Taxa de amostragem
Outros nomes: frequência de amostragem, resolução temporal
Quantas vezes por segundo um sensor mede o sinal, em hertz (Hz). Define a precisão com que cada batimento é marcado: cerca de ±1 ms a 1.000 Hz, ±4 ms a 250 Hz e ±20 ms em uma câmera de 25 Hz.
Um sensor não acompanha o coração de forma contínua. Ele tira instantâneos, muitas vezes por segundo, e a taxa de amostragem diz quantos. Um aparelho só consegue situar um batimento em um de seus instantâneos, então o intervalo entre eles limita a precisão com que cada batimento é marcado no tempo.
Quigley e colaboradores (2024) dão os números para um ECG ECG Um registro da atividade elétrica do coração, feito com eletrodos na pele. Os intervalos RR obtidos por ECG são o padrão de referência para medir a VFC. Mais sobre ECG : a 1.000 Hz, o pico R pode ser marcado com precisão de cerca de ±1 ms; a 250 Hz, de apenas cerca de ±4 ms. Eles recomendam 1.000 Hz e alertam que taxas menores acrescentam erro, “especialmente para as métricas da variabilidade da frequência cardíaca (VFC)”. Laborde, Mosley e Thayer (2017) estabelecem um mínimo de 125 Hz para a pesquisa, com 500 Hz como escolha mais segura quando a oscilação da respiração é pequena.
Por que isso importa para a VFC. Os erros na marcação do instante de cada batimento passam para os intervalos, e o RMSSD RMSSD Raiz quadrada da média dos quadrados das diferenças sucessivas: medida de VFC calculada a partir de quanto cada intervalo entre batimentos difere do seguinte, em milissegundos. Reflete principalmente a atividade vagal. Mais sobre RMSSD é calculado a partir da variação de um intervalo para o seguinte, então ele captura o erro diretamente. Quanto menor for a variação real de um batimento para o outro, mais pesa um erro fixo. As câmeras de celular gravam a cerca de 25 a 30 quadros por segundo, então cada batimento é arredondado em até 20 ms. O software consegue recuperar parte dessa precisão interpolando entre as amostras, o que funciona quando a forma do batimento abrange várias amostras, como acontece com uma onda de pulso.
Experimente abaixo: ajuste a taxa para 25 Hz e o RMSSD aparece cerca de um terço mais alto do que o real; passe para a onda de pulso e ative a interpolação para ver a maior parte do erro desaparecer.
Com que precisão o instante de cada batimento é medido
O registro de exemplo, reamostrado
- Resolução temporal
- ±0,5 ms
- RMSSD, medido
- 33,4 ms
- RMSSD, real
- 33,4 ms
- SDNN
- 28,7 ms
- pNN50
- 8,2 %
A 1.000 Hz, o instante de cada batimento é medido ao milissegundo mais próximo. O RMSSD coincide com o valor verdadeiro.
Os controles funcionam quando o JavaScript está ativado.
Uma linha do intervalo entre batimentos nos primeiros 60 segundos do registro de exemplo, com os instantes reais em linha tracejada e os do dispositivo em linha contínua. Indicadores mostram a resolução temporal em milissegundos, o RMSSD medido e o real, o SDNN e o pNN50. Um controle deslizante define a taxa de amostragem de 1.000 a 25 Hz, dois botões de opção escolhem um pico de ECG estreito ou uma onda de pulso larga, e uma caixa de seleção ativa a interpolação entre as amostras. A 1.000 Hz os números coincidem; a 25 Hz, sem interpolação, o RMSSD fica cerca de um terço acima do valor real.
Para saber mais sobre como relógios e câmeras marcam o tempo de cada pulsação, veja o guia da PPG e A câmera do celular consegue medir a VFC?
Fontes
- Publication guidelines for human heart rate and heart rate variability studies in psychophysiology—Part 1: Physiological underpinnings and foundations of measurement
- Heart rate variability and cardiac vagal tone in psychophysiological research: recommendations for experiment planning, data analysis, and data reporting