HRV con Theremino

A proposito di elettrodi, nel mio primo post introduttivo, dove ho richiamato l’aspetto legale dell’impiego delle letture, ho dimenticato di scrivere una cosa importante.
Dal punto di vista elettrico, l’impiego di elettrodi collegati al corpo umano crea un collegamento a bassa resistenza che può potenzialmente essere causa di elettrocuzione.
Finché tutto va per il verso giusto, questo problema non sussiste, ma se qualche componente si guasta, è possibile il passaggio attraverso il corpo di una corrente elettrica pericolosa.
Questa considerazione era sta fatta ai tempi degli esperimenti per la lettura della resistenza cutanea (emotion meter), e il calcolo della corrente massima che poteva interessare il collegamento, riferita ai 5V prelevabile dalle presa USB, dava risultati molto tranquillizzanti.
Tuttavia, ho sempre raccomandato di utilizzare un computer portatile, rigorosamente staccato dalla rete a 220V mentre si effettuano le misure con elettrodi.
Questo perché un eventuale collegamento di terra tra elettrodi, soggetto da misurare e altri oggetti presenti nella stanza potrebbe generare correnti pericolose.
Quindi, è bene accertarsi del fatto che lo strumento di misura (e soprattutto gli elettrodi) siano isolati da terra.
Questo non significa che la terra dello strumento non debba essere collegata al soggetto da misurare: significa che bisogna porre molta attenzione se si intende creare un collegamento elettrico tra terra dello strumento, terra dell’impianto elettrico di alimentazione, e soggetto da misurare.
In questo caso, se il soggetto mentre è sotto misura tocca qualcosa nell’ambiente, come ad esempio un altro apparecchio elettrico, potrebbe essere sottoposto a una corrente elettrica riferita all’impianto di alimentazione, e non ai 5V della USB.
Ovviamente, perché questo succeda ci vogliono molta sfortuna e un guasto o malfunzionamento, ma l’eventualità deve essere evitata.
E il modo migliore per evitarla è di evitare di collegare il soggetto alla terra dell’impianto di alimentazione, e utilizzare apparecchi di misura alimentati a batteria.

Rieccomi dopo prolungata assenza, dovuta a impegni lavoratovi e familiari.
Stasera ho trovato tempo ed energie per applicare gli elettrodi (3M 2255) e fare qualche prova.
Dato che le prove precedenti erano inconsistenti a causa di alcune mie leggerezze, stavolta ho fatto tutto in modo canonico.
Ho depilato la zona sotto gli elettrodi, e ho pulito con alcool prima di applicarli.
Gli elettrodi professionali sono senz’altro meglio di quelli in dotazione con il circuito di test che abbiamo comprato.
Le clip si tolgono e mettono con maggiore facilità se si ruotano un po’, soprattutto durante il ricollegamento.
La forma d’onda ottenuta è molto chiara e definita nel picco R, mentre la parte di curva più bassa è affetta da una ondulazione continuativa, immagino che si tratti della 50 Hz della rete.
Credo che il motivo per il quale il picco R è meno affetto dal problema sia da ricercarsi nel fatto che l’ampiezza del picco è molto maggiore di quella del resto della forma d’onda, e la larghezza occupa pochi campioni, quindi è meno influenzata.
Per sicurezza personale ho staccato l’alimentazione del computer portatile, quindi stava funzionando a batteria, perciò i disturbi dovevano arrivare dal campo elettromagnetico disperso intorno a me dall’impianto elettrico di casa.
Ho fatto un po’ di prove, e ho notato che l’interferenza della rete AC cambia nel tempo, in relazione ai movimenti del corpo.
Non è riferita all’attività muscolare, ma alla posizione dei cavetti ci collegamento agli elettrodi.
Questi cavetti non sono schermati, e se avvicino una mano oppure li tocco, l’interferenza cambia ampiezza.
In particolare, se tocco il cavetto verde, quello vicino all’ombelico, il disturbo si riduce molto.
Ho provato anche a schermare con foglio di alluminio da cucina sia l’interfaccia AD8232, sia il master Theremino.
La schermatura in sé non ha effetto riducente su disturbo, ma se appoggio il salame di alluminio contenente i circuiti sulla pelle vicino all’ombelico, e all’elettrodo verde, il disturbo si riduce.
Ritengo che l’impiego di cavetti più corti e schermati possa ridurre parecchio il disturbo, soprattutto se tutta l’elettronica viene inserita in una scatola metallica, collegata elettricamente al terminale verde.
Ho anche provato a collegare i cavetti in configurazioni diverse, ma quella suggerita da Lorenzo è corretta, le altre danno segnali peggiori o inutili.

L’analisi con Kubios di un paio di file RR, di durata maggiore di 5 minuti, prodotti con Theremino ECG, produce risultati che meritano degli approfondimenti.
In primo luogo, i tempi RR si allungano quando si respira profondamente,
In alcuni casi, durante un respiro profondo Theremino ECG non è stato in grado di acquisire il picco RR identificandolo come battito, non ho ancora verificato se questo fatto influisce sulla creazione del file RR.
Kubios restituisce analisi parecchio diverse a seconda di quale correzione di artefatti viene utilizzata.
I risultati sono molto simili tra loro se si impiegano le correzioni da very low a strong, mentre sono drammaticamente diverse se non si usa correzione, o si usa correzione very strong.
La cosa curiosa è che le differenze tra le correzioni sono visibili nei grafici parasympathetic e sympathetic, ma hanno effetto molto più limitato sul livello di stress. In Questo grafico, l’unica configurazione che genera grandi differenze è quella senza correzione, che ovviamente non ha alcun significato, perché utilizza dei campioni inadatti.
Ci rifletterò un po’ su, e farò altre prove.
Quello che vedo da questi primi test è che l’interpretazione del file RR è soggetta a variazioni notevoli, che possono rendere l’analisi poco attendibile.

Mi chiedo se per l’acquisizione del picco R limitando gli errori di lettura non si possa utilizzare una sorta di stetoscopio elettronico, da applicare sul petto, regolato e filtrato per ascoltare solo il battito cardiaco.

• Questa risposta è stata modificata 3 anni, 11 mesi fa da mau22.
• Questa risposta è stata modificata 3 anni, 11 mesi fa da mau22.

Ciao Livio.
Grazie per le tue indicazioni e osservazioni.
Ho verificato che gli elettrodi professionali, come ha già scritto Lorenzo, si possono tenere a lungo in loco.
Quelli con i quali ho fatto queste prove li tengo addosso da 60 ore e due doccie, e non si sono ancora scollati.
Ho fatto una seconda sessione di misure dopo 48 ore dall’applicazione, e si sono comportati forse anche meglio di quando erano appena messi.
Nella seconda sessione, non so ancora perché, il rumore della 50 Hz è stato inferiore a quello della prima, eppure era tutto uguale alla volta precedente: stessa posizione, stessi apparecchi intorno.
Ho pensato che tenendoli in loco si sia creata una maggiore conducibilità verso la pelle
Uno degli schemi applicativi classici della AD prevede l’applicazione del circuito direttamente sul petto, come nelle fasce sportive, e l’impiego di due soli sensori con fili cortissimi, e credo che possa essere una soluzione interessante.
Ho notato che in alcuni casi il theremino ECG non legge un battito, e non suona, anche se in realtà il grafico RAW riporta visivamente la forma d’onda corretta.
Nel grafico BPM, invece, la linea scende a 0, per poi risalire al battito successivo.
Questa anomalia si riflette anche sul file RR, infatti quando lo importo in Kubios, si vede chiaramente in quel punto una anomalia, che scompare se si utilizza il filtro per gli artefatti.
La configurazione di filtraggio più blanda è già sufficiente per eliminare questi pochissimi dati molto sbagliati.
Ancora non sono riuscito a capire da dove arriva questa anomalia.
Per il resto, i dati ottenuti con Theremino ECG sono molto interessanti.