Original title:
Monitorování pohybové a srdeční činnosti v józe
Translated title:
Monitoring of Movement and Cardiac Activity in Yoga
Authors:
Kashkina, Aleksandra ; Čmiel, Vratislav (referee) ; Janoušek, Oto (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2026
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Abstract:
[cze][eng]
Práce se zabývá monitorováním pohybové a srdeční činnosti během standardizované jógové sekvence pomocí hrudního pásu Polar H10. Cílem práce bylo navrhnout a ověřit postup pro detekci přechodů mezi jógovými pozicemi na základě akcelerometrických dat a následně analyzovat kardiovaskulární odezvu organismu v jednotlivých segmentech cvičení. V teoretické části jsou popsány principy získávání a zpracování akcelerometrických a kardiovaskulárních dat, zejména EKG signálu, RR intervalů, tepové frekvence a variability srdečního rytmu. Praktická část zahrnovala návrh jógové sekvence, experimentální sběr dat u 20 dobrovolníků a zpracování signálů získaných ze senzoru Polar H10. Pro detekci přechodů mezi pozicemi byly porovnány dvě metody založené na lokální varianci a jerku akcelerometrického signálu. Přesnost detekce byla ověřena porovnáním s ručními anotacemi. Výsledky ukázaly, že obě metody umožňují detekovat přechody mezi jógovými pozicemi v časové blízkosti manuálních markerů. Metoda jerku dosáhla mírně nižší celkové střední absolutní chyby, avšak rozdíl mezi metodami nebyl statisticky významný. Pro následnou segmentaci kardiovaskulárních dat byla zvolena metoda lokální variance, která vykazovala stabilnější průběh detekce. Kardiovaskulární analýza byla provedena primárně z korigovaných RR intervalů. Byly hodnoceny změny tepové frekvence, RMSSD a parametry zotavení po ukončení cvičení. Tepová frekvence se mezi jednotlivými pozicemi významně lišila, přičemž vyšší hodnoty byly pozorovány zejména u pozic s větším izometrickým a stabilizačním nárokem. Navržený postup umožnil propojit akcelerometrickou detekci pohybových přechodů se segmentovanou analýzou srdeční odezvy. Výsledky potvrzují použitelnost senzoru Polar H10 pro orientační monitorování jógových aktivit a pro hodnocení rozdílů mezi relaxačními a zátěžovějšími částmi cvičení. Současně práce poukazuje na nutnost kontroly kvality RR intervalů a opatrné interpretace HRV parametrů u krátkých pohybových segmentů.
This thesis focuses on monitoring movement and cardiac activity during a standardized yoga sequence using the Polar H10 chest strap. The aim of the thesis was to design and validate a procedure for detecting transitions between yoga postures based on accelerometer data and subsequently to analyse the cardiovascular response of the body in individual exercise segments. The theoretical part describes the principles of acquisition and processing of accelerometric and cardiovascular data, particularly the ECG signal, RR intervals, heart rate, and heart rate variability. The practical part included the design of a yoga sequence, experimental data collection from 20 volunteers, and processing of signals obtained from the Polar H10 sensor. Two methods based on local variance and jerk of the accelerometer signal were compared for detecting transitions between postures. Detection accuracy was evaluated by comparison with manual annotations. The results showed that both methods were able to detect transitions between yoga postures in close temporal proximity to the manual markers. The jerk-based method achieved a slightly lower overall mean absolute error; however, the difference between the methods was not statistically significant. Therefore, the local variance method was selected for the subsequent segmentation of cardiovascular data, as it provided a more stable detection pattern. Cardiovascular analysis was performed primarily using corrected RR intervals. Changes in heart rate, RMSSD, and recovery parameters after exercise were evaluated. Heart rate differed significantly between individual postures, with higher values observed mainly in postures with greater isometric and stabilization demands. The proposed approach enabled the integration of accelerometer-based movement transition detection with segmented analysis of cardiac response. The results confirm the applicability of the Polar H10 sensor for orientational monitoring of yoga activities and for assessing differences between relaxation-oriented and more physically demanding parts of exercise. At the same time, the thesis highlights the need for RR interval quality control and cautious interpretation of HRV parameters in short movement segments.
Keywords:
accelerometer data; cardiovascular data; heart rate; heart rate variability; Polar H10; RR intervals; transition detection.; Yoga; akcelerometrická data; detekce přechodů.; Jóga; kardiovaskulární data; Polar H10; RR intervaly; tepová frekvence; variabilita srdečního rytmu
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/259554
guest ::
