Examinando por Materia "Heart rate variability"
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Publicación Acceso abierto Banco de señales fisiológicas asociadas al estrés(Universidad EIA, 2021) Bastidas González, Alejandra; Torres Villa, Róbinson AlbertoRESUMEN: Para lograr analizar la información obtenida de los sistemas fisiológicos y poder medir cuantitativamente el estrés, en este trabajo de grado se buscó crear un banco de señales fisiológicas asociadas al estrés obtenidas de un grupo de personas, en el que se almacenaron los datos obtenidos y, a partir cual sea posible realizar análisis de estas señales fisiológicas en estudios posteriores, y así, en un futuro, desarrollar métodos para tratar y controlar el estrés. Para llevar a cabo este proyecto, se inició con el planteamiento de las necesidades y requerimientos para construir un dispositivo portátil que permita adquirir dos señales fisiológicas (ECG y PPG) que sirven de insumo para obtener aquellas directamente relacionadas con el estrés: variabilidad de la frecuencia cardíaca, tiempo de tránsito de pulso y la señal de respiración. Luego, se definió el número y las características de una población de la cual se obtienen las señales, al igual que se definen los criterios de inclusión y de exclusión que permiten participar o no en el estudio, con el fin de elaborar un protocolo de pruebas basado en dicha información y a partir del cual sea posible adquirir los datos deseados. Por último, se creó una plataforma tecnológica, donde se organizan las señales insumo adquiridas, las señales procesadas relacionadas directamente con el estrés y algunas anotaciones realizadas en el momento de la prueba. De esta forma, será posible en estudios futuros, realizar diferentes análisis, tomando como base los resultados obtenidos que se encuentran almacenados en el banco de señales construido. El procedimiento metodológico anteriormente mencionado, permitió obtener un dispositivo portátil para la adquisición de señales fisiológicas asociadas al estrés, el cual cuenta con ciertas características electrónicas y físicas que cumplen con las necesidades y requerimientos planteados. Por otro lado, gracias a la creación del protocolo de pruebas utilizado para adquirir las señales, determinar los beneficios y riesgos del estudio, se realizaron pruebas de estrés a una cohorte de estudiantes de la Universidad EIA, lo que permitió obtener la información suficiente para fabricar una plataforma online que sirve como banco de señales fisiológicas que podrán ser analizadas y estudiadas en posteriores estudios. Todo el estudio realizado, estuvo regido por las normas de seguridad necesarias, contando siempre con el consentimiento de quienes hicieron parte del estudio.Publicación Acceso abierto Coherencia fisiológica en ciclistas aficionados(Universidad EIA, 2020) Guarín García, Laura Sofía; Torres Villa, Róbinson AlbertoRESUMEN: El ciclismo es un deporte que comprende grandes desafíos tanto físicos como psicológicos, por lo cual, entrenadores, especialistas en deporte y ciclistas están en constante búsqueda de entrenamientos más eficientes y personalizados que le permitan al deportista mantener un rendimiento alto sin caer en sobre entrenamientos o lesiones. La coherencia fisiológica es un estado de acoplamiento entre varios sistemas oscilatorios del cuerpo que ha demostrado tener beneficios psicofisiológicos como generar sensación general de bienestar y potenciar las capacidades sociales, físicas y cognitivas de las personas. Este trabajo de grado tiene como objetivo proponer un protocolo que permita la medición de la coherencia fisiológica en ciclistas aficionados durante el desarrollo de la actividad física, para encontrar una posible relación entre el rendimiento del deportista y su nivel de coherencia fisiológica; de esta manera podemos evaluar si la coherencia fisiológica puede convertirse en un indicador del rendimiento y del estado general del deportista. Se presenta una revisión de los protocolos existentes en la literatura, tanto de la evaluación del rendimiento en el ciclismo como de la medición de la coherencia fisiológica. Con la información recopilada se propone un protocolo para medir la coherencia fisiológica en el deportista durante la actividad física. Posteriormente, se realiza la implementación y la evaluación del protocolo propuesto mediante un caso de estudio, tomando registro se las señales de electrocardiografía, fotopletismografía y respiración, para calcular la variabilidad de la frecuencia cardiaca, el tiempo de tránsito de pulso y la frecuencia respiratoria. Luego se procesan los datos para hallar los coeficientes de coherencia fisiológica y coherencia armónica global, los cuales serán contrastados con los valores de potencia generados por el deportista y con una encuesta de percepción del esfuerzo. El análisis de estos resultados contribuye a concluir si la coherencia fisiológica está relacionada o no con el rendimiento de los ciclistas.Publicación Acceso abierto Dispositivo portátil para el análisis de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en tiempo real(Universidad EIA, 2018) Chanci Arrubla, Daniela; Mejía Mejía, ElisaLa variabilidad de la frecuencia cardíaca es una variable fisiológica que ha llamado la atención de los investigadores en los últimos años, ya que puede ser utilizada para monitorizar el sistema nervioso autónomo y está relacionada con diferentes enfermedades crónicas, como la epilepsia, que es uno de los trastornos neurológicos más comunes en el que se presentan crisis convulsivas que pueden causar lesiones y accidentes. Debido a esto, se han realizado estudios para utilizar esta variable como biomarcador para la predicción de crisis epilépticas. Este trabajo presenta el desarrollo de un dispositivo portátil para el análisis de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en tiempo real, que incluye medidas en tiempo y no lineales. Inicialmente, se realizó una revisión bibliográfica para seleccionar la estrategia óptima para la obtención de la variabilidad de la frecuencia cardíaca y la parte del cuerpo más adecuada para la ubicación del dispositivo. Luego se construyó el circuito electrónico, realizando las pruebas de funcionamiento correspondientes para proceder a la elaboración del circuito impreso, y se desarrolló el firmware necesario para el análisis de la variable fisiológica en tiempo real. Finalmente, se construyó el componente externo y se realizaron las pruebas de funcionamiento del dispositivo final.Publicación Acceso abierto Dispositivo vestible inteligente para la generación de alertas tempranas de eventos cardiovasculares de riesgo(Universidad EIA, 2022) Patiño Zambrano, Cristhian Felipe; Torres Villa, Róbinson AlbertoRESUMEN: Los sistemas basados en sensores corporales de bajo costo y dispositivos vestibles en los últimos años han abierto nuevos campos de investigación en el área de la atención en salud inteligente y portátil, considerándolas tecnologías que pueden solventar la falta de herramientas guiadas a una monitorización, detección temprana y seguimiento remoto de enfermedades cardiovasculares (ECV). Las ECV son la principal causa de muerte en todo el mundo, por esta razón, existe una creciente demanda de sistemas asequibles y confiables para detectar a tiempo estas enfermedades, que pueden implicar complicaciones graves de salud o incluso la muerte. Este trabajo presenta el diseño de un dispositivo portátil eficaz para generar alertas tempranas ante la detección de eventos cardiovasculares de riesgos utilizando un sistema programable de bajo consumo, la medida de variabilidad de la frecuencia cardiaca (HRV) junto con los índices temporales calculados en periodos de ultracorto plazo y modelos de clasificación basados en aprendizaje automático, entrenados en el ordenador a partir de 11 características extraídas de señales disponibles en Physionet. El entrenamiento consta de 80% del total de datos y la prueba del 20% restante. Se implementa un sistema de alertas tempranas para monitorear la señal de electrocardiografía del usuario, por esta razón, la evaluación de precisión del dispositivo final se lleva a cabo por medio de un simulador de pacientes Fluke MPS450 que emula las condiciones normales de la señal a diferentes frecuencias cardiacas y 36 tipos de enfermedades cardiovasculares entre las que se encuentran 9 tipos de arritmias supraventriculares, 9 tipos de arritmias prematuras, 13 tipos de arritmias ventriculares y 5 tipos de trastornos de conducción cardiaca. Cuatro algoritmos de clasificación implementados en el dispositivo discriminan una condición sana de un evento cardiovascular de riesgo con una precisión de 92.5% para el modelo de DecisionTree, 89.5% para el modelo GaussianNB, 98.6% para el SVM y 92.5% para RandomForest. Lo que implica la viabilidad y aplicabilidad de algoritmos inteligentes en dispositivos de baja capacidad para generar alertas tempranas ante una enfermedad cardiovascular.Publicación Acceso abierto Sistema para el establecimiento de la relación entre las medidas PRV (variabilidad de la frecuencia de pulso) y HRV (variabilidad de la frecuencia cardiaca)(Universidad EIA, 2020) Patiño Zambrano, Cristhian Felipe; Cortés López, Mateo; Torres Villa, Róbinson AlbertoRESUMEN: En el campo de la investigación actual, se encuentran artículos en los cuales se concluye que la medida de HRV (variabilidad de la frecuencia cardiaca) y PRV (variabilidad de la frecuencia de pulso) son lo mismo, ya que ambas señales se consideran diferencias entre los tiempos latido y latido, y por consiguiente una de ellas puede ser reemplazada por la otra. Pero, por el contrario, existen otros que refutan esta idea, realizan evaluación de escenarios y definen algunas variables de comparación como las vías de propagación (vasos, piel) y desfase de señales. En este trabajo de grado se abordaron diferentes estrategias para tratar de establecer elementos que aportarán a esta discusión. Se determinaron cuáles eran las variables dentro de estas dos señales que se pueden comparar por medio del cálculo de índices temporales, geométricos, no lineales y frecuenciales, comprobando la relación, similitud y diferencia entre la variabilidad cardiaca y la variabilidad de pulso. Además, se demostró la precisión o no, de modelos por regresiones múltiples, redes neuronales multi-layer perceptrón y redes neuronales recurrentes para la estimación de la señal de HRV por medio de la señal de PRV. Finalmente, se abordó la implementación de un dispositivo portátil que trabajó con la adquisición de las señales y mostró resultados provenientes del modelo más preciso, desarrollado por medio de una red recurrente con memoria a largo plazo (LSTM). De esta manera, se logra contribuir a la discusión existente entre estas dos señales, además de proponer más elementos en el entendimiento de la relación que hay entre una señal y la otra, aportando a que en un futuro cuando se construyan dispositivos portables que afirman adquirir HRV a través de PRV, en realidad tengan una mayor certeza de que efectivamente se está midiendo lo que se espera.Publicación Acceso abierto Sistema para la estimación del bienestar a partir de la monitorización de signos vitales(Universidad EIA, 2022) Castro Montano, Mariana; Cortés Ospina, Manuela; Torres Villa, Róbinson AlbertoRESUMEN: El propósito de este estudio es desarrollar un sistema para la estimación del bienestar de forma cuantitativa a partir del procesamiento de variables fisiológicas. Para esto se utilizaron indicadores previamente reportados en la literatura como el índice de coherencia global (ICG) y una ecuación estimada del estrés. La metodología implementada consistió en un protocolo experimental con 47 voluntarios 18 hombres y 29 mujeres. El estudio se dividió en 3 fases: en el primer y último encuentro se les solicitó a los participantes llenar una encuesta de 72 preguntas, las cuales fueron propuestas por HeartMath Institute para la estimación cualitativa del bienestar, y, a continuación, se les midieron las variables fisiológicas en intervalos de a 5 minutos en estado basal, realizando la prueba de colores de Stroop y estado basal nuevamente. En la segunda fase se les brindó a los participantes un entrenamiento para aprender a enfrentar el estrés y alcanzar un estado resiliente por medio de un programa de desarrollo de resiliencia personal. Finalmente, se obtuvo como resultado principal que el ICG ayuda a identificar qué está sucediendo a nivel emocional y, por tanto, eventualmente puede usarse con certeza como un estimador del estado de bienestar de una persona. Asimismo, se puede decir que la relación entre el ICG y la ecuación de estrés es inversa.