ECG da smart watch: Il cuore come un metronomo

Da tempo gli smart watch eseguono ECG.
Qualcuno e' stato anche approvato come strumento medico di classe 3
Nel 2015 con alcuni colleghi sportivi di ST abbiamo eseguito degli ECG con un prototipo messo a disposizione da Saverio Grutta.
Si ottenne il risultato sorprendente di trovare che i tempi di contrazione ventricolare rimaneva costante nei 10 minuti della prova entro un millisecondo.
Adesso milioni di persone hanno al polso degli smart watch di classe elevata.

Ecco i risultati ottenuti con un Fitbit charge 5.
Spero di poter raccogliere altri dati con smart watch di diversa marca.
Ringrazio Pippo Privitera e Salvo Rinaudo dei dati.

Generalmente il grafico viene analizzato soltanto guardando il grafico.
Cio' da' tuttavia solo un quadro grossolano, per estrarre piu' informazione occorre ricorrere ai dati numerici, purtroppo gli smart watch non forniscono i dati grezzi ma solo il grafico, per cui bisogna digitalizzare il grafico. Si puo' ricorrere alla funzione grabit di matlab o a programmi interni di ST, come si e' fatto in questo caso.

La costanza dei tempi di contrazione

Il grafico sopra mostra 30 battiti soprapposti.

Il primo picco e' legato alla contrazione atriale, e' l'onda P
Il picco centrale e' legato alla fine della contrazione atriale ed all'inizio della contrazione ventricolare, e' il gruppo QRS.

Il terzo picco e' legato alla contrazione ventricolare, l'onda T
La parte variabile del ciclo cardiaco e' quando sia gli atri che i ventricoli sono a riposo: e' la diastole ed e' rappresentata dalla parte piatta del grafico.

I dati sono lontani da quanto ottenuto con il prototipo in ST, ma sono accettabili.

Possiamo verificare la costanza dei  tempi di contrazione, non siamo al millisecondo ma a 7 msec, cioe' entro l'errore della digitalizzazione dei dati.
La variazione del tempo della diastole raggiunge anche i 100 msec.

Mentre i tempi di contrazione atriale e ventricolare sono costanti, almeno a riposo, il tempo della diastole e' molto variabile, nel caso in esame circa 60 msec.
Il tempo della diastole e' modulato dalla respirazione, ma stress anche modesti ne alterano l'andamento.
Molti orologi utilizzano la densita' spettrale della frequenza cardiaca per valutare lo stress.
Di fatto basta fare dei semplici conti per alterare la frequenza cardiaca, si tratta quindi di una definizione dello stress un po' opinabile.

Ecco l'estrazione della frequenza cardiaca dal segnale sopra riportato.

Si hanno circa 14 atti respiratori al minuto.  Evidentemente la fine della prova ha un po' stressato il soggetto in esame.
Succede anche a me quando al tapis roulant calcolo la potenza aerobica.

 

Un'ultima considerazione.
Gran parte degli smart watch fanno registrazioni di soli 30 secondi, decisamente un po' pochi.
Fitbit tuttavia fornisce su richiesta anche un anno di dati, il tacogramma (frequenza cardiaca nel tempo.

Personalmente ho tre anni di dati. Sono utili per stabilire lo stato della propria salute.
Fitbit premium fornisce il grafico della saturazione di ossigeno durante tutta la notte e la variazione della durata della diastole.
Samsung, Huawei e molti altri misurano la pressione sanguigna.
Moltissimi altri dati possono essere estratti.
Il problema e' che la conoscenza della fisiologia umana non ha ancora assorbito l'enorme ammontare di dati resi disponibili dalla tecnologia.
Fisiologia 2.0 deve ancora arrivare.