Vertaileva tutkimus optisella mittausteknologialla johdetun pulssivälivaihtelun ja elektrokardiografialla määritetyn sykevälivaihtelun välillä

Abstract

Ihmisten kiinnostus oman hyvinvointinsa ja terveytensä mittaamiseen on lisääntynyt. Yksi hyvinvointiin liittyvistä biomarkkereista on sykevälivaihtelu. Sykevälivaihtelua pidetään heijasteena monelle fysiologiselle tapahtumalle, kuten stressille, levolle ja palautumiselle. Perinteisesti sykevälivaihtelun analysointi on kuitenkin vaatinut kalliita erikoislaitteistoja, jotka eivät ole soveltuneet jokapäiväiseen kuluttajakäyttöön. Viime vuosina uusia yksinkertaisempia lähestymistapoja, kuten fotopletysmografia, on tullut markkinoille kuluttajakäyttöön.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää ranteesta fotopletysmografialla mitatun pulssivälivaihtelun ja elektrokardiografialla mitatun sykevälivaihtelun vastaavuutta yhden yön pituisen mittausjakson aikana. Lisäksi tarkasteltiin kehon koon ja koostumuksen yhteyttä mitatun fotopletysmografian mittaustarkkuuteen. Yhteensä 29 perustervettä miestä (n=11, ikä 28,7 ± 6,4 vuotta) ja naista (n=18, ikä 28,4 ± 5,6 vuotta) osallistui tutkimukseen. Analysoitava aineisto määritettiin tutkittavien täyttämien päiväkirjojen mukaisesti. Sykevälivaihteluita ja pulssivälivaihteluita määritettiin yleisillä aikataso- ja taajuustasomenetelmillä.

Ranteeseen puettavalla optisella pulssimittarilla (MAX-HEALTH-BAND) mitattujen pulssivälivaihteluiden ja perinteisellä EKG:llä mitattujen (Bittium Faros 180) sykevälivaihtelujen välinen korrelaatio oli vahva (r=0,880, P < 0,05). Hyvää yhteneväisyyttä Bland-Altman analyysien perusteella (Bland-Altman suhdeluku, BAR < 10 %) havaittiin intervallipituuden keskiarvon, sykkeen keskiarvon sekä 5 minuutin NN-intervallijaksojen keskiarvon keskihajontojen suhteen (SDNNI). Tutkittavien kehon koon sekä koostumuksen ja absoluuttisten mittaustarkkuuksien välillä ei löytynyt merkitseviä korrelaatioita. Tämän tutkielman perusteella MAX-HEALTH-BAND optista pulssimittaria voidaan käyttää luotettavasti sydämen lyöntien välisten intervallipituuksien tarkasteluun levossa.

Peoples interest towards measuring their own health and wellbeing have increased. One biomarker, used to measure wellbeing, is heart rate variability. It is considered to be a reflex to many physiological events, such as stress, rest, and recovery. Traditionally to analyze heart rate variability, it has required expensive specialty equipment that has not been suitable to consumer use. In recent years, new, simpler approaches, such as photoplethysmography, have entered the market for consumer use. The purpose of this study was to determine the comparability of pulse rate variability, measured with photoplethysmography of the wrist and heart rate variability measured with electrocardiography during one-night measurement period. In addition, the relationship between body size and composition and the measurement accuracy of the measured photoplethysmography was examined. In total 29 healthy men (n=11, age 28.7 ± 6.4 years) and women (n=18, age 28.4 ± 5.6 years) participated. The material analyzed was determined according to the diaries completed by the subjects. Heart rate- and pulse rate variability were determined by common time- and frequency domain methods. The correlation between pulse rate variability measured with a wrist-wearing optical pulse meter (MAX-HEALTH-BAND) and heart rate variability measured with electrocardiography (Bittium Faros 180) was strong (r = 0.880, P <0.05). Good agreement with Bland-Altman analyzes (Bland-Altman ratio, BAR <10%) was found to be with mean length of the intervals between heart beats, the average heart rate, and the standard deviation of the average NN-intervals for each of the 5 min segment (SDNNI). No significant correlations were found between the anthropometric data examined and absolute measurement accuracies. Based on this thesis, the MAX-HEALTH-BAND optical pulse meter can be used reliably to examine the length of the intervals between heart beats at rest.