TAZ-TFG-2021-2356


Estimación de umbrales ventilatorios a partir de la tasa respiratoria derivada del ECG

García Domínguez, Diego
Bailón Luesma, Raquel (dir.) ; Lázaro Plaza, Jesús (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2021
Ingeniería Electrónica y Comunicaciones department, Teoría de la Señal y Comunicaciones area

Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación

Abstract: La determinación de los umbrales ventilatorios es muy habitual en el ámbito deportivo, ya que permite predecir el rendimiento y diseñar programas de entrenamiento donde se individualicen las cargas de entrenamiento en función de los objetivos. También tiene su importancia en el área clínica, ya que permite valorar pronósticos de evolución de patologías y aporta importantes datos para la prescripción de ejercicio. Para estimar estos puntos de forma precisa, muchos investigadores han propuesto y validado diferentes formas de estimación, siendo la mayoría técnicas complejas, invasivas y caras.
Por ello, el propósito de este trabajo es estudiar la viabilidad de estimar el primer umbral ventilatorio (VT1) y el segundo umbral ventilatorio (VT2) mediante el uso de la frecuencia respiratoria derivada del electrocardiograma (ECG) durante la prueba de esfuerzo.
Se analizaron los ECG de 25 voluntarios sanos y entrenados durante una prueba de esfuerzo en cicloergómetro con carga de trabajo creciente.
Se parte de la hipótesis de que en el patrón seguido por la frecuencia respiratoria se producen dos fuertes incrementos no lineales en los instantes donde se alcanzan los umbrales.
La frecuencia respiratoria se estima a partir de una señal surrogada de la respiración derivada del ECG, y posteriormente a partir de esta frecuencia se estimaron VT1 y VT2. En este estudio se emplea el método QRS Slope Range para la estimación de la tasa respiratoria, el cual había sido validado en condiciones estacionarias y ha tenido que ser adaptado a las condiciones de prueba de esfuerzo. En cuanto a los umbrales, estos se estimaron como los puntos de cambio máximo en la pendiente de la frecuencia respiratoria utilizando un suavizado de splines polinómicos.
Para la evaluación del estudio, las estimaciones se compararon con los umbrales de referencia de VT1 y VT2, determinados a partir de los equivalentes ventilatorios de O2 y CO2.
Se obtuvieron unos errores de estimación de -13.96 (54.74) W en VT1 y de -8.96 (39.17) W en VT2, los cuales sugieren que los umbrales ventilatorios pueden estimarse únicamente a partir de la señal ECG.


Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado
Notas: Resumen disponible también en inglés.

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