Systém monitoringu stresu a ANS na bázi HRV
Ve spolupráci s univerzitním výzkumným partnerem jsme vyvinuli komplexní platformu pro Heart Rate Variability (HRV), věnovanou kontinuálnímu monitoringu autonomního nervového systému (ANS) a hodnocení fyziologického stresu. Systém extrahuje a kvantifikuje plné spektrum HRV indikátorů, od metrik v časové doméně po spektrální složky ve frekvenční doméně, a poskytuje vědecky validované okno do rovnováhy mezi sympatickým a parasympatickým nervovým systémem napříč různorodými populacemi subjektů.
Kategorie:
MedicínaOdvětví:
Biomedical ResearchKlient:
University PartnerRok:
2023Výzva
Existující klinické nástroje pro hodnocení ANS byly epizodické a vázané na laboratoř, vyžadovaly účast subjektu na vyhrazených sezeních a činily kontinuální nebo reálný monitoring stresu nepraktickým. Spotřebitelská nositelná zařízení zase postrádala algoritmickou hloubku a validační přísnost potřebné pro výzkumnou analýzu ANS. Univerzitní partner potřeboval platformu schopnou zpracovávat wearable EKG záznamy v přirozeném prostředí, automaticky počítat klinicky smysluplnou sadu HRV příznaků a produkovat výsledky s reprodukovatelností a transparentností, kterou vyžaduje recenzovaná věda.
Naše řešení
Navrhli jsme kompletní HRV zpracovatelskou pipeline, která přijímá syrová EKG nebo RR-intervalová data, aplikuje adaptivní odmítání artefaktů a korekci ektopických tepů a poté počítá metriky v časové doméně (SDNN, RMSSD, pNN50) společně s plnou dekompozicí hustoty výkonové spektrální analýzy do pásem VLF, LF a HF. Dedikovaný index ANS rovnováhy sleduje sympato-vagální poměr v posuvných oknech a umožňuje longitudinální profilování stresu. Pipeline byla validována proti zavedeným HRV standardům (Task Force guidelines) a integrována do workflow sběru dat univerzity, takže výzkumníci mohou přecházet přímo od záznamů subjektů ke statistickým výstupům připraveným k publikaci.
Klíčové funkce
- Plná HRV metrika v časové doméně: Automatizovaný výpočet SDNN, RMSSD a pNN50: standardních ANS indikátorů schválených Task Force Evropské kardiologické společnosti.
- Spektrální analýza ve frekvenční doméně: Dekompozice hustoty výkonového spektra do pásem VLF, LF a HF izoluje sympatické a parasympatické příspěvky pro granulární profilování ANS.
- Sledování sympato-vagální rovnováhy: Posuvné sledování poměru LF/HF kvantifikuje rovnováhu ANS v čase a odhaluje akutní stresové reakce a vzorce zotavení napříč záznamovými sezeními.
- Adaptivní odmítání artefaktů: Automatická detekce a korekce ektopických tepů a pohybových artefaktů zajišťuje, že HRV metriky zůstávají spolehlivé i v ambulantních, reálných záznamových podmínkách.
- Vědecky validovaná metodika: Algoritmy benchmarkované proti Task Force HRV standardům; výsledky reprodukovatelné napříč nezávislými datasety a kohorty subjektů.
- Výstupy připravené pro výzkum: Strukturované exporty výsledků (CSV, souhrnné reporty) kompatibilní se standardními statistickými nástroji, které urychlují cestu od syrového záznamu k recenzované publikaci.
Technologie
- Python
- MATLAB
- SciPy / NumPy
- HRV algorithms (SDNN, RMSSD, LF/HF)
- Power Spectral Density
- Wearable ECG
- Digital Signal Processing
- Pandas
Výsledky
Platforma poskytla univerzitnímu týmu reprodukovatelnou, standardům vyhovující sadu nástrojů pro kontinuální monitoring ANS, umožnila statisticky přísné studie stresové fyziologie v reálných podmínkách a přispěla validovanou metodikou širší kardiovaskulární výzkumné komunitě.
Pojďme spolupracovat
Hledáte technického partnera pro váš projekt?
Specializujeme se na firmware, edge AI a průmyslovou vizuální inspekci. Projdeme si spolu váš projekt a navrhneme konkrétní řešení na míru.
