Automatic Concealed Heart Rate Detection from the BCG in Seated Position

Abstract

Abstract-Continuous monitoring of health state is important in elder and chronically ill (but otherwise not critical) patients. Ideally, the patient should not be aware of being continuously monitored. This study describes an automatic and non-conscious heart rate monitoring system based on the ballistocardiogram (BCG). The bi-axial BCG can be recorded by two piezoelectric force sensors and high-gain amplifiers. Digital signal preprocessing has been implemented to increase the SNR and an algorithm to automatically detect the heart rate has been evaluated. The high gain required makes the system susceptible to forces other than those related to the cardiovascular system, such as those due to body movements. The sensitivity and positive predictive values obtained are 97.8 % and 98.4 % but if the records where the BCG is masked are discarded, the respective values increase to 99.2 % and 99.5 %. These values are comparable to those typically obtained for the ECG.Kwywords-Heart rate detection, non-conscious monitoring, ballistocardiogram I. INTRODUCCIÓN L MONITOREO continuo del estado de salud contribuye a mejorar la calidad de vida de las personas y permite prevenir enfermedades o trastornos graves al detectar los síntomas tempranamente. En algunos grupos de la población, tales como las personas mayores o enfermos crónicos, es necesario seguir rutinariamente algunos parámetros fisiológicos que indiquen su estado de salud y mantener un registro de dichos parámetros. Esto, junto con otra información médica complementaria, permite establecer un punto de referencia y detectar posibles alteraciones para elaborar diagnósticos apropiados. Todas estas medidas, sin embargo, pierden interés por parte de los pacientes si les exigen trasladarse a un centro de salud o consultorio médico, a la vez que sus frecuentes visitas complican la gestión de los recursos sanitarios y a menudo repercuten seriamente en la situación económica y laboral de los pacientes y sus familiares.Por lo anterior, y también porque algunos parámetros fisiológicos como la frecuencia cardiaca, la temperatura o la presión arterial se alteran por el nerviosismo de un examen rutinario Las medidas en personas acostadas [7], [8] son indicadas cuando hay algún riesgo de muerte súbita durante el sueño o para monitorización continua en personas hospitalizadas. La monitorización durante el periodo diurno, en cambio, se puede hacer mientras una persona está sentada, pues en esta posición se pasa gran parte del tiempo. Si además los sensores no son evidentes en la interfaz (silla, banco, sillón, etc.) con la que entrará en contacto el paciente, las medidas pueden realizarse de forma completamente transparente, es decir, sin que note que esté siendo monitoreado, con lo cual se facilitan las medidas completamente no invasivas, y se podrá tener una mayor aproximación al estado de salud real de la persona.En este trabajo se describe un sistema para medir de forma oculta la frecuencia cardiaca a partir del balistocardiograma, que es la señal debida a las fuerzas de reacción...

Mattress-Based Non-Influencing Sleep Apnea Monitoring System

“…During sleep, the pressure signal generated by chest and abdominal vibrations of the human body includes respiratory, BCG, and noise components. The frequency of the respiratory signal is about 0.3 and 2 Hz, and the highest frequency component of the BCG vital sign in the 1–20 Hz frequency range [ 21 ]. The noise components include human myoelectric noise, 50 Hz/60 Hz power-line interference, and body motion noise.…”

Cardiopulmonary Signal Detection Based on Magnetic Induction

“…We compared frequency variation related to heart and lung activity detected by our system with the other representing cardiopulmonary state physiology signal BCG, which also reflects the respiratory behavior variation [17]. We obtained the BCG data and frequency variation due to electromagnetic induction by our designed system when the target object is at normal breath state and holding breath state.…”

Comparación temporal de las ondas características entre el BCG dorsoventral y longitudinal

“…Se colocaron sendos sensores piezoeléctricos en la cara posterior del respaldo y en la cara inferior del asiento de una silla y se utilizó un circuito electrónico basado en un amplificador de carga [8]. La Fig.…”