Progettazione di un protocollo per il monitoraggio della reazione cardiaca in condizioni di stress

Di recente, c’è una crescente consapevolezza riguardo alla presenza di stress nella vita di tutti, quindi è importante monitorarlo adeguatamente. Questa tesi si concentra sull’ottimizzazione di un protocollo basato sul TSST (Trier Social Stress Test) e sull’analisi di quattro persone sottoposte a delle situazioni di riposo alternate a quelle stressanti, quantificando un indicatore cardiovascolare correlato allo stress, cioè la variabilità del ritmo cardiaco (HRV), al fine di prevenire problemi causati da esposizioni prolungate a livelli elevati di stress. Il protocollo è costituito da due fasi, la prima è formata da 5 stadi: primo periodo di riposo di 5 minuti, preparazione di un discorso di 10 minuti, esposizione del discorso di 5 minuti, calcolo matematico di 5 minuti e ultimo periodo di riposo di 5 minuti. La seconda fase è formata da 3 stadi: primo periodo di risposo di 5 minuti, risposta a delle domande di cultura generale, la cui riposta esatta è quella sbagliata, di 3 minuti e l’ultimo periodo di riposo di 5 minuti. Il cuore pompa grazie a stimoli elettrici che si propagano nel tempo all’interno delle sue cellule. Tramite la posizione degli elettrodi posti nel torace a contatto con il soggetto è possibile analizzare la sua attività elettrica dando origine ad un segnale chiamato elettrocardiogramma (ECG). Registrando l’ECG tramite un dispositivo chiamato Zephyr Bioharness, è possibile analizzare la variabilità della frequenza cardiaca, che non è costante, ma presenta fluttuazioni tra i battiti. Questa variabilità può essere studiata in diversi domini, tra cui il tempo e la frequenza, oltre ad un’analisi non lineare. Questa tesi si concentra sull’analisi del dominio del tempo calcolando la deviazione standard della serie degli intervalli RR. I segnali ECG acquisiti sono stati, poi, analizzati estraendo diverse finestre temporali coincidenti con i vari stadi del protocollo. In linea con le ricerche scientifiche, si osservano valori più ridotti della deviazione standard quando gli intervalli RR medi, cioè la frequenza cardiaca, sono più brevi, indicando una frequenza cardiaca più alta. Al contrario, si riscontrano valori più elevati della deviazione standard quando gli intervalli RR medi sono più lunghi, corrispondenti a momenti di frequenza cardiaca più bassi. Facendo una media tra le quattro partecipanti, durante il primo periodo di riposo l’intervallo RR medio è risultato di 792 ms e la relativa deviazione standard di 59 ms. Invece, durante i momenti di tensione, l’intervallo RR medio è risultato di 670 ms e la relativa deviazione standard di 90 ms. Considerando i risultati ottenuti, emerge chiaramente l’importanza clinica di poter monitorare i livelli di stress in modo non invasivo tramite dispositivi indossabili, al fine di prevenire gravi problemi cardiaci.