Títle: Heart
Rate Variability Analysis Based on Photoplethysmographic Signals
Titulo: Análisis
de la Variabilidad de la Frecuencia Cardíaca a partir de
Señales Fotopletismográficas
Autores:
Emmanuel Syed Hasan,1
José Luis Hernández Cáceres,2,3
1Physics Department, Division
Of Physical And Natural Sciences, School of Arts and Sciences, University
Of The Gambia (UTG). E-mail: syed.emmanuel@gmail.com
2Biomedical Sciences Department,
School of Medicine and Allied Health Sciences, University of The
Gambia (UTG). E-mail: cacerjlh@yahoo.com
3Universidad de Ciencias
Médicas de La Habana, La Habana, Cuba. E-mail: cacerjlh@infomed.sld.cu
Abstract
An algorithm for extracting tachograms
for Heart Rate Variability (HRV) analysis on the basis of Photoplethysmographic
(PPG) signals (instead of electro cardiograms) has been proposed.
The main feature of this proposal is to detect peaks from correlograms
between a pattern waveform and a sliding time window in the PPG
signal. Analysis was carried out with a set of two groups of patients
(young and elderly).HRV variables were estimated using the publicly
available Kubios HRV package. Results showed that both the sympathetic
component of the autonomous nervous system (assessed by LF/HF) and
the cardiovascular complexity (assessed by correlation dimension)
are reduced with age. These results are supported by literature
and may be taken as a support for the validity of the proposed algorithm.
Since oximeters for getting PPG signals are affordable even in poor
settings, this allows extending autonomic nervous system studies
into remote areas of developing countries.
Key words:
heart rate variability, PPG signal, correlogram, autonomic nervous
system, complexity.
Resumen
Se propone un algoritmo para obtener
tacogramas con la finalidad de realizar estudios de variabilidad
de la frecuencia cardiaca, partiendo de registros de señales
fotopletismográficas (PPG). La principal peculiaridad de
esta propuesta lo es la detección de los picos en las ondas
de la señal PPG a partir de un correlograma obtenido como
una secuencia de correlaciones entre una onda patrón y una
ventana deslizante de la señal PPG. Se realizó un
análisis de variabilidad de frecuencia cardiaca sobre dos
grupos de pacientes (jóvenes y de avanzada edad). Las variables
de variabilidad de frecuencia cardiaca seleccionadas se obtuvieron
a partir del programa "Kubios HRV", de acceso público
y gratuito. Los resultados mostraron que tanto el componente simpático
del Sistema Nervioso Autónomo (evaluado a través de
la variable LF/HF) como la complejidad cardiovascular (evaluada
a través de la dimensión de correlación) disminuyeron
con la edad. Estos resultados encuentran apoyo en datos de la literatura
que apoyan así la validez del algoritmo propuesto. Por cuanto
el oxímetro utilizado para obtener las señales PPG
está al alcance de instituciones primarias de salud se hace
posible de esta manera extender estudios del sistema nervioso autónomo
hacia áreas remotas de países en desarrollo.
Palabras clave:
variabilidad de la frecuencia cardiaca, señal PPG, correlograma,
sistema nervioso autónomo, complejidad.
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