COMPARISON ON DIFFERENT DISCRETE FRACTIONAL FOURIER TRANSFORM (DFRFT) APPROACHES

As an extension of conventional Fourier transform and a time-frequency signal analysis tool, the fractional Fourier transforms (FRFT) are suitable for dealing with various types of non-stationary signals. Taking advantage of the properties and non-stationary features of linear chirp signals in the Fourier transform domain, several methods of extraction and parameter estimation for chirp signals are proposed, and a comparative study has been done on chirp signal estimation. Computation of the discrete fractional Fourier transform (DFRFT) and its chirp concentration properties are dependent on the basis of DFT eigenvectors used in the computation. Several DFT-eigenvector bases have been proposed for the transform, and there is no common framework for comparing them. In this thesis, we compare several different approaches from a conceptual viewpoint and point out the differences between them. We discuss five different approaches, namely: (1) the bilinear transformation method, (2) the Grunbaum method, (3) the Dickenson-Steiglitz method, also known as the S-matrix method, (4) the quantum mechanics in finite dimension( QMFD) method, and (5) the higher order S-matrix method, to find centered DFT (CDFT) commuting matrices and the various properties of these commuting matrices. We study the nature of eigenvalues and eigenvectors of these commuting matrices to determine whether they resemble those of corresponding continuous Gauss-Hermite operator. We also measure the performance of these five approaches in terms of mailobe-to-sidelobe ratio, 10-dB bandwidth, quality factor, linearity of eigenvalues, parameter estimation error, and, finally peak-to-parameter mapping regions. We compare the five approaches using these several parameters and point out the best approach for chirp signal applications

A time frequency approach to blind deconvolution in multipath underwater channels

Blind deconvolution is studied in the underwater acoustic channel context, by time-frequency (TF) processing. The acoustic propagation environment is modelled by ray tracing and mathematically described by a multipath propagation channel. Representation of the received signal by means of a signal-dependent TF distribution (radially Gaussian kernel distribution) allowed to visualize the resolved replicas of the emitted signal, while signi cantly attenuating the inherent interferences of classic quadratic TF distributions. The source signal instantaneous frequency estimation was the starting point for both source and channel estimation. Source signature estimation was performed by either TF inversion, based on the Wigner-Ville distribution of the received signal, or a subspace- -based method. The channel estimate was obtained either via a TF formulation of the conventional matched- lter, or via matched- - ltering with the previously obtained source estimate. A shallow water realistic scenario is considered, comprising a 135-m depth water column and an acoustic source located at 90-m depth and 5.6-km range from the receiver. For the corresponding noiseless simulated data, the quality of the best estimates was 0.856 for the source signal, and 0.9664 and 0.9996 for the amplitudes and time-delays of the impulse response, respectively. Application of the proposed deconvolution method to real data of the INTIMATE '96 sea trial conduced to source and channel estimates with the quality of 0.530 and 0.843, respectively. TF processing has proved to remove the typical ill-conditioning of single sensor deterministic deconvolution techniques

Multichannel analysis of normal and continuous adventitious respiratory sounds for the assessment of pulmonary function in respiratory diseases

Premi extraordinari doctorat UPC curs 2015-2016, àmbit d’Enginyeria IndustrialRespiratory sounds (RS) are produced by turbulent airflows through the airways and are inhomogeneously transmitted through different media to the chest surface, where they can be recorded in a non-invasive way. Due to their mechanical nature and airflow dependence, RS are affected by respiratory diseases that alter the mechanical properties of the respiratory system. Therefore, RS provide useful clinical information about the respiratory system structure and functioning. Recent advances in sensors and signal processing techniques have made RS analysis a more objective and sensitive tool for measuring pulmonary function. However, RS analysis is still rarely used in clinical practice. Lack of a standard methodology for recording and processing RS has led to several different approaches to RS analysis, with some methodological issues that could limit the potential of RS analysis in clinical practice (i.e., measurements with a low number of sensors, no controlled airflows, constant airflows, or forced expiratory manoeuvres, the lack of a co-analysis of different types of RS, or the use of inaccurate techniques for processing RS signals). In this thesis, we propose a novel integrated approach to RS analysis that includes a multichannel recording of RS using a maximum of five microphones placed over the trachea and the chest surface, which allows RS to be analysed at the most commonly reported lung regions, without requiring a large number of sensors. Our approach also includes a progressive respiratory manoeuvres with variable airflow, which allows RS to be analysed depending on airflow. Dual RS analyses of both normal RS and continuous adventitious sounds (CAS) are also proposed. Normal RS are analysed through the RS intensity–airflow curves, whereas CAS are analysed through a customised Hilbert spectrum (HS), adapted to RS signal characteristics. The proposed HS represents a step forward in the analysis of CAS. Using HS allows CAS to be fully characterised with regard to duration, mean frequency, and intensity. Further, the high temporal and frequency resolutions, and the high concentrations of energy of this improved version of HS, allow CAS to be more accurately characterised with our HS than by using spectrogram, which has been the most widely used technique for CAS analysis. Our approach to RS analysis was put into clinical practice by launching two studies in the Pulmonary Function Testing Laboratory of the Germans Trias i Pujol University Hospital for assessing pulmonary function in patients with unilateral phrenic paralysis (UPP), and bronchodilator response (BDR) in patients with asthma. RS and airflow signals were recorded in 10 patients with UPP, 50 patients with asthma, and 20 healthy participants. The analysis of RS intensity–airflow curves proved to be a successful method to detect UPP, since we found significant differences between these curves at the posterior base of the lungs in all patients whereas no differences were found in the healthy participants. To the best of our knowledge, this is the first study that uses a quantitative analysis of RS for assessing UPP. Regarding asthma, we found appreciable changes in the RS intensity–airflow curves and CAS features after bronchodilation in patients with negative BDR in spirometry. Therefore, we suggest that the combined analysis of RS intensity–airflow curves and CAS features—including number, duration, mean frequency, and intensity—seems to be a promising technique for assessing BDR and improving the stratification of BDR levels, particularly among patients with negative BDR in spirometry. The novel approach to RS analysis developed in this thesis provides a sensitive tool to obtain objective and complementary information about pulmonary function in a simple and non-invasive way. Together with spirometry, this approach to RS analysis could have a direct clinical application for improving the assessment of pulmonary function in patients with respiratory diseases.Los sonidos respiratorios (SR) se generan con el paso del flujo de aire a través de las vías respiratorias y se transmiten de forma no homogénea hasta la superficie torácica. Dada su naturaleza mecánica, los SR se ven afectados en gran medida por enfermedades que alteran las propiedades mecánicas del sistema respiratorio. Por lo tanto, los SR proporcionan información clínica relevante sobre la estructura y el funcionamiento del sistema respiratorio. La falta de una metodología estándar para el registro y procesado de los SR ha dado lugar a la aparición de diferentes estrategias de análisis de SR con ciertas limitaciones metodológicas que podrían haber restringido el potencial y el uso de esta técnica en la práctica clínica (medidas con pocos sensores, flujos no controlados o constantes y/o maniobras forzadas, análisis no combinado de distintos tipos de SR o uso de técnicas poco precisas para el procesado de los SR). En esta tesis proponemos un método innovador e integrado de análisis de SR que incluye el registro multicanal de SR mediante un máximo de cinco micrófonos colocados sobre la tráquea yla superficie torácica, los cuales permiten analizar los SR en las principales regiones pulmonares sin utilizar un número elevado de sensores . Nuestro método también incluye una maniobra respiratoria progresiva con flujo variable que permite analizar los SR en función del flujo respiratorio. También proponemos el análisis combinado de los SR normales y los sonidos adventicios continuos (SAC), mediante las curvas intensidad-flujo y un espectro de Hilbert (EH) adaptado a las características de los SR, respectivamente. El EH propuesto representa un avance importante en el análisis de los SAC, pues permite su completa caracterización en términos de duración, frecuencia media e intensidad. Además, la alta resolución temporal y frecuencial y la alta concentración de energía de esta versión mejorada del EH permiten caracterizar los SAC de forma más precisa que utilizando el espectrograma, el cual ha sido la técnica más utilizada para el análisis de SAC en estudios previos. Nuestro método de análisis de SR se trasladó a la práctica clínica a través de dos estudios que se iniciaron en el laboratorio de pruebas funcionales del hospital Germans Trias i Pujol, para la evaluación de la función pulmonar en pacientes con parálisis frénica unilateral (PFU) y la respuesta broncodilatadora (RBD) en pacientes con asma. Las señales de SR y flujo respiratorio se registraron en 10 pacientes con PFU, 50 pacientes con asma y 20 controles sanos. El análisis de las curvas intensidad-flujo resultó ser un método apropiado para detectar la PFU , pues encontramos diferencias significativas entre las curvas intensidad-flujo de las bases posteriores de los pulmones en todos los pacientes , mientras que en los controles sanos no encontramos diferencias significativas. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que utiliza el análisis cuantitativo de los SR para evaluar la PFU. En cuanto al asma, encontramos cambios relevantes en las curvas intensidad-flujo yen las características de los SAC tras la broncodilatación en pacientes con RBD negativa en la espirometría. Por lo tanto, sugerimos que el análisis combinado de las curvas intensidad-flujo y las características de los SAC, incluyendo número, duración, frecuencia media e intensidad, es una técnica prometedora para la evaluación de la RBD y la mejora en la estratificación de los distintos niveles de RBD, especialmente en pacientes con RBD negativa en la espirometría. El método innovador de análisis de SR que se propone en esta tesis proporciona una nueva herramienta con una alta sensibilidad para obtener información objetiva y complementaria sobre la función pulmonar de una forma sencilla y no invasiva. Junto con la espirometría, este método puede tener una aplicación clínica directa en la mejora de la evaluación de la función pulmonar en pacientes con enfermedades respiratoriasAward-winningPostprint (published version

Condition Monitoring of Mechanical Faults in Variable Speed Induction Motor Drives. Application of Stator Current Time-Frequency Analysis and Parameter Estimation

Ce travail de thèse traite de la détection et du diagnostic de défaillances mécaniques par analyse du courant statorique dans les entraînements électriques à base de machine asynchrone. Deux effets d'un défaut mécanique, des oscillations de couple et une excentricité d'entrefer, sont supposés. La modélisation par approche des ondes de forces magnétomotrices et de perméance conduit à deux modèles analytiques du signal courant. La conséquence des défauts est soit une modulation de phase, soit une modulation d'amplitude du signal courant statorique. Ces phénomènes sont détectés par une analyse spectrale en régime permanent, ou des méthodes temps fréquence en régime transitoire. Les méthodes étudiées sont la fréquence instantanée, le spectrogramme et la représentation de Wigner-Ville. L'estimation paramétrique d'indices de modulation a également été traitée. Des résultats de simulation et expérimentaux permettent de valider les signatures et d'extraire de façon automatique des indicateurs de défaut. De plus, une méthode permettant la distinction des oscillations de couple d'une excentricité dynamique est proposée. L'étude est complétée par une implémentation sur DSP des méthodes temps-fréquence afin de démontrer la faisabilité d'une surveillance en ligne. ABSTRACT : This Ph.D. thesis deals with condition monitoring of mechanical failures in variable speed induction motor drives by stator current analysis. Two effects of a mechanical fault are considered: load torque oscillations and airgap eccentricity. The analytical modelling using the magnetomotive force and permeance wave approach leads to two stator current models. The fault provokes amplitude or phase modulation of the fundamental current component. Suitable detection methods are spectral analysis and parameter estimation in steady state whereas time-frequency analysis is required during transients. Instantaneous frequency estimation, the Wigner Distribution and the spectrogram are studied. Simulation and experimental results validate the theoretical approach. Automatic extraction of fault indicators is proposed for an unsupervised monitoring system. Moreover, load torque oscillations and dynamic eccentricity can be discriminated with the proposed methods. The feasibility of an on-line monitoring system is demonstrated by a DSP implementation of the time-frequency analysis including indicator extraction

IoT for measurements and measurements for IoT

The thesis is framed in the broad strand of the Internet of Things, providing two parallel paths. On one hand, it deals with the identification of operational scenarios in which the IoT paradigm could be innovative and preferable to pre-existing solutions, discussing in detail a couple of applications. On the other hand, the thesis presents methodologies to assess the performance of technologies and related enabling protocols for IoT systems, focusing mainly on metrics and parameters related to the functioning of the physical layer of the systems

End-effect, stopping criterion, mode mixing and confidence limit for the Hilbert-Huang transform

Master'sMASTER OF ENGINEERIN

Nonparametric Identification of nonlinear dynamic Systems

In der vorliegenden Arbeit wird eine nichtparametrische Identifikationsmethode für stark nichtlineare Systeme entwickelt, welche in der Lage ist, die Nichtlinearitäten basierend auf Schwingungsmessungen in Form von allgemeinen dreidimensionalen Rückstellkraft-Flächen zu rekonstruieren ohne Vorkenntnisse über deren funktionale Form. Die Vorgehensweise basiert auf nichtlinearen Kalman Filter Algorithmen, welche durch Ergänzung des Zustandsvektors in Parameterschätzer verwandelt werden können. In dieser Arbeit wird eine Methode beschrieben, die diese bekannte parametrische Lösung zu einem nichtparametrischen Verfahren weiterentwickelt. Dafür wird ein allgemeines Nichtlinearitätsmodell eingeführt, welches die Rückstellkräfte durch zeitvariable Koeffizienten der Zustandsvariablen beschreibt, die als zusätzliche Zustandsgrößen geschätzt werden. Aufgrund der probabilistischen Formulierung der Methode, können trotz signifikantem Messrauschen störfreie Rückstellkraft-Charakteristiken identifiziert werden. Durch den Kalman Filter Algorithmus ist die Beobachtbarkeit der Nichtlinearitäten bereits durch eine Messgröße pro Systemfreiheitsgrad gegeben. Außerdem ermöglicht diese Beschreibung die Durchführung einer vollständigen Identifikation, wobei die restlichen konstanten Parameter des Systems zusätzlich geschätzt werden. Die Leistungsfähigkeit des entwickelten Verfahrens wird anhand von virtuellen und realen Identifikationsbeispielen nichtlinearer mechanischen Systeme mit ein und drei Freiheitsgraden demonstriert

Autonomic nervous system biomarkers from multi-modal and model-based signal processing in mental health and illness

Esta tesis se centra en técnicas de procesado multimodal y basado en modelos de señales para derivar parámetros fisiológicos, es decir, biomarcadores, relacionados con el sistema nervioso autónomo (ANS). El desarrollo de nuevos métodos para derivar biomarcadores de ANS no invasivos en la salud y la enfermedad mental ofrece la posibilidad de mejorar la evaluación del estrés y la monitorización de la depresión. Para este fin, el presente documento se estructura en tres partes principales. En la Parte I, se proporciona unaintroducción a la salud y la enfermedad mental (Cap. 1). Además, se presenta un marco teórico para investigar la etiología de los trastornos mentales y el papel del estrés en la enfermedad mental (Cap. 2). También se destaca la importancia de los biomarcadores no invasivos para la evaluación del ANS, prestando especial atención en la depresión clínica (Cap. 3, 4). En la Parte II, se proporciona el marco metodológico para derivar biomarcadores del ANS. Las técnicas de procesado de señales incluyen el análisis conjunto de la variabilidad del rítmo cardíaco (HRV) y la señal respiratoria (Cap. 6), técnicas novedosas para derivar la señal respiratoria del electrocardiograma (ECG) (Cap. 7) y un análisis robusto que se basa en modelar la forma de ondas del pulso del fotopletismograma (PPG) (Ch. 8). En la Parte III, los biomarcadores del ANS se evalúan en la quantificacióndel estrés (Cap. 9) y en la monitorización de la depresión (Ch. 10).Parte I: La salud mental no solo está relacionada con ese estado positivo de bienestar, en el que un individuo puede enfrentar a las situaciones estresantes de la vida, sino también con la ausencia de enfermedad mental. La enfermedad o trastorno mental se puede definir como un trastorno emocional, cognitivo o conductual que causa un deterioro funcional sustancial en una o más actividades importantes de la vida. Los trastornos mentales más comunes, que muchas veces coexisten, son la ansiedad y el trastorno depresivo mayor (MDD). La enfermedad mental tiene un impacto negativo en la calidad de vida, ya que se asocia con pérdidas considerables en la salud y el funcionamiento, y aumenta ignificativamente el riesgo de una persona de padecer enfermedades ardiovasculares.Un instigador común que subyace a la comorbilidad entre el MDD, la patologíacardiovascular y la ansiedad es el estrés mental. El estrés es común en nuestra vida de rítmo rapido e influye en nuestra salud mental. A corto plazo, ANS controla la respuesta cardiovascular a estímulos estresantes. La regulación de parámetros fisiológicos, como el rítmo cardíaco, la frecuencia respiratoria y la presión arterial, permite que el organismo responda a cambios repentinos en el entorno. Sin embargo, la adaptación fisiológica a un fenómeno ambiental que ocurre regularmente altera los sistemas biológicos involucrados en la respuesta al estrés. Las alteraciones neurobiológicas en el cerebro pueden alterar lafunción del ANS. La disfunción del ANS y los cambios cerebrales estructurales tienen un impacto negativo en los procesos cognitivos, emocionales y conductuales, lo que conduce al desarrollo de una enfermedad mental.Parte II: El desarrollo de métodos novedosos para derivar biomarcadores del ANS no invasivos ofrece la posibilidad de mejorar la evaluacón del estrés en individuos sanos y la disfunción del ANS en pacientes con MDD. El análisis conjunto de varias bioseñales (enfoquemultimodal) permite la cuantificación de interacciones entre sistemas biológicos asociados con ANS, mientras que el modelado de bioseãles y el análisis posterior de los parámetros del modelo (enfoque basado en modelos) permite la cuantificación robusta de cambios en mecanismos fisiológicos relacionados con el ANS. Un método novedoso, quetiene en cuenta los fenómenos de acoplo de fase y frecuencia entre la respiración y las señales de HRV para evaluar el acoplo cardiorrespiratorio no lineal cuadrático se propone en el Cap. 6.3. En el Cap. 7 se proponen nuevas técnicas paramejorar lamonitorización de la respiración. En el Cap. 8, para aumentar la robustez de algunas medidas morfológicas que reflejan cambios en el tonno arterial, se considera el modelado del pulso PPG como una onda principal superpuesta con varias ondas reflejadas.Parte III: Los biomarcadores del ANS se evalúan en la cuantificación de diferentes tipos de estrés, ya sea fisiológico o psicológico, en individuos sanos, y luego, en la monitorización de la depresión. En presencia de estrés mental (Cap. 9.1), inducido por tareas cognitivas, los sujetos sanos muestran un incremento en la frecuencia respiratoria y un mayor número de interacciones no lineales entre la respiración y la seãl de HRV. Esto podría estar asociado con una activación simpática, pero también con una respiración menos regular. En presencia de estrés hemodinámico (Cap. 9.2), inducido por un cambio postural, los sujetos sanos muestran una reducción en el acoplo cardiorrespiratoriono lineal cuadrático, que podría estar relacionado con una retracción vagal. En presencia de estrés térmico (Cap. 9.3), inducido por la exposición a emperaturas ambientales elevadas, los sujetos sanos muestran un aumento del equilibrio simpatovagal. Esto demuestra que los biomarcadores ANS son capaces de evaluar diferentes tipos de estrés y pueden explorarse más en el contexto de la monitorización de la depresión. En el Cap. 10, se evalúan las diferencias en la función del ANS entre elMDD y los sujetos sanos durante un protocolo de estrés mental, no solo con los valores brutos de los biomarcadores del ANS, sino también con los índices de reactividad autónoma, que reflejan la capacidad deun individuo para afrontar con una situación desafiante. Los resultados muestran que la depresión se asocia con un desequilibrio autonómico, que se caracteriza por una mayor actividad simpática y una reducción de la distensibilidad arterial. Los índices de reactividad autónoma cuantificados por cambios, entre etapas de estrés y de recuperación, en los sustitutos de la rigidez arterial, como la pérdida de amplitud de PPG en las ondas reflejadas, muestran el mejor rendimiento en términos de correlación con el grado de la depresión, con un coeficiente de correlación r = −0.5. La correlación negativa implicaque un mayor grado de depresión se asocia con una disminución de la reactividadautónoma. El poder discriminativo de los biomarcadores del ANS se aprecia también por su alto rendimiento diagnóstico para clasificar a los sujetos como MDD o sanos, con una precisión de 80.0%. Por lo tanto, se puede concluir que los biomarcadores del ANS pueden usarse para evaluar el estrés y que la distensibilidad arterial deteriorada podría constituir un biomarcador de salud mental útil en el seguimiento de la depresión.This dissertation is focused on multi-modal and model-based signal processing techniques for deriving physiological parameters, i.e. biomarkers, related to the autonomic nervous system (ANS). The development of novel approaches for deriving noninvasive ANS biomarkers in mental health and illness offers the possibility to improve the assessment of stress and the monitoring of depression. For this purpose, the present document is structured in three main parts. In Part I, an introduction to mental health and illness is provided (Ch. 1). Moreover, a theoretical framework for investigating the etiology of mental disorders and the role of stress in mental illness is presented (Ch. 2). The importance of noninvasive biomarkers for ANS assessment, paying particular attention in clinical depression, is also highlighted (Ch. 3, 4). In Part II, themethodological framework for deriving ANS biomarkers is provided. Signal processing techniques include the joint analysis of heart rate variability (HRV) and respiratory signals (Ch. 6), novel techniques for deriving the respiratory signal from electrocardiogram (ECG) (Ch. 7), and a robust photoplethysmogram(PPG)waveform analysis based on amodel-based approach (Ch. 8). In Part III, ANS biomarkers are evaluated in stress assessment (Ch. 9) and in the monitoring of depression (Ch. 10). Part I:Mental health is not only related to that positive state ofwell-being, inwhich an individual can cope with the normal stresses of life, but also to the absence of mental illness. Mental illness or disorder can be defined as an emotional, cognitive, or behavioural disturbance that causes substantial functional impairment in one or more major life activities. The most common mental disorders, which are often co-occurring, are anxiety and major depressive disorder (MDD). Mental illness has a negative impact on the quality of life, since it is associated with considerable losses in health and functioning, and increases significantly a person’s risk for cardiovascular diseases. A common instigator underlying the co-morbidity between MDD, cardiovascular pathology, and anxiety is mental stress. Stress is common in our fast-paced society and strongly influences our mental health. In the short term, ANS controls the cardiovascular response to stressful stimuli. Regulation of physiological parameters, such as heart rate, respiratory rate, and blood pressure, allows the organism to respond to sudden changes in the environment. However, physiological adaptation to a regularly occurring environmental phenomenon alters biological systems involved in stress response. Neurobiological alterations in the brain can disrupt the function of the ANS. ANS dysfunction and structural brain changes have a negative impact on cognitive, emotional, and behavioral processes, thereby leading to development of mental illness. Part II: The development of novel approaches for deriving noninvasive ANS biomarkers offers the possibility to improve the assessment of stress in healthy individuals and ANS dysfunction in MDD patients. Joint analysis of various biosignals (multi-modal approach) allows for the quantification of interactions among biological systems associated with ANS, while the modeling of biosignals and subsequent analysis of the model’s parameters (model-based approach) allows for the robust quantification of changes in physiological mechanisms related to the ANS. A novel method, which takes into account both phase and frequency locking phenomena between respiration and HRV signals, for assessing quadratic nonlinear cardiorespiratory coupling is proposed in Ch. 6.3. Novel techniques for improving the monitoring of respiration are proposed in Ch. 7. In Ch. 8, to increase the robustness for some morphological measurements reflecting arterial tone changes, the modeling of the PPG pulse as amain wave superposed with several reflected waves is considered. Part III: ANS biomarkers are evaluated in the assessment of different types of stress, either physiological or psychological, in healthy individuals, and then, in the monitoring of depression. In the presence of mental stress (Ch. 9.1), induced by cognitive tasks, healthy subjects show an increment in the respiratory rate and higher number of nonlinear interactions between respiration and HRV signal, which might be associated with a sympathetic activation, but also with a less regular breathing. In the presence of hemodynamic stress (Ch. 9.2), induced by a postural change, healthy subjects show a reduction in strength of the quadratic nonlinear cardiorespiratory coupling, whichmight be related to a vagal withdrawal. In the presence of heat stress (Ch. 9.3), induced by exposure to elevated environmental temperatures, healthy subjects show an increased sympathovagal balance. This demonstrates that ANS biomarkers are able to assess different types of stress and they can be further explored in the context of depression monitoring. In Ch. 10, differences in ANS function between MDD and healthy subjects during a mental stress protocol are assessed, not only with the raw values of ANS biomarkers but also with autonomic reactivity indices, which reflect the ability of an individual to copewith a challenging situation. Results show that depression is associated with autonomic imbalance, characterized by increased sympathetic activity and reduced arterial compliance. Autonomic reactivity indices quantified by changes, from stress to recovery, in arterial stiffness surrogates, such as the PPG amplitude loss in wave reflections, show the best performance in terms of correlation with depression severity, yielding to correlation coefficient r = −0.5. The negative correlation implies that a higher degree of depression is associated with a decreased autonomic reactivity. The discriminative power of ANS biomarkers is supported by their high diagnostic performance for classifying subjects as having MDD or not, yielding to accuracy of 80.0%. Therefore, it can be concluded that ANS biomarkers can be used for assessing stress and that impaired arterial compliance might constitute a biomarker of mental health useful in the monitoring of depression.<br /