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La analisi di spettro viene fatta su una finestra composta da un certo numero di campioni.
Il numero di campioni determina la frequenza minima.Se i campioni al secondo sono 500 (come nel WaveAnalyzer) e si imposta 131072 (il massimo che c’è attualmente nella tendina) si ha una finestra di 262 secondi (circa 4 minuti).
Con 262 secondi si possono vedere frequenze minime fino a 0.0038 Hz.Nulla impedirà di raddoppiare ancora la finestra e portare i campioni a 262144 (devono essere sempre potenze di due).
Il tempo diventerebbe circa otto minuti, e la frequenza minima circa 0.0019 HzNaturalmente con frequenze così basse il tempo di analisi si allunga e si devono raccogliere dati per 4 o 8 minuti. E c’è anche da dire che la risoluzione delle frequenze basse è sempre molto scarsa, quindi forse alla fine bisognerebbe raccogliere dati per 16 minuti e fare una analisi su 524288 campioni
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Ho provato a ridurre la frequenza minima della casella “Min freq” a 0.001 (ma bisogna anche aumentarle “Decimals = 3” altrimenti visualizza 0.0)
Poi ho impostato il Theremino Wave Generator a 0.01 Hz, con Amplitude = 1000 e Shift = 0
Poi ho impostato il Wave Analyzer con Analysis Samples a 131072 e senza “RemoveDC” che a frequenze così basse farebbe casino
Poi ho aspettato per quattro minuti ed è venuta fuori una bella campana a 0.01 Hz
La campana è abbastanza ben definita sul lato destro, ma naturalmente sul lato sinistro si interrompe bruscamente a 0.0038 Hz, come previsto dai calcoli.
Nella immagine si vede anche che la risoluzione è scarsa perché abbiamo le prime quattro armoniche a:
– 0.0038 Hz
– 0.0076 Hz
– 0.0114 Hz
– 0.0152 Hz————————-
Quindi il Wave Analyzer funziona e puoi usarlo.
La scala dell’analizzatore non segna i due valori 0.01 e 0.001 Hz ma ci vorrà niente ad aggiungerli.Ho la sensazione che ci sia qualcosa che non quadra. State pensando di dare alla analisi di spettro dei campioni che sono tempi al posto che ampiezze. Non so proprio cosa ne può venire fuori.
Inoltre di solito i campioni da dare a un analizzatore di spettro dovrebbero essere positivi e negativi, e con la media ben centrata sullo zero. Altrimenti viene fuori una forte componente continua che maschera le armoniche più basse (data la loro scarsa risoluzione). Quindi quell’elevamento al quadrato non mi convince per niente.
Forse non si dovrebbe utilizzare una analisi di Fourier, ma qualcos’altro. Forse una qualche specie di correlazione, che magari si ottiene con la analisi di Fourier, ma cambiando qualcosa.
Ho sempre più la sensazione che ci sia qualcosa di storto nei vostri ragionamenti. I campioni che pensate di utilizzare sono uno per ogni battito del cuore, quindi uno ogni secondo circa, mentre la analisi di spettro si aspetta di lavorare con 500 campioni al secondo.
Per cui la scala degli Hz (sempre che abbia senso considerarli ancora Hz) risulterebbe traslata in basso di 500 volte.
Quindi già ora la tacca di 1 Hz sarebbe in realtà 0.002 HzE anche quello che ho scritto prima sull’aumentare il numero di campioni a 250 000 e oltre, non ha senso. Già con soli 1024 campioni si hanno 1024 battiti del cuore. Quindi circa venti minuti che danno una risoluzione di 0.0009 Hz
Mi sa che dovrete “studiare di più”, ci sentiamo quando avrete ripassato meglio la lezione… eheh, naturalmente scherzo! Io ci capisco anche meno di voi.
Io ci sto studiamdo ora. Ma allora come fanno a dire che ottengono i dati in quel modo li? Sono sempre elevazioni a potenza di 2 di due intervalli successivi. I dati sono sempre positivi dunque. Fanno la analisi nel tempo proprio di questi dati di tempo differenziale e non di ampiezza. Ok possiamo acquisire i tempi di 8 minuti. Ma se è il concetto ad essere sbagliato … ora mi ristudio tutto … ma non credo di avere capito male. Mannaggia …
Ho letto i precedenti interventi via email tramite cellulare, sono appena rientrato.
In effetti, qualche dubbio sui risultati ottenibili con il metodo che ho proposto lo avevo anche io, ma prima volevo capire come modificare i programmi per far passare i dati negli slot, e solo dopo dedicarmi alla loro interpretazione.
Anche io come Lorenzo sto studiando documenti sulla analisi della HRV, e ho trovato, come era logico, molti metodi diversi.
Questo, per adesso, è il documento più completo che ho trovato http://www.ainv.it/AreaSoci/2012/21gennaioHRV/Corazza.pdf
Ci aggiorniamo a quando ne sappiamo di più.Nel frattempo, rispondo a questa osservazione di Livio:
“State pensando di dare alla analisi di spettro dei campioni che sono tempi al posto che ampiezze. Non so proprio cosa ne può venire fuori”
In primo luogo, l’idea di questo tipo di analisi l’ho avuta io, e quindi non è corretto parlare al plurale includendo Lorenzo, che non ha detto niente di tutto questo 🙂
Nel dettaglio, la mia proposta era modificare il theremino Waveanalizer per passargli direttamente il valori RR, questo significa in realtà saltare la parte di programma che fa l’analisi spettrale, e visualizzare nel grafico la distribuzione dei diversi periodi RR (che in realtà, essendo periodi sono sono1/f), quindi usare il visualizzatore grafico del programma solo per mostrare graficamente la distribuzione dei tempi.
In effetti, questa visualizzazione sarebbe quella che nei documenti sulla HRV si chiama visualizzazione nel dominio del tempo. Sempre secondo questi documenti, per ottenere questo risultato è necessario analizzare l’attività cardiaca su tempi dell’ordine di 5 minuti o più. Ovviamente, tempi brevi forniscono misure poco affidabili per scarsità di campioni, e tempi lunghi forniscono misure ‘basali’, ma non possono mostrare le variazioni indotte da variabili esterne che modificano l’attività in modo repentino.
La Trasformata di Fourier, e relativa visualizzazione nel dominio della frequenza, se ho ben capito, dovrebbe essere applicata invece alla forma d’onda che si ottiene per lettura diretta dell’ECG.
Ma mi riservo di studiare più approfonditamente.Plottare i dati a destra o sinistra a seconda che siano tempi lunghi o corti è facilissimo e non c’è bisogno di usare Wave Analyzer
Mi viene in mente ora che il quadrato non può servire per dare numeri positivi, in quanto i tempi tra due successivi battiti sono sempre positivi.
No Livio. No. Non sono sempre positivi. Guarda la foto che hai pubblicato sul sito Theremino per descrivere il Theremino ECG. Fai 2 conti e vedi. Mettere al quadrato la differenza serve a rendere sempre positivi i valori e ad “esaltare” la differenza trovata. L’analisi dei dati va fatta in riferimento al dominio del tempo per i dati di averageNN, SDNN, rMMSD e pNN50 mentre va fatta in riferimento al dominio della frequenza per la HRV come è ben descritto nell’articolo linkato da Maurizio qualche giorno fa. È in quella analisi che si vedono i dati della Frequency Power che mettono in evidenza i tre livelli VLFP, LFP, HFP ed il rapporto LFP/HFP. Non farei misure ed acquisizioni di dati superiori ai 5 minuti perché si perdono tutti gli effetti fisiologici rapidi. In un articolo si parla di come nel passaggio “sdraiato (clino)” – “in piedi (orto)” cambia in maniera impressionante la risposta VLFP – HFP. L’articolo HRV parte 2 è ben fatto.
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