¿Reloj o banda pectoral? Cómo altera la PPG la VFC

El diagrama de abajo alinea las dos señales de los mismos latidos: el electrocardiograma electrocardiograma ECG Un registro de la actividad eléctrica del corazón, tomado con electrodos sobre la piel. Los intervalos RR obtenidos con un ECG son el patrón de referencia para medir la VFC. Más sobre ECG (ECG) de una banda pectoral arriba y la fotopletismografía fotopletismografía PPG Método óptico que envía luz a la piel y detecta el pulso de la sangre con cada latido. La mayoría de los relojes, los anillos y las aplicaciones que usan la cámara del teléfono se basan en él para estimar la VFC. Más sobre PPG (PPG) de un reloj abajo.

1. Tiempo de tránsito del pulso: la onda de pulso llega a la muñeca una fracción de segundo después del pico R.
2. El tiempo de tránsito cambia con la respiración y la presión arterial, así que un intervalo PP no es una copia exacta de su intervalo RR.
3. Dispersión del instante: una onda redondeada puede medirse en su pie, en su subida más empinada o en su pico, y cada punto da un instante de latido ligeramente distinto.
4. Frecuencia de muestreo baja: con 25 muestras por segundo, el sensor ve un punto cada 40 ms, así que el instante del pico se redondea.

Dos trazados, uno sobre otro, de los mismos latidos. El trazado superior es un ECG con un pico R alto y agudo por cada latido; unos corchetes entre los picos llevan la etiqueta intervalo RR. El trazado inferior es un PPG con una onda de pulso suave y redondeada por cada latido. Cada pulso empieza poco después de su pico R, y ese retraso, el tiempo de tránsito del pulso, es un poco distinto en cada latido. En un pulso, una franja sombreada cubre el pie, la subida más empinada y el pico, los puntos que un detector podría usar como instante del latido. En otro pulso, unos puntos marcan las muestras que toma un sensor lento, separadas 40 ms, ninguna exactamente sobre el pico. Unos corchetes entre los picos de pulso llevan la etiqueta intervalo PP.

Mucha gente se pregunta si si Índice de estrés de Baevsky Un número, sin unidad, calculado a partir del histograma de los intervalos entre latidos. Sube cuando el ritmo se vuelve más estable y menos variable, algo que Baevsky interpretaba como tensión en la regulación del organismo. Más sobre Índice de estrés de Baevsky un reloj o un anillo mide la variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) tan bien como una banda pectoral. En reposo se acerca bastante; en cuanto te mueves, bastante menos. Esta página explica por qué, paso a paso: cómo el reloj o el anillo convierte pulsos de luz en una lista de intervalos entre latidos, dónde entra el error de tiempo en cada paso y qué valores de VFC altera más ese error. Amplía la comparación que se hace en cómo se mide la VFC. Para conocer la propia onda de pulso y lo demás que mide un sensor de PPG, empieza por PPG: cómo lee el pulso un reloj.

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Dos señales de un mismo latido

Una banda pectoral es un pequeño ECG. Dos electrodos captan la onda eléctrica que recorre el músculo cardiaco justo antes de que se contraiga. En el trazado, cada latido dibuja un pico alto y estrecho, la onda R, que sube y baja en unas centésimas de segundo. Su cima es fácil de situar en el tiempo, de modo que el tiempo entre una onda R y la siguiente, el intervalo RR intervalo RR Intervalo RR El tiempo que pasa de un latido al siguiente, medido en milisegundos entre los picos R de un ECG. La VFC se calcula a partir de una serie de estos intervalos. Más sobre Intervalo RR , registra con precisión cuándo se disparó el marcapasos natural marcapasos natural Nodo sinusal El marcapasos natural del corazón, un pequeño grupo de células que inicia cada latido normal. Si nada lo regula, marca unos 100 latidos por minuto; en reposo, el nervio vago lo mantiene por debajo de ese ritmo. Más sobre Nodo sinusal del corazón (Task Force, 1996).

Un reloj o un anillo usa la PPG, un sensor óptico. Una luz ilumina la piel y un fotodiodo mide cuánta vuelve. Cuando un latido empuja sangre a los vasos pequeños que hay bajo el sensor, se absorbe algo más de luz, y el sensor ve una onda suave por cada latido. El tiempo entre una onda y la siguiente es el intervalo pulso a pulso (PP), y la variación de esos intervalos es la variabilidad de la frecuencia del pulso variabilidad de la frecuencia del pulso Variabilidad de la frecuencia del pulso Variación del tiempo entre un pulso y el siguiente, medida de forma óptica por relojes, anillos y cámaras de teléfono. En reposo sigue de cerca a la VFC, pero se aleja de ella durante el movimiento. Más sobre Variabilidad de la frecuencia del pulso (PRV).

Hay tres diferencias que afectan a la medida del tiempo:

• El pulso llega más tarde. La onda de presión tiene que salir del corazón y recorrer las arterias. En 32 adultos acostados, el tiempo desde la onda R hasta el pie del pulso, donde empieza a subir, fue de 126 ms en la oreja y de 269 ms en el dedo (Block y colaboradores, 2020). La muñeca queda entre ambos, así que un reloj probablemente ve cada pulso unos 150 a 300 ms después de la onda R, según la persona y el punto del pulso que se tome como referencia. Ese rango es una estimación nuestra, no un valor medido.
• El retraso cambia. El tiempo de tránsito se acorta cuando sube la presión arterial y se alarga cuando baja (Mukkamala y colaboradores, 2015), y oscila con la respiración. En 15 personas sanas que respiraban a un ritmo pautado, el mayor cambio en el tiempo de tránsito osciló entre 7 y 23 ms según la persona (Drinnan y colaboradores, 2001). Esos milisegundos acaban en los intervalos PP, aunque el corazón no los produjo.
• El pulso es redondeado. La onda R sube y baja en unas pocas decenas de milisegundos. La onda de pulso tarda alrededor de una décima de segundo solo en subir, y su cima es ancha y plana. Situar en el tiempo una cima ancha cuesta más que situar un pico estrecho.

Paso a paso: de la luz al valor de VFC

Todos los relojes, anillos y pulseras siguen alguna versión de esta cadena. Los fabricantes no publican los detalles, así que conviene tomar los pasos como el método general y no como el de un producto concreto.

El diagrama de abajo muestra los siete pasos, numerados igual que los apartados siguientes, con lo que puede fallar en cada uno.

1. 1 Entra la luz, sale la señal en bruto Un LED ilumina la piel y un fotodiodo mide la luz que vuelve. Precisión que se pierde aquí: Una correa mal ajustada, la luz del día, la piel fría o la tinta oscura de un tatuaje pueden reducir la onda hasta dejarla apenas por encima del ruido del propio sensor.
2. 2 Muestreo El sensor toma una muestra a intervalos fijos, que marca la frecuencia de muestreo. Precisión que se pierde aquí: Un pulso solo se puede situar en una marca, así que el instante de cada pulso se redondea.
3. 3 Filtrado Se suaviza el ruido rápido y se elimina la deriva lenta. Precisión que se pierde aquí: El suavizado aplana cada pulso; un desfase que depende de su forma desplaza el instante del latido.
4. 4 Localizar el mismo punto en cada pulso El detector mide un punto de referencia: el pie, la subida más empinada o el pico. Precisión que se pierde aquí: El ruido desplaza más un pico ancho y plano que una subida empinada.
5. 5 La serie de intervalos Se resta cada instante de pulso del siguiente: un valor por latido. Precisión que se pierde aquí: Un pulso medido tarde hace que un intervalo salga demasiado largo y el siguiente demasiado corto.
6. 6 Depuración y relleno de huecos Los pulsos perdidos y los falsos se descartan, se rellenan o se sustituyen. Precisión que se pierde aquí: Cada latido rellenado o sustituido es una suposición, y el método de edición cambia los resultados.
7. 7 La ventana y el valor El firmware elige un tramo de datos, como ventanas cortas por la noche o en reposo, y aplica una fórmula. Precisión que se pierde aquí: Las ventanas cortas contienen menos latidos, así que unos pocos erróneos pesan más.

Más afectadas: RMSSD, pNN50, SD1, HF · Menos afectadas: FC media, LF, SD2

Una cadena de siete pasos de arriba abajo: entra la luz y sale la señal en bruto, muestreo, filtrado, localizar el mismo punto en cada pulso, la serie de intervalos, depuración y relleno de huecos, y la ventana y el valor. Junto a cada paso aparece el error que puede entrar en él: una onda débil por el ajuste, la luz del día, la piel fría o la tinta, el redondeo a las marcas de muestreo, un pulso aplanado, el ruido que desplaza el punto elegido, un pulso tardío que alarga un intervalo y acorta el siguiente, latidos supuestos y ventanas cortas. Una franja final indica que las medidas más afectadas son el RMSSD, el pNN50, el SD1 y la HF, y las menos afectadas, la frecuencia cardiaca media, la LF y el SD2.

1. Entra la luz, sale la señal bruta

Un LED, normalmente verde en la muñeca, ilumina la piel, y un fotodiodo mide, muchas veces por segundo, la luz que vuelve. Casi toda esa luz vuelve sin cambios; la ondulación latido a latido es solo una pequeña parte, por eso la electrónica la amplifica.

Lo que puede fallar: una correa mal ajustada, la luz del día que se cuela, la piel fría o la tinta oscura de un tatuaje pueden reducir la ondulación hasta dejarla apenas por encima del ruido del propio sensor. La PPG explicada lo detalla.

2. El muestreo: el reloj

El sensor no ve una onda continua. Toma una medición en instantes fijos, que marcan la frecuencia de muestreo frecuencia de muestreo Frecuencia de muestreo Cuántas veces por segundo mide un sensor la señal, en hercios (Hz). Determina con qué precisión se sitúa cada latido en el tiempo: unos ±1 ms a 1000 Hz, ±4 ms a 250 Hz y ±20 ms con una cámara de 25 Hz. Más sobre Frecuencia de muestreo . A 25 muestras por segundo, los instantes están separados 40 ms; a 64, unos 16 ms; a 500, 2 ms. Un pulso solo puede situarse en uno de esos instantes, así que el tiempo de cada pulso puede desviarse hasta la mitad de la separación entre instantes: ±20 ms a 25 Hz y ±1 ms a 500 Hz.

El precio: cada intervalo PP arrastra el redondeo del pulso de cada extremo. Por sí solo, ese error es pequeño frente a un intervalo de 900 ms, pero la VFC se construye con cambios de 10 a 50 ms, de modo que el redondeo puede ser una parte grande de lo que se mide. Del electrodo al número lo calcula con cifras reales.

3. El filtrado

Antes de buscar pulsos, el software interno suaviza la señal (un filtro paso bajo) para recortar el ruido rápido, y elimina la deriva lenta (un filtro paso alto) causada por la respiración, la postura y la presión sobre el sensor.

El precio: suavizar quita ruido, pero también desdibuja la forma de cada pulso, y un filtro que no es simétrico en el tiempo desplaza todos los pulsos la misma cantidad. Un desplazamiento constante no importa para los intervalos; uno que depende de la forma de cada pulso, sí.

4. Encontrar el mismo punto en cada pulso

El detector elige en cada pulso un punto de referencia, el punto fiducial, y lo sitúa en el tiempo. Hay tres opciones habituales:

• El pie, donde el pulso empieza a subir. Tomar la muestra más baja no es fiable, porque el valle es plano. El método habitual traza una tangente a lo largo de la subida empinada y busca dónde corta el nivel del valle anterior: el método de las tangentes que se cruzan.
• El punto de subida más empinada, el máximo de la primera derivada.
• La cima, el punto más alto de la onda.

El diagrama de abajo marca los tres en un mismo pulso.

1. El pie: donde una tangente a la subida empinada corta el nivel del valle anterior (método de las tangentes que se cruzan).
2. El tramo más empinado de la subida: el ruido desplaza muy poco en el tiempo un flanco empinado.
3. El pico: cerca de una cima ancha y plana, un poco de ruido puede desplazar varios milisegundos la muestra más alta.

Una onda de pulso suave. Una línea discontinua recorre el valle anterior al pulso y una segunda línea discontinua recorre la subida empinada; donde se cruzan está marcado el pie. Un punto a media altura de la subida marca el tramo más empinado, con una barra muy corta que lo cruza. Un punto en la cima redondeada marca el pico, con una barra mucho más ancha, que muestra que el ruido puede desplazar mucho más el instante del pico.

La subida más empinada suele ser el punto más estable, porque el ruido apenas desplaza en el tiempo un flanco muy inclinado. La cima es el menos estable: cerca de una cima ancha y plana, un poco de ruido puede desplazar varios milisegundos la muestra más alta, y la cima también se mueve cuando la forma del pulso cambia con la respiración o la presión arterial. La evidencia coincide. En un estudio con mesa basculante que registró la PPG del dedo y de la frente junto con un ECG, el punto medio de la subida, el máximo de la primera derivada y las tangentes que se cruzan dieron los intervalos PP más cercanos a los intervalos RR, mientras que la cima y el simple punto del pie fueron los que menos coincidieron (Peralta y colaboradores, 2019). Un estudio en el lóbulo de la oreja que comparó seis métodos halló que el de las tangentes que se cruzan era el mejor, con una raíz de la diferencia cuadrática media respecto al intervalo RR de 5,69 ms (Hemon y Phillips, 2015). La misma lógica explica un hallazgo de los trabajos sobre presión arterial sin manguito: apretar más el sensor desplaza el tiempo de la cima aproximadamente el doble que el del pie (Block y colaboradores, 2020, que cita su estudio anterior).

La interpolación ayuda en este paso. En vez de usar el instante más cercano al punto de referencia, el detector ajusta una curva pequeña a través de las muestras de alrededor y lee el punto entre instantes. En un pulso ancho, que abarca varias muestras, así se recupera casi toda la precisión perdida.

5. La serie de intervalos

Si restas cada tiempo de pulso al siguiente, obtienes la serie PP: un valor por latido, en milisegundos. Todos los errores de los pasos 1 a 4 ya están dentro de esos valores. Un pulso situado 5 ms tarde alarga un intervalo 5 ms y acorta el siguiente 5 ms.

6. Limpieza y relleno de interrupciones

A veces se pierden pulsos, durante el movimiento o cuando un latido prematuro latido prematuro Latido ectópico Un latido que nace fuera del marcapasos normal del corazón y suele llegar antes de tiempo. Los latidos ectópicos son frecuentes, pero distorsionan la VFC si no se eliminan o se corrigen. Más sobre Latido ectópico bombea muy poca sangre. A veces se detectan pulsos falsos, cuando un paso o un movimiento brusco parece un latido. El software interno tiene que reparar la serie antes de calcular nada. Las reglas típicas descartan un pulso que llega demasiado pronto tras el anterior para ser real, rellenan una interrupción larga con latidos espaciados por igual y sustituyen un intervalo que difiere demasiado de sus vecinos por una media local. Las normas de VFC exigen tratar los latidos anormales y los artefactos artefactos Artefacto Un error en el registro de los latidos (uno no detectado, uno de más o uno mal situado en el tiempo), a menudo por movimiento o mal contacto del sensor. Puede distorsionar mucho los valores de VFC. Más sobre Artefacto antes del análisis (Task Force, 1996), y el propio método de edición cambia los resultados (Peltola, 2012). Borrar intervalos une latidos que nunca fueron vecinos; rellenarlos suaviza la serie.

El precio: cada latido rellenado o sustituido es una suposición, normalmente suave, así que reduce la variación entre latidos en el punto donde está. Las interrupciones también perjudican. En 20 voluntarios sanos, los intervalos entre latidos del Apple Watch tuvieron de media cinco interrupciones por registro, de unos 6,5 segundos cada una. Las medidas en el dominio del tiempo no se vieron afectadas de forma significativa, pero la potencia LF potencia LF Potencia LF La varianza de los intervalos entre latidos que cae en la banda de 0,04 a 0,15 Hz, en ms²: ritmos que se repiten cada 7 a 25 segundos. Antes se leía como actividad simpática, una lectura hoy discutida. Más sobre Potencia LF y la HF HF Potencia HF La varianza de los intervalos entre latidos que cae en la banda de 0,15 a 0,40 Hz, en ms²: el rango de la respiración normal. Refleja sobre todo la actividad vagal si se respira de 9 a 24 veces por minuto. Más sobre Potencia HF fueron significativamente menores (Hernando y colaboradores, 2018).

7. La ventana y el valor final

Por último, el software interno elige qué tramo de datos usar y aplica una fórmula. La mayoría de los relojes y anillos no calculan la VFC con todos los latidos del día. Toman ventanas cortas por la noche o en reposo, las promedian y muestran un solo valor; cada marca lo hace de una forma distinta, como describen la VFC por dispositivo y la lección sobre por qué los dispositivos no coinciden. Las ventanas cortas contienen menos latidos, así que unos pocos malos pesan más.

Seis fuentes de error de tiempo

Cada esquema de abajo corresponde a una de las seis causas de la lista numerada que viene después.

1. 1 Muestreo

   Cada pulso se redondea a la marca más cercana: un error de hasta la mitad del intervalo entre marcas.

2. 2 El punto de referencia

   Un pico ancho y plano se desplaza con facilidad por el ruido; una subida empinada, no.

3. 3 Tiempo de tránsito

   La respiración, la presión arterial y la postura cambian latido a latido el retraso entre el corazón y el sensor.

4. 4 Movimiento

   El movimiento del brazo y la muñeca produce oscilaciones mucho mayores que el pulso.

5. 5 Un pulso débil

   El pulso se reduce mientras el ruido del sensor sigue igual, así que cada punto de referencia fluctúa más.

6. 6 Latidos perdidos y extra

   Cada uno obliga a una corrección, y cada corrección es una suposición.

Seis esquemas pequeños. 1, Muestreo: puntos sobre un pulso, separados unas pocas decenas de milisegundos; ninguno cae en el pico, así que el más cercano se queda a una fracción de intervalo. 2, El punto de referencia: un pulso con un tramo ancho sobre la cima plana y un tramo estrecho sobre la subida empinada, que muestran cuánto desplaza el mismo ruido cada punto en el tiempo. 3, Tiempo de tránsito: picos de ECG sobre ondas de pulso; el retraso entre cada pico y su pulso es un poco distinto en cada latido. 4, Movimiento: un tramo tranquilo de pulsos pequeños y después oscilaciones mucho mayores que el pulso. 5, Un pulso débil: un pulso pequeño y con ruido bajo el contorno discontinuo de uno fuerte, con una dispersión mayor del instante de cada latido. 6, Latidos perdidos y extra: marcas sobre los pulsos detectados; un pulso pequeño no tiene marca, y una sacudida entre dos latidos recibe una marca de más.

Cada paso anterior añade su propio error. Agrupados por causa:

1. El muestreo. Redondear cada pulso al instante más cercano supone un error de hasta la mitad de la separación entre instantes. Un estudio piloto que remuestreó a menor frecuencia una PPG registrada a 10.000 muestras por segundo no encontró ninguna medida que difiriera de forma significativa de la VFC por ECG por encima de 25 Hz. Por debajo de esa frecuencia, el pNN50 pNN50 pNN50 Porcentaje de intervalos NN contiguos que difieren en más de 50 milisegundos. Sigue los cambios rápidos de origen vagal, como el RMSSD, pero como proporción y no como magnitud. Más sobre pNN50 fue el primero en fallar (a 20 Hz o menos) y el RMSSD RMSSD RMSSD Raíz cuadrada de la media de los cuadrados de las diferencias sucesivas: medida de VFC basada en cuánto difiere cada intervalo entre latidos del siguiente, en milisegundos. Refleja sobre todo la actividad vagal. Más sobre RMSSD el siguiente (a 15 Hz o menos), mientras que el intervalo medio y la potencia VLF potencia VLF Potencia VLF Varianza de los intervalos RR en la banda de 0,003 a 0,04 Hz, en ms²: ritmos con ciclos de 25 segundos a 5 minutos. Necesita al menos 5 minutos de registro y se interpreta mejor en 24 horas. Más sobre Potencia VLF y LF se mantuvieron en todas las frecuencias probadas (Choi y Shin, 2017). Un estudio de 57 registros de cinco minutos fijó un límite más estricto: el RMSSD se mantuvo dentro del 5 % del valor a 1000 Hz hasta 50 muestras por segundo sin interpolación, y hasta 20 con ella; la frecuencia de pulso media se mantuvo dentro del 0,05 % con 5 muestras por segundo (Béres y Hejjel, 2021).
2. El punto de referencia. El ruido desplaza con facilidad una cima ancha y plana; una subida empinada, no (Peralta y colaboradores, 2019).
3. El tiempo de tránsito. La respiración, la presión arterial y la postura cambian latido a latido el retraso entre el corazón y el sensor (Drinnan y colaboradores, 2001; Mukkamala y colaboradores, 2015). Esto añade una variabilidad que viene de los vasos. Algunos investigadores la ven como un defecto de la PRV; otros, como información adicional sobre la circulación (Mejía-Mejía y colaboradores, 2020).
4. El movimiento. Los movimientos del brazo y la muñeca desplazan el sensor y empujan la sangre, y producen oscilaciones mucho mayores que el pulso. En un estudio con relojes y pulseras de consumo y de investigación, el error de la frecuencia cardiaca durante la actividad fue de media un 30 % mayor que en reposo (Bent y colaboradores, 2020), y la VFC, que necesita todos los latidos, sufre mucho más que la frecuencia cardiaca.
5. Un pulso débil. Las manos frías, un sensor mal ajustado o poco flujo de sangre a la piel reducen el pulso mientras el ruido del sensor sigue igual. Entonces todos los puntos de referencia oscilan más. En un estudio de exposición al frío, la PRV medida en el dedo de la mano y en el del pie se apartó de la VFC por ECG más que la PRV de la oreja (Mejía-Mejía y colaboradores, Frontiers in Physiology, 2020).
6. Latidos perdidos y latidos de más. Cada uno obliga a una reparación, y cada reparación es una conjetura (Peltola, 2012; Hernando y colaboradores, 2018).

Pruébalo: un latido, dos sensores

El gráfico interactivo de abajo es un modelo didáctico de estos pasos. Cinco minutos de latidos sintéticos en reposo se sitúan en el tiempo dos veces: con un ECG y con un sensor de muñeca simulado que ve una onda de pulso unos 200 ms más tarde, la muestrea, la suaviza, encuentra un punto en cada pulso y limpia la serie. Después se calculan todos los parámetros de VFC con ambas señales, con el mismo código que la calculadora de VFC de este sitio.

ECG y PPG, latido a latido

Latidos sintéticos, no un registro

Banda pectoral (ECG) arriba, reloj (PPG) abajo Pico R Punto medido Rellenado

ECG PPG

0 s 5 s

Retraso, del pico R al punto medido

327 ms

Rango del retraso en 5 min

28 ms

Paso de tiempo

±7,8 ms

Latidos corregidos

0

A 64 Hz, midiendo el pico, cada intervalo de pulso se aparta de su intervalo de ECG en 7,8 ms (desviación estándar). Frente al ECG, el RMSSD difiere en +11,4% y la potencia HF en +20,7%, mientras que la frecuencia cardiaca media difiere en 0,0%.

Frecuencia de muestreo 64 Hz, una muestra cada 15,6 ms 255064100128250500

Punto medido en cada pulso

Pie Subida más empinada Pico

Efecto de la respiración sobre el tiempo de tránsito

Ninguno Típico Fuerte

Movimiento

Sin movimiento Leve Caminando

Intensidad del pulso

Normal Débil (manos frías)

Interpolar entre muestras

Primeros cinco latidos

Latido	RR del ECG ms	PP del PPG ms	Diferencia ms
1	859	859	0
2	863	875	12
3	840	828	−12
4	799	813	14
5	822	813	−9

Cinco minutos, PPG frente a ECG

Parámetro	ECG	PPG	Diferencia
FC media lpm	68,1	68,1	0,0%
SDNN ms	35,6	36,9	+3,7%
RMSSD ms	30,0	33,4	+11,4%
pNN50 %	9,4	9,1	−3,1%
SD1 ms	21,2	23,6	+11,4%
SD2 ms	45,6	46,5	+1,9%
LF ms²	422	427	+1,1%
HF ms²	334	403	+20,7%
LF/HF	1,26	1,06	−16,2%
DFA α1	0,91	0,87	−4,6%
SampEn	1,97	1,93	−1,7%

Las barras parten del centro y se detienen en ±50 %. El ámbar significa que el reloj da un valor más alto que el ECG, y el verde, más bajo. Las filas ámbar de la tabla de latidos las rellenó o recalculó el corrector.

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Dos trazados de los primeros 5 segundos: un ECG con un pico R alto y estrecho por latido y, debajo, un PPG con un pulso redondeado por latido que empieza unos 200 milisegundos después de cada pico R. Unas líneas discontinuas bajan desde cada pico R y unas marcas cortas señalan el punto medido en cada pulso. Unos indicadores dan el retraso medio del pico R a ese punto, cuánto oscila el retraso, el paso de tiempo del sensor y cuántos latidos corrigió el corrector. Una tabla enumera los cinco primeros intervalos de latido a latido del ECG y del PPG, y su diferencia en milisegundos. Una segunda tabla enumera once parámetros de VFC de cinco minutos de ambos, con la diferencia del PPG como porcentaje y una barra pequeña. Con los ajustes iniciales (64 Hz, el pico, sin interpolación, respiración típica, sin movimiento) las diferencias son: FC media 68,1 en el ECG, 68,1 en el PPG, 0,0%; SDNN 35,6 en el ECG, 36,9 en el PPG, +3,7%; RMSSD 30,0 en el ECG, 33,4 en el PPG, +11,4%; pNN50 9,4 en el ECG, 9,1 en el PPG, −3,1%; SD1 21,2 en el ECG, 23,6 en el PPG, +11,4%; SD2 45,6 en el ECG, 46,5 en el PPG, +1,9%; LF 422 en el ECG, 427 en el PPG, +1,1%; HF 334 en el ECG, 403 en el PPG, +20,7%; LF/HF 1,26 en el ECG, 1,06 en el PPG, −16,2%; DFA α1 0,91 en el ECG, 0,87 en el PPG, −4,6%; SampEn 1,97 en el ECG, 1,93 en el PPG, −1,7%. Un control deslizante ajusta la frecuencia de muestreo de 25 a 500 Hz. Unos botones de opción eligen el punto medido en cada pulso, el efecto de la respiración sobre el tiempo de tránsito, el movimiento y la intensidad del pulso, y una casilla activa la interpolación entre muestras.

Cosas que probar:

• Empieza a 64 Hz, con el «Pico». El RMSSD y la potencia HF salen entre una décima y una quinta parte más altos; la frecuencia cardiaca media frecuencia cardiaca media RR medio El tiempo medio entre latidos en un registro, en milisegundos. La frecuencia cardiaca es el mismo valor al revés: 60.000 dividido entre el RR medio. Más sobre RR medio no cambia.
• Baja a 25 Hz. El RMSSD sube un tercio o más, el pNN50 y la potencia HF lo siguen, y el DFA α1 DFA α1 DFA α1 Exponente de escala a corto plazo del análisis de fluctuaciones sin tendencia. Cerca de 1, los latidos tienen memoria a todas las escalas; cerca de 0,5 se comportan como ruido. El α2 es la misma pendiente en tramos más largos. Más sobre DFA α1 baja. Ahora activa la interpolación y verás que se recupera casi todo.
• Pasa del «Pico» a la «Subida más empinada» o al «Pie», a 250 Hz. El error de los intervalos se reduce.
• Pon el efecto de la respiración en «Fuerte» y deja todo lo demás ideal. La oscilación del tiempo de tránsito, por sí sola, infla el RMSSD y la potencia HF mientras la LF se queda donde está.
• Elige «Caminando». El software interno pierde latidos y se inventa otros, el algoritmo de limpieza tiene que adivinar, y todas las medidas latido a latido se desmoronan, mientras que la frecuencia cardiaca media apenas se desvía unas décimas de punto porcentual.

El modelo es una simplificación. Los sensores reales filtran de otra manera, el tiempo de tránsito real varía de formas más complejas y las reglas de limpieza reales son privadas. Toma sus valores como una indicación de la dirección y del tamaño aproximado de cada efecto, no como un pronóstico para tu dispositivo.

Qué parámetros de VFC se resienten, y por qué

El gráfico de abajo resume la tabla que viene más adelante en esta sección: cuantos más segmentos llenos, más altera el error de tiempo de la PPG esa medida.

Medida Muy baja Alta

Dominio del tiempo

• Frecuencia cardiaca media : Muy baja
• SDNN (5 minutos o más) : Entre baja y moderada (mecanismo)
• RMSSD : Alta (mecanismo)
• pNN50 : Alta, y errática (mecanismo)

Diagrama de Poincaré

• SD1 : Alta (mecanismo)
• SD2 : Baja (mecanismo)

Dominio de la frecuencia

• Potencia HF : Alta
• Potencia LF : Baja por fluctuación, moderada por huecos (mecanismo)
• LF/HF : Entre moderada y alta (mecanismo)

No lineales

• DFA α1 : Moderada (mecanismo)
• Entropía muestral y aproximada : Moderada, el sentido varía (mecanismo)

Sensibilidad Extremo superior de un intervalo No alcanzado

Un gráfico con una fila por cada medida de VFC, agrupadas en dominio del tiempo, diagrama de Poincaré, dominio de la frecuencia y medidas no lineales. Cada fila tiene una barra de cuatro segmentos, de sensibilidad muy baja a alta, y las palabras de la tabla para esa fila.

Dos ideas explican casi toda la tabla.

La primera es que el error de tiempo es casi siempre aleatorio de un pulso a otro. Un pulso situado un poco tarde alarga un intervalo y acorta el siguiente, así que el error cae de lleno sobre las diferencias entre latidos. Si el tiempo de cada pulso se desvía una cantidad aleatoria con una desviación estándar σ, cada diferencia sucesiva lleva un error con una varianza de 6σ², y el RMSSD crece aproximadamente así:

$$\text{RMSSD}_{\text{PPG}}^2 \approx \text{RMSSD}_{\text{ECG}}^2 + 6\sigma^2$$

Se lee así: el ruido de tiempo, elevado al cuadrado, se suma al RMSSD elevado al cuadrado. Con σ = 5 ms, 6σ² son 150 ms². Un RMSSD real de 30 ms se mide entonces como unos 32 ms, un 8 % más alto; un RMSSD real de 15 ms se mide como unos 19 ms, casi un 30 % más alto. El mismo error de tiempo importa más en personas con VFC baja. Esta fórmula es una derivación nuestra a partir de la definición del RMSSD, suponiendo que los errores son independientes, y es un mecanismo, no un resultado publicado.

La segunda idea tiene que ver con la frecuencia. El error aleatorio en los tiempos de pulso se convierte en un error rápido, en zigzag, en los intervalos, que en un espectro se sitúa sobre todo en la banda de alta frecuencia, la banda donde está la variación ligada a la respiración. Los ritmos lentos, como la banda LF, y las derivas lentas apenas lo notan.

«Mecanismo» indica un razonamiento a partir de cómo está construida la medida, no un resultado medido. En la práctica, la limpieza del software interno y la elección de la ventana pesan a menudo tanto como el sensor, así que un dispositivo puede salir peor o mejor de lo que predice esta tabla.

Qué dice la evidencia

Cómo se mide la concordancia, en palabras sencillas

Los estudios de validación comparan un dispositivo con una referencia, normalmente un ECG, en las mismas personas y al mismo tiempo. La correlación por sí sola engaña, porque dos métodos pueden subir y bajar a la vez y aun así discrepar mucho (Bland y Altman, 1986). El resumen habitual es un análisis de Bland-Altman:

• El sesgo medio es la diferencia media entre el dispositivo y la referencia. Un sesgo de +3 ms significa que el dispositivo marca 3 ms de más, de media.
• Los límites de concordancia son el intervalo en el que cae el 95 % de las diferencias individuales, el sesgo más o menos unas dos desviaciones estándar. Unos límites amplios significan que, aunque no haya sesgo medio, una medición concreta puede quedar muy lejos.

Muchos estudios de relojes y anillos también dan el error porcentual absoluto medio (MAPE) y un coeficiente de concordancia (CCC); la VFC por dispositivo los explica.

En reposo y durante el sueño

Con el cuerpo quieto se obtienen los mejores resultados.

• Una revisión de estudios que comparaban la PRV con la VFC encontró que la PRV era suficientemente precisa en reposo, aunque muchos estudios hallaron cierta sobrestimación de la variabilidad a corto plazo, que los autores atribuyeron a la acción de la respiración sobre la circulación (Schäfer y Vagedes, 2013).
• En 17 jóvenes sobre una mesa basculante, las medidas de PRV y de VFC no difirieron de forma significativa y se correlacionaron por encima de 0,97; las diferencias que quedaron estaban sobre todo en la banda HF (Gil y colaboradores, 2010).
• La PRV sirvió bien como sustituto de la VFC en personas sanas en reposo, con correlaciones superiores al 82 %, pero peor después del ejercicio y en personas con enfermedad cardiaca, sobre todo en las medidas de frecuencia (Pinheiro y colaboradores, 2016).
• Durante la noche, frente al ECG de una banda pectoral, en 13 adultos sanos a lo largo de 536 noches: el Oura Ring Gen 4 tuvo un CCC de 0,99 y un MAPE del 5,96 % para el RMSSD; el Oura Gen 3, 0,97 y 7,15 %; el WHOOP 4.0, 0,94 y 8,17 %; el Garmin Fenix 6, 0,87 y 10,52 %; y el Polar Grit X Pro, 0,82 y 16,32 % (Dial y colaboradores, 2025).
• En 35 adultos sanos en casa, un anillo Oura midió con precisión la frecuencia cardiaca y el RMSSD nocturnos, tanto en ventanas de 5 minutos como en la media de la noche, a juicio de los autores, aunque su RMSSD quedó, de media, unos 15 ms por debajo del obtenido con el ECG. El SDNN, el pNN50 y la HF solo fueron aceptables como medias nocturnas, y la LF y el LF/HF tuvieron un error alto en ambos casos (Cao y colaboradores, 2022).
• En 53 adultos en un laboratorio del sueño, el WHOOP 3.0, cuyo fabricante facilitó los intervalos entre latidos sin procesar, coincidió casi a la perfección con el ECG (correlación intraclase de 0,99, subestimación media de 4,5 ms). El Apple Watch, el Polar y el Oura, con su propio procesamiento, tuvieron una buena concordancia (de 0,63 a 0,67), y una prueba de 3 minutos del Garmin hecha en vigilia tuvo una concordancia escasa (0,24). Varios dispositivos marcaban demasiado alta una VFC baja y demasiado baja una VFC alta (Miller y colaboradores, 2022).

Banda, anillo, muñeca y cámara, frente a frente

En un estudio con cinco adultos jóvenes y 148 pruebas en reposo frente a un ECG de varias derivaciones, la misma aplicación dio un error medio del RMSSD del 4,10 % con una banda pectoral Polar H10 y del 9,43 % con la cámara del teléfono. Un anillo Oura tuvo un 6,84 %, y otro sistema de banda pectoral, con una prueba de tres minutos, un 11,27 % (Stone y colaboradores, 2021). En 29 personas sanas en reposo, la PPG del teléfono y una banda pectoral concordaron de forma aceptable con un ECG para el RMSSD (Plews y colaboradores, 2017). El sensor es un factor entre varios; la duración del registro y el procesamiento también cuentan. La VFC con la yema del dedo trata con más detalle las cámaras del teléfono, las pinzas para el dedo y los anillos.

Con movimiento

Las bandas pectorales aguantan. Comparada con el trazado de ECG sin procesar, una banda Polar H10 situó correctamente en el tiempo el 99,6 % de los latidos en actividades de intensidad suave a alta, y el 99,4 % durante el ejercicio de alta intensidad (Gilgen-Ammann y colaboradores, 2019). Los sensores ópticos no: la actividad física y algunos factores de estrés mental empeoraron mucho la concordancia entre la PRV y la VFC, a menudo hasta niveles inaceptables (Schäfer y Vagedes, 2013). Esa es la razón principal de que la mayoría de los dispositivos midan la VFC durante el sueño.

El debate en internet, visto con imparcialidad

Dos bandos discuten en internet sobre la VFC que miden relojes y anillos.

«La PRV no es VFC». Este bando tiene razón en lo físico. Un dispositivo de PPG mide el pulso en la piel, y esa señal incluye cambios del tiempo de tránsito, el tono de los vasos y la forma del pulso, además del ritmo del corazón. Las revisiones concluyen que la PRV no debe tratarse como un sustituto válido de la VFC en todas las situaciones (Mejía-Mejía y colaboradores, 2020), y la diferencia se amplía con el movimiento, el estrés, el frío, el ejercicio y la enfermedad cardiaca (Schäfer y Vagedes, 2013; Pinheiro y colaboradores, 2016).

«En reposo, se acerca lo suficiente». Este bando tiene razón en lo práctico. En una persona sana y quieta, sobre todo con la media de una noche, los mejores dispositivos quedan de media a pocos milisegundos de un ECG (Dial y colaboradores, 2025), y eso es poco comparado con los cambios de una noche a otra que sigue la mayoría de la gente.

Las dos cosas pueden ser ciertas a la vez. La diferencia importa cuando:

• necesitas precisión latido a latido, como en las mediciones breves sueltas, el pNN50, la potencia HF o el DFA α1;
• mides durante el ejercicio o justo después;
• tu ritmo es irregular, con latidos extra frecuentes o fibrilación auricular, porque esos latidos a menudo se pierden o se suavizan;
• haces investigación, o comparas valores entre dispositivos o con normas publicadas.

Importa mucho menos cuando sigues tu propio RMSSD nocturno en el mismo dispositivo, llevado de la misma forma, noche tras noche. Un dispositivo que marca 3 ms de más cada noche te sigue mostrando en qué dirección vas.

Qué hacer

• Usa un solo dispositivo y compáralo solo consigo mismo. Cada marca tiene su propio sensor, su punto de referencia, su limpieza y su ventana, así que los valores absolutos de dos dispositivos no son intercambiables.
• Fíjate en las tendencias, no en valores sueltos. Las medias nocturnas son más fiables que una medición breve suelta.
• Usa una banda pectoral para las mediciones matutinas breves, para cualquier medición en torno al ejercicio y para la investigación. Sitúa en el tiempo la onda R eléctrica y aguanta el movimiento.
• Ayuda al sensor óptico. Ajústalo bien, evita moverte durante las mediciones puntuales y calienta antes las manos si están frías.
• Ten cuidado con las medidas más finas de un reloj o un anillo. Toma el pNN50, la HF, el LF/HF y el DFA α1 de un reloj como valores aproximados.
• Si notas el latido irregular, consulta a un médico. Ninguno de los dos dispositivos es un ECG de uso clínico.

Para un resumen de la evidencia en términos sencillos, lee ¿Muñeca o banda pectoral: cuál mide mejor la VFC?, y para saber qué muestra cada marca, la VFC por dispositivo.