Título


Estimación de la frecuencia respiratoria mediante análisis tiempo-frecuencia de la señal de variabilidad del ritmo cardiaco en condiciones no estacionarias

Director


Raquel Bailón Luesma

Descripción


La variabilidad del ritmo cardiaco (HRV) es considerada una medida no invasiva de la actividad del sistema nervioso autónomo y, en particular, de sus dos ramas, simpática y parasimpática. La componente de alta frecuencia (HF) de la HRV está asociada al sistema parasimpático y es debida, fundamentalmente, a la arritmia sinusal respiratoria (RSA), que representa una modulación del ritmo cardiaco síncrona con la respiración. Por tanto, el análisis de la HRV y, en particular, de su componente HF puede emplearse para la estimación indirecta de información respiratoria, en particular, de la frecuencia respiratoria, cuando el registro de la señal respiratoria es inviable.

En este trabajo se propone la estimación de la frecuencia respiratoria como la frecuencia de la componente HF de la HRV, empleando para ello métodos tiempo-frecuencia que permitan la estimación de la frecuencia respiratoria en condiciones no estacionarias. En particular, se empleará la distribución de pseudo Wigner-Ville suavizada (SPWVD), debido a su excelente resolución tiempo-frecuencia. La estimación de la frecuencia respiratoria como el máximo de la SPWVD en la banda de interés se ve afectada por las ventanas de suavizado temporal y frecuencial, fundamentalmente cuando las variaciones de la frecuencia respiratoria son no lineales. En la literatura se ha propuesto un método basado en la utilización de ventanas de suavizado frecuencial de longitud variable que minimizan el error cuadrático medio de la estimación de la frecuencia instantánea cuando las amplitudes de las componentes son constantes. En este trabajo se pretende extender dicho método a señales cuyas componentes presentan amplitudes variantes en el tiempo, como es el caso de la señal HRV en numerosas situaciones fisiológicas y/o patológicas. Para ello, el primer paso es desarrollar un estimador de las amplitudes de dichas componentes a partir de la SPWVD.

El método se evaluará sobre un estudio de simulación de señales HRV con diferentes grados y tipos de variaciones tanto de amplitud como de frecuencia de sus componentes. Además, se analizará una base de datos de 58 sujetos, que consta del registro simultáneo de las señales ECG y respiratoria durante la escucha de diferentes estímulos musicales.


Estado


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