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monitor de frecuencia cardíaca

Reloj inteligente que muestra una lectura de 92 pulsaciones por minuto. Un monitor de frecuencia cardíaca ( HRM ) es un dispositivo de monitorización personal que permite medir ...

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Reloj inteligente que muestra una lectura de 92 pulsaciones por minuto.

Un monitor de frecuencia cardíaca ( HRM ) es un dispositivo de monitorización personal que permite medir y visualizar la frecuencia cardíaca en tiempo real o registrarla para su posterior estudio. Se utiliza principalmente para recopilar datos de frecuencia cardíaca durante la realización de diversos tipos de ejercicio físico . La medición de la actividad eléctrica del corazón se denomina electrocardiografía (ECG o EKG) .

Los monitores médicos de frecuencia cardíaca que se utilizan en hospitales suelen ser cableados y emplean varios sensores. Los dispositivos médicos portátiles se denominan monitores Holter . Los monitores de frecuencia cardíaca para el consumidor están diseñados para uso diario y no requieren cables para su conexión.

Historia

Los primeros modelos consistían en una caja de monitorización con un conjunto de electrodos que se fijaban al pecho. El primer monitor de frecuencia cardíaca ECG inalámbrico fue inventado en 1977 por Polar Electro como ayuda para el entrenamiento del equipo nacional finlandés de esquí de fondo. A medida que el "entrenamiento de intensidad" se popularizó en el ámbito deportivo a mediados de los 80, la venta al público de monitores cardíacos personales inalámbricos comenzó en 1983. [ 1 ]

Tecnologías

Imagen de rayos X de una correa pectoral (izquierda: vista frontal; derecha: vista lateral). Se aprecian la placa de circuito, la antena para la transferencia de datos, la batería y las conexiones a los electrodos en el cinturón adyacente, en la parte superior e inferior de la imagen.

Los monitores de frecuencia cardíaca modernos suelen utilizar uno de dos métodos diferentes para registrar las señales cardíacas (eléctrico y óptico). Ambos tipos de señales pueden proporcionar los mismos datos básicos de frecuencia cardíaca, utilizando algoritmos totalmente automatizados para medirla , como el algoritmo de Pan-Tompkins . [ 2 ]

Los sensores de ECG ( electrocardiografía ) miden el biopotencial generado por las señales eléctricas que controlan la expansión y contracción de las cavidades cardíacas, y se utilizan habitualmente en dispositivos médicos.

Los sensores PPG ( fotopletismografía ) utilizan tecnología basada en la luz para medir el volumen de sangre controlado por la acción de bombeo del corazón.

Eléctrico

Los monitores eléctricos constan de dos elementos: un monitor/transmisor, que se lleva en una correa pectoral o en la parte superior del brazo, y un receptor. Al detectar un latido, se transmite una señal de radio que el receptor utiliza para mostrar/determinar la frecuencia cardíaca actual. Esta señal puede ser un simple pulso de radio o una señal codificada única de la correa pectoral (como Bluetooth , ANT+ u otros enlaces de radio de baja potencia). La tecnología más reciente impide que el receptor de un usuario utilice señales de otros transmisores cercanos (lo que se conoce como interferencia por diafonía) o que intercepte comunicaciones . Cabe destacar que la antigua tecnología de transmisión de radio Polar de 5,1  kHz se puede utilizar bajo el agua. Tanto Bluetooth como ANT+ utilizan la banda de radio de 2,4 GHz, que no puede transmitir señales bajo el agua. 

Óptico

Vídeo del Gobierno de Gales : un monitor de frecuencia cardíaca para teléfonos inteligentes, 2016

Los dispositivos más recientes utilizan la óptica para medir la frecuencia cardíaca proyectando luz LED a través de la piel y midiendo cómo se dispersa en los vasos sanguíneos. Además de medir la frecuencia cardíaca, algunos dispositivos que emplean esta tecnología pueden medir la saturación de oxígeno en sangre ( SpO₂ ). Algunos sensores ópticos recientes también pueden transmitir datos, como se mencionó anteriormente .

Los dispositivos más recientes, como teléfonos móviles o relojes, pueden utilizarse para mostrar y/o recopilar la información. Algunos dispositivos pueden monitorizar simultáneamente la frecuencia cardíaca, la saturación de oxígeno y otros parámetros. Estos pueden incluir sensores como acelerómetros, giroscopios y GPS para detectar la velocidad, la ubicación y la distancia. [ 3 ] En los últimos años, se ha vuelto común que los relojes inteligentes incluyan monitores de frecuencia cardíaca, cuya popularidad ha aumentado considerablemente. [ 4 ] Algunos relojes inteligentes, pulseras inteligentes y teléfonos móviles suelen utilizar sensores PPG . [ 5 ]

El método para medir los parámetros de salud cardíaca a partir de la forma de onda del pulso es implementado por el fabricante del reloj ACCO (Accofrisk) AI utilizando el chip de monitoreo de frecuencia cardíaca óptico de baja potencia PAH8011ES desarrollado por PixArt Imaging Inc. El proveedor afirma que el sistema de inteligencia artificial y el dispositivo portátil miden los siguientes parámetros cardíacos: Fibrinógeno (FIB), Presión de perfusión coronaria (CCP), Presión venosa central (CVP), Perfusión miocárdica (CMBV), Gasto cardíaco (CO), Fuerza de gasto cardíaco (CPO), Tasa de suministro y consumo de sangre miocárdica (CMBR), Trabajo sistólico del ventrículo derecho (RVSW), Demanda de sangre miocárdica (CMBN), Consumo de oxígeno miocárdico (HOV), Fracción de eyección global (GEF), Índice de riesgo de enfermedad coronaria (CHD-RI), Índice de función cardíaca (CFI), Índice cardíaco (CI), Índice de trabajo sistólico del ventrículo izquierdo (LVWI) e Índice de volumen telediastólico global (GEDV).

Métricas de aptitud física

Garmin (Venu Sq 2 y Lily*), Polar Electro (Polar H9, Polar H10 y Polar Verity Sense ), [ 6 ] Suunto , Samsung Galaxy Watch ( Galaxy Watch 5 y Galaxy Watch 6* ), Google ( Pixel Watch 2* ), Spade and Company, Vital Fitness Tracker**, Apple Watch (Series 7**, Series 9*, Apple Watch SE*, Apple Watch Ultra 2*), Mobvoi ( TicWatch Pro 5* ) y Fitbit (Versa 3** y Versa 4*) son proveedores que venden productos de frecuencia cardíaca para el consumidor. La mayoría de las empresas utilizan sus propios algoritmos de frecuencia cardíaca patentados. [ 7 ] [ 8 ]

Exactitud

Los monitores de frecuencia cardíaca más recientes, que se colocan en la muñeca, han alcanzado niveles de precisión casi idénticos a los de sus contrapartes con correa pectoral [ 9 ], con pruebas independientes que muestran una precisión de hasta el 95%, pero a veces puede persistir un error superior al 30% durante varios minutos. [ 10 ] Los dispositivos ópticos pueden ser menos precisos cuando se utilizan durante una actividad vigorosa, [ 11 ] o cuando se utilizan bajo el agua.

Actualmente, la variabilidad de la frecuencia cardíaca está menos disponible en dispositivos ópticos. [ 12 ] Apple introdujo la recopilación de datos de VFC en los dispositivos Apple Watch en 2018. [ 13 ] Fitbit comenzó a ofrecer monitorización de VFC en sus dispositivos a partir del Fitbit Sense, lanzado en 2020. [ 14 ]

predicción de la frecuencia cardíaca

La predicción de la frecuencia cardíaca mediante aprendizaje automático ha cobrado gran relevancia en la monitorización de la salud y la investigación del rendimiento deportivo. Namazi et al., 2025 evaluaron diversos modelos, incluyendo redes neuronales de memoria a corto y largo plazo (LSTM), redes neuronales basadas en la física (PINN) y redes neuronales convolucionales 1D (CNN 1D), utilizando datos fisiológicos como la frecuencia cardíaca (FC), la frecuencia respiratoria (FR) y los intervalos RR recopilados mediante sensores portátiles durante actividades deportivas. El estudio introdujo un enfoque híbrido que combina el análisis de espectro singular (SSA) con estos modelos para mejorar el rendimiento predictivo. Entre los modelos evaluados, el método SSA-LSTM arrojó el menor error de predicción, especialmente cuando se utilizaron entradas multivariadas (FC + FR + RR). Estos hallazgos respaldan el uso de modelos de predicción multivariados basados ​​en IA para la monitorización cardiovascular en tiempo real en entornos deportivos y sanitarios. [ 15 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑Burke E, ed. (1998). Precision Heart Rate Training. Champaign, IL: Human Kinetics. ISBN 978-0-88011-770-8.
  2. ↑Pan J, Tompkins WJ (March 1985). "A real-time QRS detection algorithm". IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering. 32 (3): 230–236. doi:10.1109/TBME.1985.325532. PMID 3997178. S2CID 14260358.
  3. ↑Lloret J, Sendra S, Ardid M, Rodrigues JJ (2012). "Underwater wireless sensor communications in the 2.4 GHz ISM frequency band". Sensors. 12 (4): 4237–4264. Bibcode:2012Senso..12.4237L. doi:10.3390/s120404237. PMC 3355409. PMID 22666029.
  4. ↑Phan D, Siong LY, Pathirana PN, Seneviratne A (October 2015). Smartwatch: Performance evaluation for long-term heart rate monitoring. 2015 International symposium on bioelectronics and bioinformatics (ISBB). IEEE Conference Publication. doi:10.1109/ISBB.2015.7344944. hdl:1959.4/unsworks_43140. S2CID 10254964.
  5. ↑Song V (1 April 2022). "How to measure heart rate on your smartwatch / Smartwatches have beefed up their heart health features in recent years". The Verge. Retrieved 27 February 2024.
  6. ↑Sawh M (4 June 2021). "Polar Verity Sense review". techradar.com. Retrieved 27 February 2024.
  7. ↑Colon A, Moscaritolo A (20 December 2023). "The Best Smartwatches for 2024 (*Note: PC Magazine top 10 pick for 2024)". pcmag.com. Retrieved 27 February 2024.
  8. ↑"The Top Three Smartwatches Ranked (**Note: smart watch review top 3 pick for 2022)". smartwatchreview.org. 20 December 2023. Retrieved 27 February 2024.
  9. ↑ Sartor F, Gelissen J, van Dinther R, Roovers D, Papini GB, Coppola G (2018). "Comparación de la frecuencia cardíaca mediante sensores ópticos de muñeca y correas pectorales en una muestra heterogénea de individuos sanos y pacientes con enfermedad arterial coronaria" . BMC Sports Science, Medicine & Rehabilitation . 10 10. doi : 10.1186/s13102-018-0098-0 . PMC 5984393. PMID 29881626 .  
  10. ↑ Haskins T (23 de abril de 2022). "Precisión de la frecuencia cardíaca con correa pectoral frente a la medida con correa de muñeca" . CardioCritic.com . Archivado del original el 9 de abril de 2022. Consultado el 10 de agosto de 2018 .
  11. ↑ "ECG vs PPG para la monitorización de la frecuencia cardíaca: ¿Cuál es la mejor?" . neurosky.com . 28 de enero de 2015 . Consultado el 28 de noviembre de 2018 .
  12. ↑ Barnhart P (21 de marzo de 2022). "¿Son fiables los monitores de muñeca?" . All The Stuff .
  13. ↑ Caldwell S (26 de marzo de 2018). "Variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC): ¿Qué es y por qué Apple la monitoriza?" . iMore . Consultado el 24 de enero de 2022 .
  14. ↑ "Cronología e historia de Fitbit" . verizon.com . Archivado del original el 13 de mayo de 2024. Consultado el 13 de mayo de 2024 .
  15. ↑ Namazi A, Modiri E, Blesić S, Knežević OM, Mirkov DM (marzo de 2025). "Análisis comparativo de técnicas de aprendizaje automático para la predicción de la frecuencia cardíaca empleando datos de sensores portátiles" . Sports . 13 ( 3): 87. doi : 10.3390/sports13030087 . PMC 11946376. PMID 40137811 .  
  • Logotipo de Wikimedia CommonsContenido multimedia relacionado con monitores de frecuencia cardíaca en Wikimedia Commons.
  • Visualización de registros de ECG mediante el programa Python ECG-pyview. Un sencillo programa Python que visualiza los datos brutos generados por los electrocardiógrafos deportivos con correa pectoral. Permite inspeccionar registros de ECG de hasta varios días de duración. (Código abierto, uso no comercial, usar matplotlib). Vídeo de demostración .
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