertain which is the proper processing of the pulse signal to estimate the heart rate variability when compared to that obtained with the ECG. Breathing effect on errors will be assessedIn order to facilitate the study of the heart rate variability (HRV) without the use of electrodes, some algorithms capable of accurately estimating this indicator have been studied using a photoplethysmographic sensor. To study the fidelity of the technique, a reference ECG signal has been used as a reference. To study this technique, the elaboration of a database with 22 healthy subjects has been necessary. For each volunteer, the standard I and standard II leads of the ECG as well as the photoplethismographic signal at the left hand index finger (PPG) have been recorded. Each record has a duration of 60 minutes and was acquired at a high sampling frequency (5 kHz). Throughout recording, volunteers have heard different kinds of music and we have recorded the different emotions perceived during testing. Comparing the RR time series obtained from the ECG and the several heart rate time series obtained from the photoplethismographic signal has allow us to choose which is the best fiducial point (from four candidate fiducial points) to better quantify the HRV from the PPG. Moreover, this comparison has allowed optimizing the cutoff frequencies of the PPG bandpass filtering procedure that precedes the fiducial point detection. Due to this database it was possible to make a small analysis of the HRV. From the time series RR and pulse transit time (PTT), has been sought the dependence with each person or if there was any connection with the song played during recording.Con el objetivo de facilitar el cálculo de la variabilidad del ritmo cardíaco (HRV) sin el uso de electrodos, se han estudiado algoritmos capaces de estimar con precisión este indicador a través de un sensor fotopletismográfico. Para mayor fidelidad se ha utilizado como referencia la señal ECG. Para estudiar esta técnica ha sido necesaria la elaboración de una base de datos de 22 sujetos sanos. Para cada uno se han registrado la primera y segunda derivación del ECG y la señal fotopletismográfica medida en el dedo índice de la mano izquierda (PPG). Cada registro tiene una duración de 60 minutos y se ha adquirido a una frecuencia de muestreo elevada (5KHz). Durante el registro los voluntarios han escuchado diferentes tipos de música y se han anotado las diferentes emociones percibidas durante la prueba. La comparación entre las series RR obtenidas a partir del ECG y diversas series de ritmo cardíaco obtenidas a partir de la señal fotopletismográfica han permitido dictaminar cuál es el punto fiducial más idóneo para cuantificar la HRV a partir del PPG de entre cuatro posibles puntos candidatos además de obtenerse cuál es el filtrado más apropiado que debe realizarse a la señal PPG previo a la determinación del punto fiducial. Gracias a esta base de datos se ha podido realizar un pequeño análisis sobre el HRV. A partir de las series temporales RR y de tiempo de tránsito de la onda de pulso (PTT) se ha buscado la dependencia existente con cada sujeto o si existía alguna relación con la canción reproducida durante el registro.Amb l’objectiu de facilitar l’estudi de la variabilitat del ritme cardíac (HRV) sense la necessitat de fer servir elèctrodes, s’han estudiat algorismes capaços d’estimar amb precisió aquest indicador a través d’un sensor fotoplestimogràfic. Per a una major fidelitat s’ha utilitzat com a referencia el senyal ECG. Per estudiar aquesta tècnica ha estat necessari l’elaboració d’una base de dades de 22 voluntaris sans. Per a cadascú s’han enregistrat les derivacions primera i segona de l’ECG i el senyal fotopletismogràfics mesurat al dit índex de la ma esquerra (PPG). Cada registre té una durada de 60 minuts i s’ha adquirit amb una freqüència de mostreig elevada (5 kHz). Durant el registre els voluntaris han escoltat diferents cançons i s’han anotat les diferents emocions percebudes durant la proba. La comparació entre les sèries RR obtingudes a partir de l’ECG i les diverses sèries de ritme cardíac obtingudes a partir del senyal fotopleismogràfic han permès dictaminar quin és el punt fiducial més idoni per tal de quantificar l’HRV a partir del PPG d’entre quatre possibles punts candidats. A més, l’estudi ha permès determinar el filtre passabanda més adient per filtrar el senyal PPG previ a la detecció del punt fiducial. Gràcies a aquesta base de dades s’ha pogut realitzar un petit anàlisis sobre l’HRV. A partir de les series temporals RR i de temps de trànsit de l’ona de pols (PTT) s’ha buscat la dependència que hi havia amb cada voluntari o si existia alguna relació amb la música escoltada durant el registre