Le capteur

2. Le calcul

Le calcul se fait sur le serveur, dans l’ordre ci-dessous. Chaque nombre est celui du calcul en service.

Le signal. Le canal rouge de chaque image, inversé (le battement devient un sommet), daté par l’horloge des images.
La grille. 1 000 points par seconde, par interpolation spline cubique. Source : Béres, Holczer et Hejjel (2019), Measurement Science Review 19(5):232-240.
Le trou. Un écart de plus de 100 ms entre deux images. Aucun battement n’est daté dans un trou, et un intervalle qui en enjambe un est rejeté. Appui : Béres et al. (2019) ; l’appliquer à un écart isolé est un choix du programme, sans source publiée.
La durée analysée. Au plus 310 s : une borne de coût du calcul, choix du programme, sans source publiée.

La méthode. La méthode IV d’Elgendi et al. (2013), PLOS ONE 8(10):e76585 : moyennes glissantes et seuil dynamique sur le signal filtré, écrêté sous zéro puis élevé au carré.
Le filtre. Butterworth d’ordre 2, rendu passe-bande (transformation bilinéaire), de 0,5 à 8 Hz, appliqué aller puis retour (phase nulle). Source : Elgendi et al. (2013). Le signal est prolongé de 2 s en miroir aux deux bouts avant le filtre : choix du programme, sans source publiée.
Les fenêtres. W1 = 111 ms (la durée systolique) et W2 = 667 ms (la durée d’un battement) ; seuil : la moyenne sur W2 plus β × la moyenne du signal au carré, avec β = 0,02. Source : Elgendi et al. (2013).
Le bloc minimal. Un bloc au-dessus du seuil plus court que 111 ms n’est pas un battement : choix du programme, sans source publiée.
La période réfractaire. Deux sommets à moins de 300 ms ne font qu’un battement ; le plus haut est gardé. C’est la valeur par défaut d’un outil libre d’analyse du pouls (NeuroKit2) : choix du programme, sans source publiée.
L’instant du battement. La pente la plus forte du front montant, cherchée entre le pied de l’onde et son sommet, au plus 500 ms avant le sommet. Source du repère : Peng et al. (2015), Computational and Mathematical Methods in Medicine 2015:516826 ; Guede-Fernández et al. (2020). La fenêtre de 500 ms : choix du programme, sans source publiée.

Le rejet. Un intervalle qui s’écarte de plus de 20 % de sa référence est rejeté. La référence est l’intervalle précédent s’il est gardé ; sinon, la médiane des intervalles qui n’enjambent pas de trou. Règle courante, attribuée à Malik et al. (1989) : choix du programme, sans source publiée vérifiée ; le choix de la référence aussi.
Les mouvements. Le rouge brut est coupé en tranches de 5 s. Après les 20 premières secondes (le temps de poser le doigt), une tranche dont l’amplitude dépasse 100 sur 255 est un mouvement ; des tranches qui se suivent font un épisode. Du début de l’épisode à sa fin plus 10 s, tout intervalle est rejeté. Tous ces seuils : choix du programme, sans source publiée.

FC. 60 000 divisé par l’intervalle moyen gardé (ms), en battements par minute.
RMSSD-PPG. La racine de la moyenne des carrés des différences entre deux intervalles gardés qui se suivent (ms). Le programme en garde aussi le logarithme naturel, ln RMSSD-PPG. Source : Task Force (1996), Circulation 93:1043-1065.
SDNN-PPG. L’écart-type des intervalles gardés, sur n − 1 (ms). Source : Task Force (1996).
pNN50. Le pourcentage des différences successives de plus de 50 ms, rapporté au nombre d’intervalles gardés. Source : Task Force (1996).

Image trop sombre. Un rouge moyen sous 20 sur 255 : la prise est refusée. Choix du programme, sans source publiée.
Image figée ou saturée. Un écart-type du rouge sous 0,05 : la prise est refusée (saturée quand le rouge moyen atteint 250, figée sinon). À partir de 250 sans être figée, une alerte « presque saturée ». Choix du programme, sans source publiée.
Trop peu de battements. Moins de 10 s d’intervalles gardés : la prise est refusée. Source de la durée : Nussinovitch et al. (2011), Annals of Noninvasive Electrocardiology 16(2):117-122 ; Munoz et al. (2015), PLoS ONE 10(9):e0138921.
Le contrôle par le spectre. La FC est recalculée par le sommet du spectre du signal filtré (pris à 50 points par seconde, fenêtre de Hann), entre 0,5 et 8 Hz. Un écart de plus de 20 % avec la FC des battements donne une alerte (battements comptés en double, ou manqués) ; la prise n’est pas refusée. Choix du programme, sans source publiée.

La méthode. Les intervalles gardés, rééchantillonnés à 5 points par seconde par interpolation linéaire, filtrés entre 4 et 60 respirations par minute ; il faut au moins 32 s. Les respirations sont comptées dans le temps : sommets retenus au-dessus de 0,2 × le 75^e centile des sommets, une respiration entre deux sommets retenus séparés par un creux sous zéro. Source : Charlton et al. (2016), Physiological Measurement 37(4):610-626 ; Schäfer et Kratky (2008), Annals of Biomedical Engineering 36(3):476-485. Le prolongement de 15 s aux deux bouts : choix du programme, sans source publiée.
La limite. La série des intervalles ne voit pas une respiration plus rapide que la moitié de la fréquence cardiaque.
Respiration ralentie. Sous 9 respirations par minute, une alerte : « respiration ralentie, valeur moins comparable ». La prise n’est jamais refusée pour ça. Source du seuil : Laborde, Mosley et Thayer (2017), Frontiers in Psychology 8:213.

Les fenêtres. Les valeurs sont aussi calculées sur les 30, 60, 90, 120, 180 et 300 premières secondes, emboîtées depuis le début de la capture. Une fenêtre est couverte quand la prise dure au moins sa longueur moins 100 ms. Repères : Esco et Flatt (2014), Journal of Sports Science and Medicine 13(3):535-541 ; Munoz et al. (2015). Les longueurs : choix du programme, sans source publiée.
La série. Les valeurs d’une prise sont celles de sa série : la durée demandée (30, 60, 120, 180 et 300 s), ou la plus longue de ces durées que la prise couvre. Une prise de moins de 30 s ne forme aucune série. Chaque série est à part.
FC basse. La plus basse FC moyenne sur 5 intervalles gardés qui se suivent : choix du programme, sans source publiée.
Descente. La FC des 30 premières secondes de la fenêtre moins celle de ses 30 dernières ; positive quand la FC baisse : choix du programme, sans source publiée.
Pics hauts. Un intervalle dont la FC dépasse la médiane locale (15 intervalles de chaque côté) de plus de 3 écarts absolus médians (× 1,4826) : l’identificateur de Hampel (Pearson, 2002). Son application ici : choix du programme, sans source publiée. Affichés, hors de l’indice.
Oscillation pic-creux. Pour chaque respiration, l’intervalle le plus long moins le plus court, puis la moyenne (au moins 2 intervalles par cycle). Méthode : Lewis et al. (2012), Biological Psychology 89:349. Affichée, hors de l’indice.