Negli ultimi tempi si sta progressivamente riconoscendo la presenza dello stress nella quotidianità di ognuno, per questo è bene monitorarlo in maniera opportuna. Lo scopo di questa tesi è monitorare un soggetto in una condizione che potrebbe sottometterlo a stress quantificando un indice cardiovascolare riconducibile allo stress che è la variabilità del ritmo cardiaco così da effettuare prevenzione, poiché un’ esposizione a livelli di stress elevati per periodi di tempo eccessivamente lunghi può inibire la funzione adattiva del corpo umano finendo col causare problematiche di grande entità. L’azione di pompaggio del cuore avviene grazie alla propagazione di potenziali biologicamente generati. La registrazione nel tempo di tale propagazione permette di tracciare un segnale elettrocardiografico, previo posizionamento di 10 elettrodi secondo lo schema delle 12 derivazioni. Effettuando un’analisi di tale segnale si evince come la frequenza cardiaca non sia costante ma al contrario, tra un battito e l’altro si registra una certa variabilità temporale. La variabilità della frequenza cardiaca può essere studiata su scale temporali diverse, cioè a ultra-breve termine, a breve termine e a lungo termine e in domini diversi: quello del tempo, quello della frequenza e attraverso un’analisi non lineare. Il parametro che viene calcolato in questa tesi è la deviazione standard, definita nel dominio del tempo. Nel presente elaborato viene esplicata la procedura di acquisizione del segnale da un soggetto attraverso il registratore digitale Holter ECG M12R Global Instrumentation®. L’acquisizione è avvenuta per una durata di 24 ore e per tutte le 12 derivazioni ed è stata successivamente analizzata per intervalli di 5 minuti di tempo, mentre il parametro indice della variabilità della frequenza cardiaca estratto è la deviazione standard. Si riscontrano, in accordo con la letteratura scientifica, valori della deviazione standard più bassi in corrispondenza di intervalli RR medi più corti, cioè quando la frequenza cardiaca è più elevata, mentre sono registrati valori più alti di deviazione standard in relazione ad intervalli RR medi più , quindi nei momenti in cui la frequenza cardiaca è bassa. Per esempio, durante i momenti di tensione l’intervallo RR medio è risultato di 583 millisecondi e la relativa deviazione standard di 34 millisecondi, mentre durante il sonno è stato calcolato un intervallo RR medio di 1200 millisecondi ed una deviazione standard di 27 millisecondi. Alla luce di risultati ottenuti è evidente come potrebbe essere clinicamente utile la possibilità di effettuare un monitoraggio non invasivo dei livelli di stress attraverso dispositivi indossabili al fine di prevenire problematiche cardiovascolari di grande entità.

Caratterizzazione quantitativa dello stress psicologico tramite variabilità del ritmo cardiaco

PALMIERI, ALESSIO
2021/2022

Abstract

Negli ultimi tempi si sta progressivamente riconoscendo la presenza dello stress nella quotidianità di ognuno, per questo è bene monitorarlo in maniera opportuna. Lo scopo di questa tesi è monitorare un soggetto in una condizione che potrebbe sottometterlo a stress quantificando un indice cardiovascolare riconducibile allo stress che è la variabilità del ritmo cardiaco così da effettuare prevenzione, poiché un’ esposizione a livelli di stress elevati per periodi di tempo eccessivamente lunghi può inibire la funzione adattiva del corpo umano finendo col causare problematiche di grande entità. L’azione di pompaggio del cuore avviene grazie alla propagazione di potenziali biologicamente generati. La registrazione nel tempo di tale propagazione permette di tracciare un segnale elettrocardiografico, previo posizionamento di 10 elettrodi secondo lo schema delle 12 derivazioni. Effettuando un’analisi di tale segnale si evince come la frequenza cardiaca non sia costante ma al contrario, tra un battito e l’altro si registra una certa variabilità temporale. La variabilità della frequenza cardiaca può essere studiata su scale temporali diverse, cioè a ultra-breve termine, a breve termine e a lungo termine e in domini diversi: quello del tempo, quello della frequenza e attraverso un’analisi non lineare. Il parametro che viene calcolato in questa tesi è la deviazione standard, definita nel dominio del tempo. Nel presente elaborato viene esplicata la procedura di acquisizione del segnale da un soggetto attraverso il registratore digitale Holter ECG M12R Global Instrumentation®. L’acquisizione è avvenuta per una durata di 24 ore e per tutte le 12 derivazioni ed è stata successivamente analizzata per intervalli di 5 minuti di tempo, mentre il parametro indice della variabilità della frequenza cardiaca estratto è la deviazione standard. Si riscontrano, in accordo con la letteratura scientifica, valori della deviazione standard più bassi in corrispondenza di intervalli RR medi più corti, cioè quando la frequenza cardiaca è più elevata, mentre sono registrati valori più alti di deviazione standard in relazione ad intervalli RR medi più , quindi nei momenti in cui la frequenza cardiaca è bassa. Per esempio, durante i momenti di tensione l’intervallo RR medio è risultato di 583 millisecondi e la relativa deviazione standard di 34 millisecondi, mentre durante il sonno è stato calcolato un intervallo RR medio di 1200 millisecondi ed una deviazione standard di 27 millisecondi. Alla luce di risultati ottenuti è evidente come potrebbe essere clinicamente utile la possibilità di effettuare un monitoraggio non invasivo dei livelli di stress attraverso dispositivi indossabili al fine di prevenire problematiche cardiovascolari di grande entità.
2021
2022-10-27
Quantitative characterization of psychological stress through heart-rate variability
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