Calcul d'incertitudes de la fréquence cardiaque

[Mariusdrgc]

Bonjour à tous !
Dans le cadre de mon TIPE, projet de classe préparatoire, j'ai fabriqué un oxymètre optique qui me retourne des courbe assez nettes du pouls (après filtrage numérique).
J'aimerai évaluer les incertitudes de mesures sur la fréquence cardiaque retournée, néanmoins je ne sais pas comment procéder. Pour information certains oxymètre vont jusqu'à 2% d'incertitude, soit à peu près 4 Bpm en cas d'effort physique.
Pour évaluer mes incertitudes je pensait calculer le pouls moyen, puis calculer l'écart entre chaque pulsation et ainsi calculer la "moyenne des écart à la moyenne".
Pourriez-vous m'indiquer svp les manières d'évaluer les incertitudes de mesure sur le pouls svp ?
Voici ci-joint une photo de la courbe du pouls que j'obtiens.
Courbe pouls.pdf

Merci de votre aide !
-----

[gts2]

Bonjour,

Les 2% d'incertitude de l'oxymètre c'est sur (O2) pas sur la fréquence. L'incertitude sur la fréquence vient de l'incertitude sur l'instant de mesure.

Il vaut mieux en effet faire des calculs statistiques sur les deltat.

[RomVi]

Bonjour

Sur un oxymètre la lecture est assez fiable jusqu'à environ 100 à 120 bpm, ensuite la lecture n'est plus possible.
Par contre si un battement est mesuré la précision est très bonne en terme de comptage ; disons que si l’oxymètre est bien placé, que la fréquence reste basse on ne manquera aucun battement. Il faut plutôt considérer la précision sur la mesure de l'intervalle entre 2 battements, et celle ci n'est pas très bonne sur un oxymètre, car on ne fait que détecter un seuil d'absorbance ; en gros je dirais de l'ordre de 10 à 30% de la période totale.
Pour le vérifier tu peux comparer les mesures d'une ceinture (qui mesure le champ électrique) avec celles de l’oxymètre. Si tu n'est pas équipé de matériel pour interfacer tu peux faire un petit film et faire défiler les images.

[Flyingbike]

Si la mesure de période période (en temps) peut être peu précise avec un oxymètre (car comme dit par RomVi, c'est une mesure optique et la valeur moyenne et l'amplitude ont tendance à ne pas être constantes) par rapport a une mesure acoustique ou électrophysiologique, la mesure du nombre de périodes dans un intervalle donné (les "battements par minute", par exemple) n'a aucune raison de souffrir d'une incertitude sur une fréquence d'échantillonnage suffisante (exemple, la minute)

Si on parle de fréquence, la variation de fréquence instantanée est directement liée à la variation de la mesure de la période, mais je doute que la fréquence instantanée soit de toute façon pertinente et je soupçonne les différents appareils (et la partie logicielle) de restituer une moyenne glissante sur un intervalle plus ou moins long.

Pour le matériel médical, s'agissant de dispositifs médicaux au sens réglementaire du terme, on devrait pouvoir trouver des guidelines sur la précision attendue de ces mesures.

EDIT, croisement complémentaire

[A voir en vidéo sur Futura]

[RomVi]

Si on parle de fréquence, la variation de fréquence instantanée est directement liée à la variation de la mesure de la période, mais je doute que la fréquence instantanée soit de toute façon pertinente et je soupçonne les différents appareils (et la partie logicielle) de restituer une moyenne glissante sur un intervalle plus ou moins long.

Au contraire, la répartition statistique des fréquences instantanées est un formidable outil de diagnostique, mais pour pouvoir l'effectuer il faut des appareils qui ont une bonne capacité de détection. Cette méthode est connue sous le nom de VFC (ou HRV en anglais).

[Mariusdrgc]

Merci à tous pour vos réponse,
Je trouve que comparer avec le signal retourné par une "ceinture cardiaque" est très bonne. Néanmoins il me semble que la ceinture ne retourne aucune courbe, uniquement une valeur de fréquence cardiaque. Je ne pourrai donc pas comparer les périodes de mon signal.
Le seul moyen serait de trouver un électrocardiogramme, vu le coût je n'en ai aucun sous la main...
Mathématiquement il est donc impossible de faire des calculs d'incertitudes ?

[Mariusdrgc]

Ce qui est étonnant c'est que certaines fiches constructeur explicite clairement les 2% d'incertitude. Comment certains oxymètre peuvent arriver à un tel défaut ?

[RomVi]

Merci à tous pour vos réponse,
Je trouve que comparer avec le signal retourné par une "ceinture cardiaque" est très bonne. Néanmoins il me semble que la ceinture ne retourne aucune courbe, uniquement une valeur de fréquence cardiaque. Je ne pourrai donc pas comparer les périodes de mon signal.
Le seul moyen serait de trouver un électrocardiogramme, vu le coût je n'en ai aucun sous la main...
Mathématiquement il est donc impossible de faire des calculs d'incertitudes ?

Il y a plusieurs possibilités, par exemple acheter la ceinture en kit de développement et y adapter une led pour visualiser les battements.
J'en avais acheté une il y a quelques années pour une 20aine d'euros, je voulais te donner un lien car elle fonctionne très bien mais le modèle ne semble plus disponible.
On trouve facilement des produits en ligne : https://www.ebay.fr/itm/263510166899

Je suppose que la valeur de 2% est donnée pour la mesure d'absorbance.

[Mariusdrgc]

Je n'aurai malheureusement pas le temps d'en acheter une, je dois rendre mon projet dans une semaine.
J'ai réfléchi à une autre idée, reconstituer un signal de pouls idéal. Par exemple dans une salle dans le noir, on programme une led qui s'allume et s'éteint au rythme de la fréquence cardiaque. Puis on effectue l'acquisition du signal et on calcul la différence de fréquence théorique et mesurée. Cela devrait fonctionner à mon avis.
Qu'en pensez-vous ?

[gts2]

Mathématiquement il est donc impossible de faire des calculs d'incertitudes ?

Je ne vois pas dans les réponses précédentes ce qui vous en empêche. Pourriez-vous préciser pourquoi vous pensez que c'est impossible.

Pour ce qui est de la fréquence cardiaque, la ceinture en donne une et vous en mesurez une, qui vous empêche de les comparer.

[gts2]

Doc au hasard sur Axxxxx :

Pression partielle d'oxygène sanguine
Précision: + 3% (70% ~ 99%), non spécifié (<70%) (précision sur (O2), celle de ma réponse initiale)
Rythme cardiaque
Précision: + 2bpm ou + 2% (choisissez une valeur plus grande)

C'est un comptage, on a donc une incertitude d'un battement, si ils comptent sur 30 s, cela fait +- 2 bpm.
Pour le 2%, je n'ai pas d'explication.

[RomVi]

Je pense que j'ai compris, ces appareils affichent la FC environ toutes les 3/5 secondes, soit environ 3 à 6 battements.
Il y a une incertitude sur le seuil de détection d'un battement, donc sur la mesure de la durée entre 2 seuils successifs. Sur les quelques battements comptabilisés sur une période de comptage on doit arriver à 2% d'erreur.
Si ce n'est pas clair je peux faire un petit schéma.