Desarrollo de una herramienta computacional para el análisis de conductancia galvánica de la piel, ECG y frecuencia respiratoria por arritmia sinusal respiratoria (SCRATER) / Development of a computational tool for the analysis of galvanic skin conductance, EKG and respiratory rate due to respiratory sinus arrhythmia (SCRATER)

RESUMEN

Resumen: La existencia de una correlación entre la frecuencia cardíaca (FC), la frecuencia respiratoria (FR) y las respuestas electrodérmicas de la piel (Skin Conductance Response, SCR) ha sido reportada en la literatura, así como también el uso de estos parámetros como medida del nivel de activación del sistema nervioso autónomo. Objetivo: Este trabajo presenta una herramienta (SCRATER) para el análisis conjunto de SCR, FC y FR, las dos últimas, calculadas a partir del análisis del registro de electrocardiograma (ECG). Metodología: En esta investigación, se realizó una descripción detallada de cada algoritmo desarrollado, asi como una una descripción de la interfaz para utilizarlos. En la validación de los algoritmos empleados, se analizaron 192 registros de ECG y 231 registros de actividad electrodérmica (Electro-Dermal Activity, EDA) de 40 participantes masculinos sanos, de los cuales se calculó el número de complejos QRS y FC en cada registro de ECG y el número de SCRs de cada registro de EDA. Resultados: Los datos obtenidos fueron comparados con otras herramientas que analizan SCR y FC pero de manera independiente, obteniendo resultados equiparables mediante coeficientes de correlación. Limitaciones: El ruido y los artefactos presentes en los registros no permiten una correcta estimación de los parámetros y afectan los resultados de todas las herramientas empleadas en el desarrollo de este trabajo. Valor: SCRATER ofrece tres ventajas principales sobre las otras herramientas: 1) libre acceso, 2) código abierto y no utiliza formatos codificados o exclusivos. Conclusión: Este trabajo proporciona una herramienta computacional gratuita que permite analizar simultáneamente SCRs, FC y FR.

ABSTRACT

Abstract: The existence of a correlation between heart rate (HR), respiratory rate (RR) and skin conductance response (SCR) has been reported in the literature, as well as the use of these parameters as a measure of the activation level of the autonomous nervous system. Objective: This paper introduces a computational tool (SCRATER) developed with the aim to analyze simultaneous recordings of SCR, and heart and respiratory rates, which were calculated from the electrocardiogram recording (ECG) analysis. Methodology: In this research, a detailed description of each developed algorithm was made, as well as a description of the interface to be used. In the validation of the algorithms used, 192 ECG records and 231 Electro-Dermal Activity (EDA) registers of 40 healthy male participants were analyzed, from which the number of QRS complexes and HR in each ECG record and the number of SCRs of each EDA record are calculated. Results: The data obtained were compared with other tools that analyze SCR and HR separately, obtaining comparable results using correlation coefficients. Limitations: The noise and artifacts present in the records do not allow a correct estimation of the parameters and affect the results of all the tools used in the development of this work. Value: SCRATER offers three main advantages over other tools: 1) free access, 2) open source and 3) does not use coded or exclusive formats. Conclusion: This work provides a free computational tool that allows simultaneous analysis of SCRs, FC and FR.