Frequenza di campionamento

Un sensore non osserva il cuore in modo continuo. Scatta istantanee, molte volte al secondo, e la frequenza di campionamento dice quante. Un dispositivo può collocare un battito solo su una delle sue istantanee, quindi il tempo che passa tra un’istantanea e l’altra limita la precisione con cui può collocare nel tempo ogni battito.

Quigley e colleghi (2024) danno i valori per un ECG ECG ECG Una registrazione dell'attività elettrica del cuore, ottenuta con elettrodi sulla pelle. Gli intervalli RR ricavati dall'ECG sono il metodo di riferimento per misurare la HRV. Approfondisci: ECG : a 1000 Hz l’istante del picco R si si Indice di stress di Baevsky Un valore senza unità di misura, ricavato dall'istogramma degli intervalli tra i battiti. Sale quando il ritmo diventa più regolare e meno variabile, cosa che Baevsky leggeva come tensione nella regolazione dell'organismo. Approfondisci: Indice di stress di Baevsky può fissare con una precisione di circa ±1 ms, a 250 Hz solo di circa ±4 ms. Raccomandano 1000 Hz e avvertono che frequenze più basse aggiungono errore, «soprattutto per le misure di HRV». Laborde, Mosley e Thayer (2017) indicano per la ricerca un minimo di 125 Hz, e 500 Hz come scelta più sicura quando l’oscillazione respiratoria è piccola.

Perché conta per la variabilità della frequenza cardiaca (HRV). Gli errori di temporizzazione finiscono negli intervalli, e il RMSSD RMSSD RMSSD Radice quadrata della media dei quadrati delle differenze successive: misura della HRV, in ms, di quanto ogni intervallo tra battiti differisce dal successivo. Riflette soprattutto l'attività vagale. Approfondisci: RMSSD è costruito sulla variazione da un intervallo al successivo, quindi risente direttamente dell’errore. Più è piccola la tua vera variazione da un battito all’altro, più pesa un errore fisso. Le fotocamere dei telefoni registrano circa da 25 a 30 fotogrammi al secondo, quindi l’istante di ogni battito viene arrotondato, con un errore che può arrivare a 20 ms. Il software può recuperarne una parte interpolando tra i campioni, cosa che funziona quando la forma del battito si estende su più campioni, come accade con l’onda di polso.

Prova qui sotto: imposta la frequenza a 25 Hz e il RMSSD risulta più alto di circa un terzo; passa all’onda di polso e attiva l’interpolazione per veder sparire la maggior parte dell’errore.

Con quale precisione si colloca nel tempo ogni battito

La registrazione di esempio, ricampionata

Intervallo prima di ogni battito, primi 60 secondi 780–980 ms; tratteggiato: tempi reali

Risoluzione temporale

±0,5 ms

RMSSD, misurato

33,4 ms

RMSSD, reale

33,4 ms

SDNN

28,7 ms

pNN50

8,2 %

A 1000 Hz l’istante di ogni battito è noto al millisecondo. Il RMSSD coincide con il valore reale.

Frequenza di campionamento 1000 Hz, un campione ogni 1 ms 10005002501005025

Forma di ogni battito

Onda R dell’ECG (stretta) Onda di polso (larga)

Interpola tra i campioni per affinare l’istante di ogni battito

I controlli funzionano con JavaScript attivo.

Una linea dell’intervallo tra i battiti nei primi 60 secondi della registrazione di esempio, con i tempi reali tratteggiati e quelli del dispositivo a tratto continuo. I valori mostrano la risoluzione temporale in millisecondi, il RMSSD misurato e quello reale, il SDNN e il pNN50. Un cursore imposta la frequenza di campionamento da 1000 a 25 Hz, due pulsanti di opzione scelgono un’onda R dell’ECG stretta o un’onda di polso larga, e una casella attiva l’interpolazione tra i campioni. A 1000 Hz i valori coincidono; a 25 Hz senza interpolazione il RMSSD risulta più alto di circa un terzo.

Per saperne di più su come orologi e fotocamere collocano nel tempo i battiti del polso, vedi la guida alla PPG e la fotocamera del telefono può misurare la HRV?