Rimozione del trend

Altri nomi: rimuovere il trend, smoothness priors, metodo smoothness priors

Togliere la deriva lenta da una serie di intervalli tra battiti prima di calcolare uno spettro, così che la deriva non si accumuli come falsa potenza nelle frequenze più basse.

Nell’arco di qualche minuto, la frequenza cardiaca resta di rado perfettamente stabile. Scende piano piano mentre ti sistemi, o sale quando cambi posizione. In un grafico degli intervalli tra battiti, questo 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 vede come una lenta pendenza o curvatura sotto l’onda più rapida del respiro. La rimozione del trend trova quella parte lenta e la sottrae.

Il metodo più semplice toglie una retta. Il calcolatore HRV di questo sito usa il metodo smoothness priors di Tarvainen, Ranta-aho e Karjalainen (2002), che funziona come un filtro passa-alto capace di adattarsi all’andamento dei dati: segue la deriva e lascia intatti i ritmi più veloci. Il calcolatore fissa a 500 il parametro di livellamento λ.

Perché conta per la variabilità della frequenza cardiaca (HRV). Uno spettro divide la serie in ritmi di velocità diverse. Una deriva è il ritmo più lento di tutti, quindi, se non la si toglie, finisce come falsa potenza nella banda VLF Potenza VLF La varianza degli intervalli tra i battiti nella banda da 0,003 a 0,04 Hz, in ms²: ritmi con un periodo da 25 secondi a 5 minuti. Richiede almeno 5 minuti di registrazione e si legge meglio su 24 ore. Approfondisci: Potenza VLF (frequenza molto bassa) e sconfina nella LF Potenza LF La varianza degli intervalli tra i battiti nella banda da 0,04 a 0,15 Hz, in ms²: ritmi con un periodo da 7 a 25 secondi. Un tempo letta come attività simpatica, lettura oggi contestata. Approfondisci: Potenza LF (bassa frequenza). 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 , NN50 NN50 Il numero di coppie di intervalli NN adiacenti che differiscono per più di 50 millisecondi. Dividendolo per il numero di differenze successive, una in meno degli intervalli, si ottiene il pNN50. Approfondisci: NN50 e pNN50 pNN50 Percentuale di intervalli NN contigui che differiscono per più di 50 millisecondi. Segue le variazioni rapide di origine vagale, come il RMSSD, ma come quota e non come ampiezza. Approfondisci: pNN50 quasi non risentono dei trend, perché confrontano solo battiti consecutivi (Shaffer e Ginsberg, 2017): è un motivo in più per cui il RMSSD è la misura di uso quotidiano. Una rimozione troppo aggressiva elimina anche ritmi lenti reali, quindi due programmi con impostazioni diverse possono dare una potenza LF diversa per la stessa registrazione.

Rimozione del trend

La registrazione di esempio, modificata

In alto: la registrazione di esempio con una lenta deriva aggiunta e, tratteggiato, il trend che il metodo smoothness priors vi individua. In basso: la stessa registrazione senza il trend. L’onda respiratoria resta intatta; scompare solo la deriva che si riverserebbe nelle frequenze più basse.

Due grafici lineari dell’intervallo tra i battiti su cinque minuti. Quello in alto sale e scende lentamente, con una linea di trend tratteggiata che segue la deriva; quello in basso è piatto intorno a zero, con solo la rapida onda respiratoria rimasta.

La pagina sulla stazionarietà spiega l’ipotesi che la rimozione del trend cerca di proteggere.

Fonti

  1. An advanced detrending method with application to HRV analysis IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2002
  2. An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms Frontiers in Public Health, 2017

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